Display de LEDs Rotativo Paulo Matias André Luiz Barbieri 12 de dezembro de 2008 Resumo Descrevemos um projeto capaz de formar imagens por meio de uma coluna de LEDs rotativa. A configuração dos LEDs é modificada em pequenos intervalos de tempo, de modo a formar a imagem de um conjunto de letras enquanto o display rotaciona. O conjunto de letras pode ser escolhido pelo usuário com o auxílio de um controle remoto. 1 Introdução Este artigo descreve o projeto de um display de LEDs rotativo. Trataremos primeiramente a respeito do hardware utilizado, ilustrando com um diagrama de blocos e algumas fotos. Em seguida, daremos uma visão geral do software, exibindo sua organização e enumerando suas funcionalidades. 2 Hardware O diagrama da Figura 1 dá uma visão geral do hardware utilizado. Uma base permite que o conjunto fique fixado na mesa enquanto rotaciona, como mostra a Figura 2a. A Figura 2b mostra o microcontrolador AT89C2051 ligado aos diversos periféricos da placa. Na parte da frente da placa, como mostra a Figura 2c, estão presos os oito LEDs e um pequeno receptor de controle remoto infravermelho, o TSOP4838. Na parte de trás da placa, mostrada na Figura 2d, podemos encontrar o bloco do regulador de tensão de 5V. Encontramos também, virado para baixo, o fototransistor que é utilizado para sincronização. Logo abaixo do fototransistor existe um orifício, de forma que ele se alinhe a cada rotação com o LED infravermelho mostrado na Figura 2e, sempre em um ângulo fixo. Na mesma Figura, podemos observar também o motor e o sistema de polias colocado em seu eixo para passar alimentação elétrica para a placa que rotaciona. 1
Figura 1: Diagrama de blocos do hardware do Display de LEDs Rotativo. (a) Em rotação (b) Microcontrolador (c) Vista frontal (d) Vista traseira (e) Motor e LED IR fixo Figura 2: Fotos do Display de LEDs Rotativo. 2
3 Software 3.1 Funcionalidades As funcionalidades do software são: Exibir conjuntos de letras nos LEDs do display rotativo. Exibir um texto padrão ao ser ligado, definido em tempo de compilação. Receber quatro comandos direcionais de um controle remoto. Para cima - muda a letra posicionada pelo cursor para a próxima letra do alfabeto. Para baixo - muda a letra posicionada pelo cursor para letra anterior do alfabeto. Para a esquerda - posiciona o cursor na letra à esquerda. Para a direita - posiciona o cursor na letra à direita. Piscar a letra posicionada pelo cursor algumas vezes sempre que o cursor for reposicionado. 3.2 Organização A organização do software é ilustrada pelo diagrama da Figura 3. Praticamente toda funcionalidade do software é controlada por um conjunto de três interrupções (TIMER, SYNC, e IRRECV). A rotina da interrupção TIMER exibe em seqüência, em pequenos intervalos de tempo, as colunas de pixels que estão armazenadas em certa área da memória RAM interna. Após todas as colunas serem exibidas, o contador estoura, e a rotina deixa de executar sua função até que o contador seja resetado pela rotina da interrupção SYNC. A rotina da interrupção SYNC é responsável por fazer a letra posicionada pelo cursor piscar sempre que necessário. É responsável também por outra tarefa mais importante - resetar o contador de colunas e o timer para que o texto comece a ser exibido sempre na mesma posição, ou seja, no mesmo ângulo de rotação. A rotina da interrupção IRRECV é chamada sempre que algum sinal for recebido pelo TSOP4838. Ela amostra o sinal na mesma base de tempo utilizada pelo controle remoto (cf. Figura 4) e compara o resultado com os identificadores dos botões suportados. Em seguida, a funcionalidade do botão identificado é executada. 3
Figura 3: Organização do software do Display de LEDs Rotativo. 4
4 Conclusão Figura 4: Típico sinal de controle remoto Philips. O Display de LEDs Rotativo foi capaz de exibir com sucesso até treze caracteres alfanuméricos, que podem ser modificados a qualquer momento pelo usuário, em tempo de execução. Desta maneira, foi plenamente cumprida a proposta inicial do projeto. Sugestões de melhorias que poderiam ser implementadas no futuro, com base neste mesmo projeto, seriam: Modo de edição da imagem pixel a pixel, além do modo letra a letra, possibilitando a criação de desenhos pelo usuário. Modo relógio, no qual o display mostre o horário atual, e que possibilite ao usuário acertar o relógio em tempo de execução. Introdução no hardware de uma memória não-volátil gravável em tempo de execução, de forma que o software possa gravar configurações. Modo no qual o texto rotacione lentamente e suavemente pelo display em vez de ficar fixo, preservando ainda o modo atualmente implementado de texto fixo. Aprendizado em tempo de execução de teclas de qualquer modelo de controle remoto, desde que possua sinal com mesma modulação e mesma base de tempo. 5