Радиокотоматрица

Автор: Василий Рубашка
Опубликовано 30.12.2011
Создано при помощи КотоРед.

Каждый уважающий себя Кот мечтает быть совершенно свободным и независимым. Так было от сотворения вселенной, так есть и сейчас, в начале третьего тысячелетия… За независимость нужно бороться, и многие Коты доказали, что это возможно. Дальше читают те, кто жаждет вырваться из замкнутого пространства того мирка, в котором они прозябают. Этот мирок всячески старается нагадить прямо в душу, ущемить и так заниженные кошачьи права и потыкать носом в этот ужасный лоток для кодинга после очередного залёта. Бррр-р-ррр!!! Да здравствует свобода! Анализ действительности показал, что от неё не уйти… разве что только в Матрицу. Но цены на неё при современном уровне инфляции достигли космического масштаба, и только очень продвинутые на бабле смогут себе позволить индивидуальную Матрицу… Но нас так просто не взять! Мы ведь не простые коты, а радиокоты, и этим всё сказано. Нам по хвосту любое неподъёмное дело, даже такое щепетильное и ответственное, как изготовление индивидуальной Радиокотоматрицы.  Каждая мысль материальна, если к ней подходить творчески и не сидеть сложа лапы, а тем более дрыхнуть сном младенца. Оценив свои возможности, приходим к выводу, что без Главного Радиокота не обойтись. Раздобыть самую ответственную часть – RGB матрицы у нас в сельской местности не представляется возможным. Да что там матрицы, у Бобика миску алюминиевую стибрили и на металлолом сдали, пока он на Полкана с соседней деревни бранился. Главный Радиокот оказался понятливым и не жадным. Матрицы со стольного града прислал. Взамен на обещание отписаться после перехода из реальности в виртуальность. Вот я сейчас и занят выполнением своих обязательств.

Многоуважаемый Радиокот! В первых строках своего письма рад тебе сообщить, что я пишу не из деревни. Я в МАТРИЦЕ! Чего и тебе от всей шкуры желаю. Ну что тебе сказать? Это просто классно!!! Кормят тут хорошо, нужно только внимательно наблюдать, что сейчас по стенам падает. Вот летит охотничья колбаска, которую так Бобик любил, когда с цепи сорвался и в дом хозяйский забежал. А вот жареный петушок из нашей деревни – видать всё-таки не уберегла его бабка Меланья от Васьки соседа. А жаль, настоящий мужик был, с утра до ночи песни горланил. Молоко сгущённое прямо по полу бежит. Не жизнь, а сплошное удовольствие! Бессонницы у меня нет – стоит только сосредоточиться на Матрице, и через несколько минут – погружение. Никто над душой не стоит и на ухо не гавкает – «Ану брысь отсюда!». Бобика я с собой не взял – больно шальной он, всё норовит покусать кого-то. Так я и живу здесь. Вот высылаю тебе несколько фоток и видео того, как выглядит Матрица. А дальше инструкция, как её собрать своими собственными лапами – вдруг и ты в Матрицу захочешь?

Пожалуй, начну свой рассказ об моих размышлениях по поводу функционала  матрицы.

Ну как вы думаете, неужели живя в деревне, мне только вкусненько поесть хочется да с дружбанами мартовскую песнь покричать? Нет, не только. Наши коты все ребята очень просвещённые – один до сих пор по ночам шарманит (радиохулиганит), другой ламповые телевизоры всю деревню научил чинить, а третий недавно тетрис себе купил! Вот и мне захотелось чего-то такого, цивильного. Часы бы неплохо заиметь… а то петушок бабкин что-то из ритма выбился в связи с переходом на зимнее время, орёт его по три раза – русское, украинское  и местное. А разница то в 12 часов – не зря я его (петушка жареного) потом в Матрице видел, Васька всё правильно сделал.

