वेक्टर डिस्प्ले का परिचय

यह लेख इस लेख का अनुवाद है।
मुझे आशा है कि मेरा अनुवाद बहुत अनाड़ी नहीं है, लेकिन सामग्री दिलचस्प है।

आज वेक्टर डिस्प्ले जानकारी प्रदर्शित करने के एक साधन की तुलना में अधिक पुराने चमत्कार हैं, फिर भी, आर्केड मशीनों और रडार सिस्टम में उनका उपयोग उन्हें एक निश्चित आकर्षण देता है।
साधारण रेखापुंज डिस्प्ले के विपरीत, जहां प्रत्येक बार प्रत्येक पंक्ति को खींचने के लिए बीम बाएं से दाएं और ऊपर से नीचे तक गुजरता है, वेक्टर में बीम को उन रेखाओं के साथ प्रदर्शित करता है जो छवि को परिभाषित करते हैं।

अधिकांश दो-चैनल ऑसिलोस्कोप में एक एक्सवाई मोड होता है जिसमें समय में छवि को स्वीप करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिग्नल को इनपुट सिग्नल से बदल दिया जाता है, जिससे आपको दो विमानों में बीम की स्थिति को नियंत्रित करने की अनुमति मिलती है। एलईडी की चमक को नियंत्रित करने के लिए एक कम-पास फिल्टर के साथ पीडब्लूएम का उपयोग करना प्रभावी हो सकता है, लेकिन जटिल आकृतियों को आकर्षित करने के लिए, एक तेज़ तरीके की आवश्यकता होती है। सबसे आसान तरीका है R-2R योजना के अनुसार DAC (डिजिटल-से-एनालॉग कनवर्टर) का उपयोग करना।



यदि आप वेक्टर डिस्प्ले बनाने या स्क्रीन पर आस्टसीलस्कप बनाने के बारे में अधिक जानने में रुचि रखते हैं, तो बिल्ली का स्वागत करें।

समानांतर DAC R-2R

आठ-बिट डीएसी बनाना आसान है, इसके लिए प्रति चैनल केवल 16 प्रतिरोधों की आवश्यकता होती है। एक प्रतिशत सहिष्णुता के साथ प्रतिरोधों का उपयोग करना उचित है, लेकिन 5% भी काम करेगा। आपको प्रतिरोध आर के साथ 7 प्रतिरोधों की आवश्यकता है और प्रतिरोध 2 के साथ 9 * आर।
इस मामले में, 0.5 और 1 kΩ प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है।
कनवर्टर के योजनाबद्ध आरेख:



चूंकि हम आस्टसीलस्कप के दो चैनलों को नियंत्रित करते हैं, हमें दो डीएसी की आवश्यकता होती है।

यदि आप इतने भागों में मिलाप नहीं करना चाहते हैं, तो आप SIP पैकेज में रेसिस्टेंट असेंबलियों का उपयोग कर सकते हैं या 16 पिन DIP पैकेज में MC1408 / 1508 (DAC को गुणा करना) जैसे कुछ का उपयोग कर सकते हैं।

यह प्रोजेक्ट ATMEGA32U4 माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक बोर्ड का उपयोग करता है, आप लगभग किसी भी अन्य माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग कर सकते हैं, मुख्य बात यह है कि इसमें दो 8-पिन पोर्ट हैं ताकि आप एक ही समय में पिन की स्थिति को बदल सकें।

मैं पोर्ट्स पोर्ट और पोर्ट का उपयोग करता हूं।

आस्टसीलस्कप सेटअप

सर्किट को टांका लगाने के बाद, इसे आस्टसीलस्कप से कनेक्ट करें और इसे एक्सवाई मोड में डालें।
सस्ती रिगोल में, आपको क्षैतिज मेनू - टाइम बेस पर जाने और XY मोड का चयन करने की आवश्यकता है।
दुर्भाग्य से, एलसीडी स्क्रीन के साथ सस्ती डिजिटल ऑसिलोस्कोप ड्राइंग के संदर्भ में एनालॉग वाले से नीच हैं, हालांकि कुछ में एक डिजिटल फास्फोर मोड है जो स्क्रीन की निष्क्रियता का अनुकरण करता है।

