Zeigen Sie einen rotierenden Vektor auf vier LEDs an

Hier gefragt, weil EEs mit Konzepten rotierender Vektoren vertraut sind ...
Haben Sie als Eingabe in einem Mikrocontroller zwei vorzeichenbehaftete Zahlen, die rechtwinkligen Koordinaten entsprechen. Diese Zahlen sind als zwei rechteckige Komponenten verwandt: eine reelle und eine imaginäre , ähnlich wie R + jI .

4-LED-Anzeige mit 360-Grad-KreisBeabsichtigen Sie, als Ausgabe eine Anzeige auf vier ähnlichen LEDs zu haben , die mit dem Auge interpretiert werden würde, um einen Vektorwinkel anzuzeigen ... ähnlich wie atan2 (real, imaginär). Die Lichtintensität erfolgt über Pulsweitenmodulation (PWM). Zum Beispiel würde eine Eingabe von (140,0) LED 00 voll aufleuchten lassen , während die anderen drei aus wären. Eine Eingabe von (38,0) würde eine ähnliche volle Helligkeit auf LED 00 anzeigen , da die Anzeige für Winkel und nicht für Amplitude ist .
Symmetrie reduziert den vollen Kreis in acht ähnliche Segmente. Es ist offensichtlich, dass bei 0, 90, 180 und 270 Grad nur eine von vier LEDs mit 100% PWM voll leuchten sollte. Und bei 45, 135,225,315 Grad sollten zwei benachbarte LEDs teilweise gleich stark leuchten.
Aber beleuchtet, wie viel? relativ zu vollen 100 % PWM.
Soll es 50%/50% sein? Sollte es sein 100 2 %/ 100 2 %?
Die Untersuchung der Intensitätswahrnehmung des menschlichen Auges bietet eine Vielzahl von Szenarien, von denen jedes eine andere nichtlineare Übertragungsfunktion zwischen Eingabe und wahrgenommener Helligkeit aufweist. Welches Szenario hier zutrifft, ist mir unklar.

Anzeigeaktualisierungsraten werden im Bereich von 20–40 Hz nahe oder knapp über der Persistenz des Sehens liegen. Der Hintergrund wäre dunkler als LEDs, und LEDs würden direkt beobachtet.
Bearbeiten - Ziele hinzugefügt:
Ich hoffe zu erkennen, ob sich ein Vektor im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn dreht - er dreht sich ziemlich langsam (Zeitraum von einer Sekunde oder weit länger), aber in einer möglicherweise lauten Umgebung (Phasenrauschen). Irgendwann wird eine PLL angewendet, und der Vektor sollte sich in der Nähe von LED00 einpendeln. Dieser PLL wird eine lange Zeitkonstante haben. Ich würde mich freuen, sagen zu können, ob es bei Vorhandensein von Geräuschen gesperrt ist.

Bei Winkeln von 0, 90, 180, 270 Grad wäre PWM 100 % für eine von vier LEDs.

Bei Winkeln von 45.135.225.315 sollte PWM für zwei von vier benachbarten LEDs ??? sein, wenn man die verrückte unregelmäßige Intensitätswahrnehmung menschlicher Augen berücksichtigt? Einmal genagelt, kann ich wahrscheinlich einen vernünftigen Übergang für Zwischenwinkel (0-45 Grad) ausarbeiten.

Ich sage es nur ungern, aber ich kann nicht sagen, was Sie tun wollen. Ich bin froh, dass es Antworten gibt, denn ich denke, das bedeutet, dass nur ich es bin und dass andere die Frage besser verstehen als ich. Obwohl ich einige Hintergrundinformationen habe und Ihre Sätze einzeln lesen kann, gebe ich zu, dass ich Schwierigkeiten habe, das einzelne Ziel zu verstehen, das sich auf all das bezieht. Ich falle über den Teil "vom Auge interpretiert, um einen Vektorwinkel anzuzeigen", nehme ich an. Ich kann das jetzt nicht auf eine persönliche Erfahrung übertragen. (Aber ich verstehe die atan2()-Mathematik vollkommen.) Muss über meinem Kopf liegen.
@jonk danke (ich kämpfe auch). Verfeinerungen zu Zielen hinzugefügt, die hilfreich sein könnten. Vielleicht ist der Versuch, Ziele zu erklären , die sinnvollere Übung. Vielleicht gibt es eine bessere Möglichkeit, einen rotierenden vs. gesperrten Vektor anzuzeigen. Ich bin sehr beeindruckt davon, wie Ohren einen Ton unter Rauschen hören können. Ich hoffe, ein Auge könnte etwas Ähnliches tun.