Новости всякие очень хочется, например сколько курс доллара к рублю – Меланье очень надо, чтоб знать по чём семечки жареные впаривать после гарячего компресса на все ноги. Погоду обязательно, как же на улицу то сунешься без погоды. Раньше хоть по трансляции объявляли – «погоду на завтра скажем послезавтра». А теперь какой-то мужик с утра до вечера вопит – «я себе клизму поставлю, лишь бы ты по хате голая ходила»! Ужас – как таки так баба без шкуры!? Иногда, правда, про Алиску соседкину и Ваську, того что петушка задрал, тоже поют – «а ты зря ему дала». Можно себе представить, какие там котята припудренные будут. Шо за бабы неразборчивые пошли ? Так что погоду нам нужно, чтобы хвост не намочить и лапы не вымазать. Да, желательно погоду по всему миру – вдруг мне на Канары полететь вздумается? Чего-нибудь для души також нужно добавить. Музыку я люблю послушать – а вот бы на неё ещё и посмотреть! Потом мысли куда-то улетели – запахло жареной рыбой. Я только и успел отметить, что этому предшествовал какой-то хаос, его тоже в Матрицу взять надо. После обеда жареной рыбой, а вернее косточками от неё, и сна в Меланьиных ногах, когда она их в семечках парила, мозги стали на место – калейдоскоп нужен! Внучек Ванечька когда к бабке приезжал – целый эпос по выживанию написать можно. Чего стоят мои испорченные нервы при попытке транспортировки за хвост! Но я в долгу не остался – все игрушки под диван загнал. И сколько их не вытягивали, две я уберёг – резиновую мышку и калейдоскоп. Иногда по вечерам на мышку через калейдоскоп смотрю – красотищща то какая! Решено, калейдоскоп в матрицу!

Вообщем размечтался я тут, с Бобиком планами поделился. Он обещал с местными барыгами насчёт печатных плат договорится. Обманули, пришлось самим делать – первый раз с помощью принтера лазерного. Ничего, получилось. Только Бобик пострадал слегка, мы ему на лапу утюг горячий упустили. Пока платы делали, детальки остальные пришли. Оказывается, их можно заказать через интернет. Всё было хорошо, пока СМД резисторы не запаяли. 96 штук цельных. Потом, после тестового включения, оказалось, что цвета какие-то неправдоподобные. Я уже думал, что это меня только глючит после программы, а оказалось и Бобика с Меланьей тоже. Пришлось перепаивать. Только сначала подобрали многооборотными по лучшему восприятию, все сошлись в одном мнении и обильно поужинали. Дело таки движется! Сначала Бобик предложил не мелочится, и всю конструкцию уместить в его будку – надоела она ему, на расширение подаёт. Да и блохам не скучно будет с Матрицей. Потом мы подумали и решили компактнее сделать – зачем коту собачья будка? Бобик внешне согласился, но обиду затаил -  кому же в будке Матрицу не хочется? А я на неё свои планы имею – на фасад системного блока пришпандёрить. Тогда Алиска точно поймёт, что не с тем свою кошачью жизнь связала. Поздно, слишком поздно. Я уже в Матрице. Подключился через USB, ведь давно на многих системниках ничего другого и не осталось. А про ноутбуки и говорить не приходится. Спасибо японческому радиокоту (или кошке?) Осаме Тамурррре, что драйверок накалякал(а). А так бы пришлось опять Радиокоту в Центр челобитную бить. Так что вперёд, переходим к программному обеспечению.  Решили в Студии писать от мелкоСофта, чтобы не было обидно за бесцельно прожитые годы. Полкан гавкал что в студии писать атсцтой, надо на Линуху переходить. Он правда так и не смог внятно прогавкать чем это лучше, и мы не поняли, в чём подвох. Я хоть и в Матрице уже, но мыслишки крутятся, чего бы ещё такого сюда добавить. И Бобик иногда весточки шлёт, с пожеланиями по апгрейду. А мы всё на юзер контролах сваяли, так что можно ваши идеи легко совмещать с нашими возможностями. Тут пока непонятка одна имеется – не работает Матрица без системника, но это дело поправимое. Хоть бабка Меланья и спрашивала частенько, глядя на батарейку с часовой микросхемой и термометром – «а нашо козе баян» - я их из проекта не удалил. Вот только праздники переживём, займусь автономной версией. Мало ли что с системником может быть? Но Матрица должна работать в любом случае. Попотеть пришлось с этой идиотической (динамической) индикацией. Всё хорошо работало, пока не двигалось. Как только буковки с места снимались – у всей деревни крышу сносило. И в глазах до сих пор у многих рябит. Хорошо, что меня осенило, что нужно делать двойную видео буферизацию. Бабка Меланья вспомнила, когда девкой в кино хаживала, так без резкости оно было. А сейчас ну чисто как в ТРИ-ДЭ. Это ей в её очочках (+25) такие впечатления. У меня ощущения попроще – чувство гордости и удовлетворённости. Смотрю на бегущую строку возле сильпо с падающими буквами и ехидненько улыбаюсь – не как  в ТРИ-ДЭ. Стоит отметить, что проектик больше годочка наскоками продвигался. Тяжело и мышей ловить на производстве, и для души отдушину искать. А тут ещё семечки Меланьины, будь они не ладные, сколько времени отнимают. Наркоту она туда сыплет, что-ли, или такое воздействие они имеют после пропарки ног, неизвестно. А назвала хорошо: «Привет из колхоза!». Радуюсь, что я ей сам теперь семечки могу выслать, электронные, да с названием новым: «Привет из Радиокотоматрицы!». Искренне ваш, и на этом шабаш.

