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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zur Theorie der Rotationsanzeigen


Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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Vor einiger Zeit wahren hier diverse Beiträge über Rotationsanzeigen.
(LED's auf Propeller.)

Kann mir bitte jemand sagen ob ich die Theorie richtig verstanden
habe?

Annahme: es werden einfarbige 3mm LED's verwendet
Der Abstand zwischen Rotationsachse und 1. LED beträgt 50mm.

Um ein ordentliches Bild zu erhalten muß man 24 Bilder pro Sekunde
anzeigen.

Da man ein sauberes Bild haben will, stellt man die Drehzahl so ein
dass die LED's so aussehen als ob sie im innersten "Kreis" direkt
aneinander liegen.

Daraus folgt:

Abstand der LED's im Innersten Kreis = 3mm
Daraus folgt dass ein Abschnitt = 2*arcSin(1,5mm/50mm) = 3,438°
Eine Umdrehung hat 360°.
Daraus erhält man 360° / 3,438° = 104,7 Abschnitte.
Um einen schönen Wert zu erhalten wähle ich 104 Abschnitte.
Dadurch erhöht sich der Abstand zwischen den LED's nur geringfügig.

Die Bilder werden mit 24Hz angezeigt.

Daraus folgt dass eine Umdrehung in 1/24 = 41,6666ms erfolgt.
Daraus folgt dass alle 41,6666ms / 104 = 400µs eine neue Zeile
angezeigt werden muß.

Um das Auswuchten zu erleichtern wird eine 2. LED-Reihe verwendet.

Da man aber nicht exakt spiegelverkehrt löten kann, wird an jeder
LED-Reihe nur jede 2. LED-Zeile angezeigt, wodurch sich an den Zeiten
nichts ändert

Laut Rechnung wird bei Verwendung des internen 1MHz Taktes alle 0,4ms /
0,001ms = 801,28 Takte eine neue Spalte ausgegeben.


Jetzt stellen sich mir 2 Fragen.

Stimmen meine Annahmen und ist eine Anzeige mit diesen Werten überhaupt
möglich?


mfg Sepp

Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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UUUPS Rechenfehler.

0,4ms /0,001ms = 400.
Und wenn man die Genauen Rechenergebnisse verwendet erhält man 400,641

mfg Sepp

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Ohne jetzt Deine Zahlen nachgerechnet zu haben
würde ich sagen, daß Dein Rechengang grundsätzlich stimmt.
Wobei noch zu sagen wäre, daß Du die 24 Bilder in der Sekunde
nur dann brauchst, wenn Du Videos ruckelfrei abspielen möchtest.
Wenn Du einfach nur Text anzeigst, kommst auch mit weniger über
die Runden.
Denk einfach an Deine Kindheitstage am Lagerfeuer. Wenn Du so
wie ich warst, dann hast du auch des nächtens mal so ein
glühendes Teil im Kreis geschwungen und Dich am entstehenden
Kreis erfreut. Ich denke nicht, daß Du dabei 24 Umdrehungen
in der Sekunde geschafft hast :-)

Autor: Olaf_K (Gast)
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Ich glaube, man kann nicht einfach von einer konstanten Drehzahl
ausgehen. Es sei denn, man will, daß die Anzeige rotiert.
Will man eine feste Anzeige, dann sollte man die Position der LED-Reihe
mindestens einmal pro Umdrehung erfassen (z.B. per Gabellichtschranke
oder Hall-Sensor) und die Anzeigesequenz entsprechend triggern.
Damit Anzeigebreite und Halbbilddeckung nicht von der Drehzahl
abhängen, sollte man außerdem bei jeder Umdrehung die Drehzahl
bestimmen (z.B. gleitenden Mittelwert bilden) und den Anzeigetakt
entsprechend anpassen.

MfG Olaf

Autor: Philipp Sªsse (Gast)
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Eine Fehlannahme ergibt sich m.E. daraus, daß Du die Breite der LEDs
zugrundelegst, um den inneren Kreis zu füllen (Deine Bildpunkte
bestimmst Du ja im Prinzip durch 2*pi*50mm / 3mm = 104,7 -- auch wenn
es bei Dir etwas komplizierter aussieht).

Warum sollte das so sein? Wenn Du jeweils nach einer entsprechenden
Umdrehung die LEDs kurz aufblitzen lassen würdest, lägen sie im
Gesamtbild tatsächlich innen dicht an dicht und das Bild wäre scharf.
Weiter außen hätten sie aber einen erheblichen Abstand, je nachdem, wie
groß der Außenradius sein soll.

Üblich ist deshalb eher, die LEDs nicht nur aufblitzen zu lassen,
sondern jeweils über die Dauer eines Pixels gesetzt zu lassen. Dadurch
hat man zwar zwangsläufig Unschärfe an den Pixelrändern, aber dafür
bleiben zusammhängende Strukturen wie Buchstaben auch zusammenhängen;
außen breiter und blasser als innen.

