Difference between revisions of "Project Flappers"

From Whitespace (Hackerspace Gent)
Jump to: navigation, search
 
(4 intermediate revisions by one user not shown)
Line 1: Line 1:
 
{{Project
 
{{Project
|Current=Yes
+
|Current=No
 
|Participants=Koen
 
|Participants=Koen
 
|Locations=Whitespace
 
|Locations=Whitespace
 
|Short description=Mechanical twitter display!
 
|Short description=Mechanical twitter display!
 
}}
 
}}
 +
[[File:0x20_Flappers.jpg|thumb|none|575px]]
 
== Status ==
 
== Status ==
* The main idea of this project (the twitter display) has been canceled to the bad condition of most flap displays. A drawing of the flap displays has however been chosen for our [[T-Shirt]]s. Luck has it we have 4 real displays left. So I([[Koen]])'m planning to make a static display showing the same image as on the shirts. For this I will use the vinyl cutter in [[Timelab]]. My drawing for the letters cannot be found [[File:0x20.dxf|here]]. (Some MIME-type bug in mediawiki)
+
* The main idea of this project (the twitter display) has been canceled to the bad condition of most flap displays. A drawing of the flap displays has however been chosen for our [[T-Shirt]]s. Luck has it we have 4 real displays left. So I([[Koen]])'m planning to make a static display showing the same image as on the shirts. The vinyl cutter in [[Timelab]] was used to cut out the letters/numbers, 0X20. Ironically these where applied to the whitespace characters in the original flapper alphabet. The drawings to produce these letters can be found [[media:0x20.zip|here]]. The four flappers are now mounted on a plate to keep them in the right order and keep them from falling over. This plate however is fairly weak and needs further reinforcements. '''Handle with care.'''
  
 
== Summary ==
 
== Summary ==
Line 167: Line 168:
 
== Possible display dimensions ==
 
== Possible display dimensions ==
  
[[File:Flap_Display_dimensions.pdf‎]]
+
[[media:Flap_Display_dimensions.pdf‎]]

Latest revision as of 08:05, 8 June 2011


Project Flappers
WhitespaceLogo.gif
What:
Mechanical twitter display!
Participants:
Koen
Locations:
Whitespace
Cornify
0x20 Flappers.jpg

Status[edit]

  • The main idea of this project (the twitter display) has been canceled to the bad condition of most flap displays. A drawing of the flap displays has however been chosen for our T-Shirts. Luck has it we have 4 real displays left. So I(Koen)'m planning to make a static display showing the same image as on the shirts. The vinyl cutter in Timelab was used to cut out the letters/numbers, 0X20. Ironically these where applied to the whitespace characters in the original flapper alphabet. The drawings to produce these letters can be found here. The four flappers are now mounted on a plate to keep them in the right order and keep them from falling over. This plate however is fairly weak and needs further reinforcements. Handle with care.

Summary[edit]

  • Tobias has some old train station mechanical displays (split-flap)
  • We could make it work as a computer controllable (twitter) display.
  • We would need to buy materials like chips, wires, etc, check with Tobias if he is willing to fund that

The Original Email[edit]

wat info van dat oud treinstations-display

-j

2010/1/20 M/S Deus Juvat - Tobias <tobias@dXXXXXXXt.be>
dag Johannes,

ik heb aan marc een briefing gevraagd, die de testopstelling voor de flap displays heeft gerealiseerd - dit is wat hij schrijft:
voor de eigenlijke opstelling: ideeën genoeg. ik denk dat de hackerspace-groep de bende mensen is die ik zoek.
maken we er samen een schoon project van?

Tobias.

--

Ik heb even de moeite genomen om een wat meer gedetailleerde omschrijving te maken van wat er precies op die print moet komen, 
zodat de kandidaat ontwerper meer zicht heeft op wat er gevraagd wordt: zie hieronder. Hopelijk helpt dit je al een heel eind 
vooruit. Indien een ‘live’ briefing nodig is wil ik dat uiteraard ook wel doen, maar dan zal het de komende weken zoeken worden 
naar een gaatje in de kalender.
 
Beste groeten van Marc.
 
De print moet dienen om aansturing van een aantal flap displays via één Arduino mogelijk te maken. Het ontwerp gebeurt best in 
Eagle, gezien dit een wijd verspreid formaat is.
 
Het stuurcircuit voor één flap display is vrij eenvoudig, en omvat hoofdzakelijk een volle H-bridge driver .
Met één IC L293D gebruikt als H-bridge, kunnen 2  flap displays rechtstreeks worden gestuurd. Per display zijn daarbij 2 digitale 
Arduino uitgangen en 1 Arduino ingang (die ofwel digitaal, ofwel analoog mag zijn) nodig. Dit vereist nauwelijks extra componenten.
Om redenen van kostenefficiëntie kiezen we voor een Arduino Mega, die beschikt over 54 digitale I/O lijnen en 16 analoge ingangen. 
Zie http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega . Hiermee kunnen  20 flap displays worden gestuurd . Dat vereist dus 40 digitale 
uitgangen, alle 16 analoge ingangen en nog 4 extra digitale ingangen. Er blijven 10 digitale I/O pins over: deze worden achter de 
hand gehouden voor de seriële communicatie,  en voor het sturen van eventuele led’s voor status indicatie en dergelijke.
 