Ну а теперь плавненько от кошачьего видения вопроса перейдём к человеческому.

Идея собрать нечто подобное у меня витала давно. Первый шаг к её реализации был осуществлён в конструкции «Моджета». Но этого оказалось мало, и было принято решение собрать матрицу с большим разрешением (16х16) и к тому же цветную. Было это больше года назад. Я поделился своей идеей с владельцем портала «Радиокот», который любезно согласился выступить спонсором в приобретении RGB матриц. Через некоторое время я получил посылку с матрицами, которые он мне выслал. Остальные детали – контроллер и регистры удалось найти по месту. Проект не спеша делался в течении года.  Почему не спеша? Потому что этот проект – один из многих, которыми занимался в свободное время, а остальное время работал…  Но как бы там не было, обещанного три года ждут, а я немного раньше справился.  Благодарю владельца портала не только за матрицы, но и за терпение во время ожидания результата.

Прежде чем перейти к описанию, как всё это работает, а самое главное, как это повторить самому, скажу пару слов о том, зачем всё это нужно. Есть несколько вариантов использования данного устройства.  Прежде всего, это несколько часов (куда же без них?),  со всякими украшательствами и эффектами. Спектроанализатор для визуализации музыки – тоже в разных вариантах оформления. Просто хаос – тоже неплохой вариант обычного визуального эффекта.  Эффект матрицы – можно с часами, а можно и без них – ностальгия по старому фильму. Эффект калейдоскопа – воплощение детских воспоминаний в современном исполнении. Ну и наконец верх всего этого безобразия – бегущая строка. Здесь удалось реализовать два независимых текста. Каждый текст может менять свой цвет, скорость бега, направление по горизонтали или вертикали и смещение по самой матрице. К тому же каждый текст может быть выбран из нескольких вариантов – часы, курсы валют Украины или России, прогноз погоды для любого значимого города мира, обычный текст из файла. Вариантов совместного использования много, но при необходимости можно оставить работать и одну строку. Редактор клипов(мультфильмов) позволяет создать, сохранить и воспроизвести практически неограниченное их количество. Менеджер в свою очередь отвечает за воспроизведение клипов или эффектов по расписанию.

Как кто будет использовать в конкретном случае – выбор пользователя. Можно в качестве  неплохой визуальной игрушки или современных часов, можно в качестве небольшой рекламы. Ну а если экран сделать большим – тогда это не только для домашнего применения! ПО пока окончательно не дописано, есть несколько интересных задумок, которые предстоит воплотить немного позже. Также я надеюсь на обратную связь от тех, кто захочет повторить конструкцию. Опыт подобной связи показал свою высокую эффективность для «Кошачьего глаза» и «Союза - 1».