क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर लाइनें

DAC को सीधे माइक्रोकंट्रोलर के पोर्ट से कनेक्ट करके, पोर्ट को मान लिखकर एनालॉग वोल्टेज को बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, 2-वोल्ट सिग्नल उत्पन्न करने के लिए, मान 256 * 2.0V / 5.0V == 102 होना चाहिए।

DDRB = 0xFF; PORTB = 102; //,    ,  2  

सिद्धांत रूप में, हम वोल्टेज के विशिष्ट मूल्य में रुचि नहीं रखते हैं, यह महत्वपूर्ण है कि आउटपुट वोल्टेज 0x00 पर 0 वोल्ट से 0xFF पर 5 वोल्ट से भिन्न होता है।

आस्टसीलस्कप को 0-5 वोल्ट की श्रेणी में सेट किया जाना चाहिए और प्रत्येक अक्ष पर संरेखित किया जाना चाहिए।
पहली चीज जो आपको कोशिश करनी चाहिए, वह क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर रेखाएं खींचती है, यह छोरों का उपयोग करके किया जा सकता है, जिससे एक चर अपरिवर्तित रहता है। उदाहरण के लिए, एक क्षैतिज रेखा खींचते समय, Y का मान स्थिर और इसके विपरीत होता है।

 void line_vert( uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t w ) { PORTB = x0; PORTD = y0; for (uint8_t i = 0 ; i < w ; i++) PORTD++; } void line_horiz( uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t h ) { PORTB = x0; PORTD = y0; for (uint8_t i = 0 ; i < h ; i++) PORTB++; } 

एक वर्ग ड्राइंग के लिए कोड, पिछले आंकड़े की तरह।

  line_vert(64, 64, 128); line_vert(196, 64, 128); line_horiz(64, 64, 128); line_horiz(64, 196, 128); 

झुकी हुई रेखाएँ

यह छवि वेक्टर डिस्प्ले की एक सामान्य कलाकृतियों को दिखाती है: एक पंक्ति की शुरुआत और अंत में उज्ज्वल डॉट्स। यह प्रभाव इसलिए होता है क्योंकि एक बिंदु के luminescence की तीव्रता उस बिंदु पर बीम द्वारा बिताए गए समय पर निर्भर करती है, और चूंकि कार्यक्रम को एक नई लाइन लोड करने के लिए कुछ समय की आवश्यकता होती है, इसलिए बीम को एक स्थान पर थोड़ी देर रहने में देरी होती है। इस समस्या को हल करने के लिए, आप 16-बिट अंकगणितीय का उपयोग कर सकते हैं या एनओपी जोड़ सकते हैं ताकि स्विचिंग हमेशा एक ही समय में हो।

यहाँ मुझे स्क्रीन के बर्नआउट के बारे में कहना होगा।

यदि मान लंबे समय तक नहीं बदलते हैं, तो इस जगह में फास्फोरस फीका हो सकता है और एक अलग रंग बन सकता है। यदि आप लगातार एक ही छवि प्रदर्शित करते हैं तो स्क्रीन भी क्षतिग्रस्त हो सकती हैं। माइक्रोकंट्रोलर की फर्मवेयर के दौरान, पोर्ट आमतौर पर जेड-मोड पर स्विच करते हैं, जिसका अर्थ है कि शून्य को आस्टसीलस्कप के इनपुट से खिलाया जाता है, जो स्क्रीन के कोने में एक उज्ज्वल स्थान के रूप में परिलक्षित होता है।