De uitdaging bestaat dus in het ontwerpen van een print voor de sturing van 20 flapdisplays door één Arduino Mega. 
Deze print zal het volgende moeten bevatten:
 
-          10 stuks L293D  IC’s , die de hoofdbrok vormen. Het zijn 16 pins DIL behuizingen, zie http://idmax.free.fr/Aide/Stepper/l293.pdf. 
           De printbanen rond deze IC’s zullen allicht grotendeels kopieën van elkaar zijn.
-          een zeer klein aantal eenvoudige extra componentjes per display (2 of 3 maximum, zoals ontkoppelcondensatortjes voor de 
           voedingslijnen).
-          De nodige headers voor het aansluiten van de displays (reken op 5 pins per display).
-          De headerpins (64 stuks) om de Arduino Mega op deze hoofdprint te kunnen opsteken.
-          Een  voedingsgedeelte (dat zowel de Arduino , de stuurschakelingen als de displays zelf moet voeden). De gelijkspanning 
           voor de displays moet niet gestabiliseerd zijn. De nettransformator(en) hoeven niet op deze print zitten, maar wel de gelijkrichting, 
           de afvlakking, een printzekering, indicatieledjes voor aanwezigheid van de voedingsspanningen en dergelijke.
-          Een kleine header voor de aansluiting van de seriële communicatie .
-          Enkele status ledjes, aangesloten op de overblijvende Arduino pins.
 

We proberen het geheel op een dubbelzijdige eurokaart te krijgen (160 x 100mm), wat vermoedelijk haalbaar is (maar dat zal het ontwerp 
definitief duidelijk moeten maken).  In het slechtste geval houden we het voedingsgedeelte op een aparte print.

Construction of a split-flap module[edit]

Connector[edit]

Each split-flap module is connected to via a male 6-pole DIN connector (DIN 45322, http://en.wikipedia.org/wiki/DIN_connector). This connector is obsolete, and thus hard to find cheap.

Pinout

Using the numbering as on: http://pinouts.ru/connectors/din6f.gif

1: P1 Hall (Vcc?) (yellow)

2: Hall1 Out (grey/white)

3: P2 Hall (Vss?) (white)

4: Motor 1 (orange)

5: Motor 2 (blue)

6: Hall2 Out (green)

Places to buy connectors

  • Farnell: #9813071, panel-mount female (€0,73 /2 pcs; 100+: €0,53)
  • Farnell: #8831394, PCB tru hole female (€0,93; 100+: €0,77)
  • Farnell: #496765, free plug female (€2,79; 100+: €1,99)

=>TODO: find cheap place to buy these in bulk

03 June 2010 (Koenraad): contacted Interkontakt (Dutch firm) for pricing on their connectors

16 June 2010: Interkontakt responded that our quantity is too small for these specific connectors

HALL sensors[edit]

Each module has two hall sensors to detect the position of the rotating magnet (x- and y-axis). These are old chips, and no datasheet seems to exist on the internet. The best we could find is the following:

SAS211S4

Miscellaneous Digital Circuit - Hall Effect Sw W/Static Output
Infineon Technologies
Vsup(-) Nom.(V) Neg.Sup.Volt.=0
Vsup(+) Nom.(V) Pos.Sup.Volt.=18
Status=Discontinued
Package=SIP
Pins=N/A
Military=N
Technology=Unspec Mon

TODO: Pinout?

DC motor[edit]

The motor drives the flaps and the magnet. The mechanics of the wheels prevent it from going backwards.

TODO: Determine specs

Flap slots[edit]

There are 60 slots on the module we currently have, each carrying a flap with half a character on both sides.

TODO: Is the number of slots the same for all of them? TODO: Size of flaps for cutting our own from plastic sheets

Character sequence on the unit we have:

  • White A-Z
  • Big -
  • Small -
  • /
  • Space
  • Red A-Z
  • Red Ö
  • Red Large -
  • Red Small -
  • Space with a small white dot

Preliminary ideas for a prototype and the display[edit]

It is pretty clear that we first have to figure out how everything works before being able to make a large display. Unless we can get specifics from someone that knows more about these displays, we will first need to learn how to drive one module.

Some loose ideas:

  • Wires can be soldered to the control board to save money if needed. Drop some hot glue over them for solidity.
  • We only need the motor to go in one direction. Thus, a full H-bridge is not neccesairy, and one FET with a freewheel diode will do
  • We need only 3 signals per module, nl. motor+, hall1_out and hall2_out. PWR, GND and motor- (=GND) are shared between all modules
  • So we need 2 analog ins and one digital out for one module
  • The digital out can be multiplexed into a row/column configuration, so we really need only 2 sqrt(n) digital pins for n modules
  • The analog pins can be multiplexed by time-division multiplexing, but we will need extra digital pins for this. Total: 1 analog_in and 2 sqrt(2n) digital pins, or 2 analog_in and 2 sqrt(n) digital (both are equivalent)
  • We can share the columns between digital and analog muxing
  • Care should be taken for glitching in the adressing!

In total, we would need only (for 144 modules):

  • 2 ADC pins
  • 2 sqrt(n)+ sqrt(n) = 3 * 12 = 36 GPIO pins (with analog muxing half seperated for the digital muxing)

These requirements can be reduced even further since from sqrt(n) pins only one will be selected at a time. Using three 4-bit demuxing chips (74XX154), we reduce the number of GPIO pins to 4*3 = 12, or less if we use a bus protocol. With this configuration we can control up to 256 modules (using a bus protocol, the number of modules will be limited by adress space of the demuxers - typ. 3 bits (I2C) or the number of slave-select pins (SPI))

So it is indeed possible to control the entire display from one control board!

Possible display dimensions[edit]

media:Flap_Display_dimensions.pdf‎