Antworten (2)

Nun, Sie haben die Kernsache richtig:

Wahrnehmung ist nichtlinear. Für N ⋅ 90 ° + 45 ° , N ∈ N , ja, die Helligkeit der benachbarten LEDs sollte identisch sein, aber das war es auch schon.

Ja, wir modellieren im Allgemeinen die wahrgenommene Helligkeit logarithmisch zur Einstrahlung. Das bedeutet nicht, dass die Basis dieses Logarithmus für jede Farbe, für jeden Menschen bekannt ist.

Es ist auch nicht klar, dass dies am sehr niedrigen Ende Ihres PWM-Arbeitszyklus wirklich ein ausreichendes Modell sein wird; Ich fürchte, Sie müssen also selbst eine Charakterisierung vornehmen, wenn Sie dies "richtig" machen wollen.

Glücklicherweise denke ich, dass Sie, wenn Sie eine Richtungsvisualisierung mit vier LEDs anstreben, von denen Sie höchstens 2 gleichzeitig verwenden, nicht viel "wahrgenommene Genauigkeit" verlieren, wenn Sie nur ein oder zwei Exponenten ausprobieren und sich niederlassen für eine, die Sie für "gut genug" halten. Keine Zauberei im Spiel, einfach ausprobieren.

Anständige Vorschläge. Wird eine Nachschlagetabelle verwenden und sie x8 drehen, sodass es einfach ist, ein paar Profile auszuprobieren. Aus veröffentlichten Arbeiten ist unklar, wie stark die Wahrnehmung von Mensch zu Mensch variiert (wenige Fehlerbalken in den Grafiken). Ich suche gerade nach einer LED mit einer PWM und finde, dass die Intensitätsauflösung nahe 0% PWM weitaus besser ist als nahe 100% PWM.

Obwohl das Auge einen Dynamikbereich von > 140 dB von < 1 LUX bis zur Sonne von > 100.000 LUX hat, erfordert dies eine lange Latenzzeit für die Irismodulation und eine skotopische Einschwingzeit, damit sich die Augen anpassen können.

Für das Fernsehen sind es jetzt eher 40-50 dB und es ist über diesen Bereich linear. 50 IRE sind also halbe Helligkeit und 1/2 Spannung von 100 IRE volle Intensität (z. B. 1 Vpp) und Schwarz ist 0 IRE. OK?

Umgebungsblendung durch das Glas kann je nach Raumlicht 1 IRE mehr oder weniger betragen.

Sie möchten also, dass Ihre LEDs eine lineare Stromteilung für die Intensität haben.

Aber wenn man bedenkt, dass die Augengeschwindigkeit geringer ist als Ihre möglichen dynamischen Laständerungen und somit PWM-Änderungen, würde ich mich dafür entscheiden, 16 Sektoren mit konstanter Intensität für die Erkennung der SPACIAL-Schärfe zu definieren, anstatt zu versuchen, sich ändernde Quadrantenintensitäten zu interpretieren.

16-Level-LED-Leistentreiber mit 2 Chips sind möglich, indem PWM mit einem LPF hoher Ordnung >6 konvertiert wird, um PWM-Welligkeit mit minimaler Latenz unter Verwendung der kostenlosen aktiven Filtersoftware von TI zu unterdrücken.

Früher hatten wir in der EE-Lounge auf dem Campus eine Demo von einem Audio-Händler mit QUAD-Sound und einer TV-Farborgel. Sie drehten das Joch um 45 Grad und rissen die Eingeweide eines Fernsehers heraus, um eine quadraphonische vektoraudiografische Lichtorgel mit RGB für Bässe, Mitten und Höhen zu machen, die aus einem Punkt in der Mitte herauskam. Viel Spaß beim Korrelieren mit Quad-Soundeffekten und Mustererkennung,
Ja, 50 % scheint richtiger zu sein. Ich erwarte von diesem Display keine große Winkelauflösung, daher ist Ihre LEDbar-Idee etwas übertrieben. Aber jetzt haben Sie mir eine alternative Idee gegeben: Spielen Sie einen Stereoton in Kopfhörer und hören Sie auf einen rotierenden Vektor (vorne, links, hinten, rechts). Es macht Spaß, mit Ihrem Gehirn herumzuspielen, nicht wahr?
Zeigen Sie einen rotierenden Vektor auf vier LEDs an
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