चमकती के दौरान, चमक को कम करना सबसे अच्छा है।

तिरछी या क्षैतिज रेखाएँ खींचने की तुलना में तिरछी रेखाएँ खींचना अधिक जटिल होता है।
आदर्श विकल्प सिग्नल को सुचारू रूप से बदलने के लिए एनालॉग सर्किट का उपयोग करना है, उदाहरण के लिए, यह SC200 में किया जाता है।

अन्य मामलों में, इसके बजाय हम लाइन में बिंदुओं को विभाजित करने के लिए ब्रेसेनहैम एल्गोरिथ्म का उपयोग कर सकते हैं। इस एल्गोरिथ्म का अनुप्रयोग छवि में चरणों की उपस्थिति का कारण बनता है, लेकिन कार्यान्वयन की सादगी से इसकी भरपाई होती है।

 void line( uint8_t x0, uint8_t y0, uint8_t x1, uint8_t y1 ) { int dx, dy, sx, sy; if (x0 < x1) { dx = x1 - x0; sx = 1; } else { dx = x0 - x1; sx = -1; } if (y0 < y1) { dy = y1 - y0; sy = 1; } else { dy = y0 - y1; sy = -1; } int err = dx - dy; while (1) { PORTB = x0; PORTD = y0; if (x0 == x1 && y0 == y1) break; int e2 = 2 * err; if (e2 > -dy) { err = err - dy; x0 += sx; } if (e2 < dx) { err = err + dx; y0 += sy; } } } 

फोंट

जब हमने सीखा कि कैसे रेखाएँ खींचनी हैं, तो कुछ भी हमें प्रतीकों को आकर्षित करने से नहीं रोकता है।
एक फ़ॉन्ट के रूप में हर्षे फ़ॉन्ट लाइब्रेरी का उपयोग करना सुविधाजनक है।
इसमें, प्रत्येक वर्ण में 32 से कम अंक होते हैं। अंक के सभी निर्देशांक प्रतीक के निचले बाएं कोने के सापेक्ष स्थित हैं और एक मूल्य (-1, 1) मिलने तक जुड़े हुए हैं, जिसका मतलब है कि आपको अगले बिंदु पर कूदने की आवश्यकता है। समोच्च (0, 0) के मान के साथ एक बिंदु पर समाप्त होता है।
नंबर 1 के लिए उदाहरण।

 typedef struct { int8_t x, y; } path_t; static const PROGMEM path_t digits[][32] = { [1] = { { 6,17}, { 8,18}, {11,21}, {11, 0}, }, }; 

कभी-कभी छवि में आप दो बिंदुओं के बीच की रेखाओं को देख सकते हैं जो कनेक्ट नहीं होते हैं, इसका कारण यह है कि डीएसी पर वोल्टेज तुरंत नहीं बदलता है। इस आशय को सही किया जा सकता है यदि आप आस्टसीलस्कप के चमक चैनल का उपयोग करते हैं, दुर्भाग्य से मेरे आस्टसीलस्कप में ऐसा कोई फ़ंक्शन नहीं है।

बिटमैप छवियां

ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके, आप बिटमैप चित्र भी प्रदर्शित कर सकते हैं।
ImageMagick का उपयोग करके छवि को एक्स बिटमैप प्रारूप में परिवर्तित करके प्राप्त किया जाता है। एक्स बिटमैप छवियों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक पाठ प्रारूप है, इसका उपयोग सीधे स्रोत में किया जा सकता है।

 convert -resize 256x256 input.jpg image/image.xbm 

नतीजतन, एक मोनोक्रोमैटिक छवि दिखाई देती है, जो प्रोग्राम मेमोरी के 8 किलोबाइट पर कब्जा कर लेती है।

वीडियो

यदि वीडियो प्रदर्शित नहीं होता है, तो आप इसे www.flickr.com/photos/osr/7925036218/in/set-72157631344809602 पर पा सकते हैं

भविष्य की योजना

भविष्य में, मैं PDP-1 के साथ अद्भुत CRT आस्टसीलस्कप और पोर्ट स्पेसवार को पुनर्स्थापित करने की योजना बना रहा हूं।