In diesem Fall muß man sich mit der Anzahl der Pixel pro Runde nicht an
der LED-Breite orientieren und kann alle Größen darauf ausrichten,
wieviel Pixel man darstellen möchte oder wieviel Rechenleistung man zur
Verfügung hat.

Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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Salve

Jepp.

So ein Feuerkreis war was tolles.

Und wie hieß es im Film Mumie2: Wenn du die Fackel schnell genug
bewegst, kannst hu sogar deinen Namen schreiben.  ;o))

Das Feuer hat aber im Gegensatz fur LED einen entscheidenden Vorteil.

Da Gase verbrennen(auch beim Holz) bildet das Feuer keinen Punkt,
sondern ein Scheibensegment.

Dadurch verbreitert sich das Kreissegment erheblich.

Dadurch verringert man die erforderliche Rotationsgeschwindigkeit,
verliert aber auch an "Auflösung".


Jetzt noch eine Frage.

Wenn ca. 400 Taktzyklen pro angezeigte Spalte Zeit sind, muß man da die
Motordrehzahl konstant regeln oder braucht man nur über 1440U/min
bleiben und errechnet sich jede Umdrehung die Zeitintervalle in denen
die Anzeigespalte aktualisiert wird neu?

mfg Sepp

Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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@Olaf_K

An eine Reverenzierung habe ich schon gedacht obwohl ich mir die
Möglichkeit einer rotierenden Anzeige offen lassen wollte.

Wie kann man eigentlich bei einer Gabellichtschranke das Fremdlicht
unterdrücken?

Ist ein Hallsensor wirklich geeignet wenn der E-Motor ein Magnetfeld
hat?

@Philipp
Die Unschärfe ergibt sich meißtens von selbst dur Schwankungen des
internen Prozessor-Resonators und durch Prozessbedingte Verzögerungen.
(Jedenfalls bei mir läuft selten etwas so wie es soll.)

Und falls das nicht der Fall sein sollte, dann kann man doch
verschiedene Anzeigemoden wählen.

Es geht mir erst mal darum ob die Theorie stimmt.

Ich hab mich mit mir ja noch nicht mal geeinigt ob die Anzeige jetzt
Radial oder Achsial sein soll.

Weiters bin ich noch am Überlegen wie ich die Datenübermittlung machen
soll.

Ich bin noch am Überlegen ob ich die Daten induktiv oder optisch
übertragen soll.
(Bei einer optischen Datenübertragung kann ich von 24 Bit/s ausgehen.)

Die Energieübertragung mache ich wenn ich die Daten optisch übermittle
mit mehreren parallelen Schleifkontakten und ordentlichen
Stützkondensatoren.

Ansonsten müsste ich ausprobieren ob und wie ich die Daten mit den
Energieübertragungsspulen rüber bekomme.

Autor: castle (Gast)
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www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=16041

schau dir das mal an, da gibt es auch einpaar schöne links.

Castle

Autor: Sepp -O- (Sepp_O) (Gast)
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(Ich war wieder mal zu faul um mich anzumelden.)

Da ich nur mit Modellautos fahre und daher keine Rotoren zum Anzeigen
habe (siehe Helikopter und Flugzeuge)wird dieses Projekt nur eine
Spielerei sein und mir stellen sich jetzt 2 Fragen.

Soll ich die Anzeige achsial oder radial machen?

Radial:

Vorteil:
Man kann das Ganze auf einen Ventilator packen und hat im Sommer eine
kühle briese.


Nachteil:
Die Buchstaben werden verzerrt dagestellt.


Achsial:

Vorteil:
Die Buchstaben werden nicht verzerrt und man kann dadurch auch größere
Anzeigen machen.
Wenn die Unwucht nicht zu groß ist, wird die Vorrichtung durch höhere
Drehzahlen "gewuchtet" und die Vorrichtung beruhigt sich.

Nachteil:
Im Sommer bleibt's mit und ohne Anzeige gleich heiß :o((
Das Auswuchten ist schwieriger, da man 3-dimensional auswuchten muß
(Da ein Propelle im Vergleich zum Durchmesser flach ist, reich 1
dimensionales Auswuchten.)

Man ist zwar mit der Schrift-Höhe nicht beschränkt, aber um eine
ordentliche Schriftbreite zu bekommen braucht man große Durchmesser,
wodurch die Trägheit steigt.

Dadurch wird zwar die Rotationsgeschwindichkeit stabilisiert, aber die
Materialbelastungen steigen.
(Besonders in der Beschleunigungsphase wird es dann kritisch wenn die
biegekritische Drehzahl zu langsam durchfahren wird.)

Zu diesen Fragen stellt sich mir noch eine.

Welchen Mikrokontroller soll ich verwenden?
Reicht die Anzahl der Pins von einem 8er oder oder soll ich besser
einen ATmega16 verwenden?


Wie ihr seht habe ich noch viel durchzurechnen und zu überlegen bevor
der Lötkolben warm wird.

mfg Sepp

Autor: Frank (Gast)
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es geht sogar mit ganz kleinen Rechenknechten. Guckst du hier:
http://www.josepino.com/11/index.html

bye

Frank

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