Устройство задумано как автономное – без подключения к ПК (с ограничением  функциональности, пока не реализовано)  и как управляемое от ведущей программы компьютера. Программное обеспечение компьютера выполняет весь перечисленный выше спектр задач и вывод в последовательный порт видеоинформации для матрицы в виде спрайтов размерностью 16х16х3(RGB). За один раз передаётся 768 бит. Всего 8 цветов – красный, зелёный, желтый, синий, фиолетовый, голубой, белый и чорный (выключенное состояние). Обмен идёт на скорости 19200. ПО написано на VBNET-2008.  Инсталлировать ничего не нужно, достаточно скопировать папку с программой на компьютер. Единственное условие – наличие в системе Windows Framework 2.0 или выше. Это связано с тем, что софт написан с применением его библиотек. После копирования можно создать ярлык на файл запуска (RGBmatrix_16x16.exe){ EXE}. Прогноз погоды получается путём запроса на сайт https://informer.gismeteo.ru/xml/ , а курсы валют России и Украины получаем с сайтов https://www.cbr.ru/   и https://bank.gov.ua/ .  Работа со звуком (получение спектра) организована на базе библиотеки bass.dll ( https://www.un4seen.com/ ) .  Для работы со звуком необходимо, что бы был включен стерео микшер на вкладке «Запись».  В Windows 7 существует проблема  - не так-то просто  найти стерео микшер.  Чтобы включить микшер в Windows 7 нужно: заходим "Пуск - Панель управления – Звук”. В появившемся окне в любом свободном месте тыкаем правой кнопкой мыши и видим небольшое меню. В этом меню нужно поставить галку напротив пункта "Показать отключенные устройства” и "Показать отсоединённые устройства”. Затем перейти на вкладку "Запись”. Вы попадете в раздел записывающих звук устройств ОС Windows 7, среди устройств серым цветом будет обозначен "Стерео микшер”.

Щёлкните на нем правой кнопкой мыши и выберите меню "Включить”. Теперь его нужно назначить устройством "по умолчанию". Если в системное трее (в нижнем правом углу) нажать на цветной динамик (Realtek HD) левой кнопкой мыши, выбрать вкладку «стерео микшер», то можно повысить громкость микшера или изменить другие настройки. Может оказаться так, что когда вы зайдёте в настройки записи звука, у вас не окажется стерео микшера, даже если показать выключенные устройства путем отображения через правую кнопку. Скорее всего, понадобится скачать самый свежий драйвер звуковой карты на сайте производителя. Если на рабочей машине у меня стерео микшер нужно было только включить после показа отключенных устройств, то на ноутбук пришлось искать драйвера. Программу можно запускать или вручную, или прописать в автозагрузку для её автоматического запуска после старта операционной систем с помощью соответствующего пункта меню.  Динамическая иконка в трее при сворачивании программы позволяет контролировать, что в реальности происходит на матрице светодиодов. После того, как я впервые применил её в ЦМУ «Союз-1» ( https://lightportal.at.ua/publ/cvetomuzykalnye_ustanovki/sojuz_1/3-1-0-18 ), руки аж чесались привинтить её к матрице, тем более что разрешение иконки тоже 16х16! Привинтил и не пожалел! Многие конструкции, которые я встречал в свободном доступе сети,  имеют существенный недостаток. Эффекты в них жестко вшиты. И в лучшем случае они переключаются вручную. Программное обеспечение матрицы имеет в своём составе удобный визуальный конструктор эффектов. Даже ребёнку будет несложно нарисовать свои собственные мультики! Ну и главная особенность – наличие планировщика эффектов – менеджера. Он позволяет сделать расписание работы всех присутствующих эффектов по времени, и автоматически исполнять роль дирижера матричной иллюминации.  Например, в 6-00 утра прокручивать бегущую строку с курсами валют, в 6-10 – матрицу с часами, а в 7-00 включить любимый мультик – «Поездка в переполненной маршрутке на работу», написанный собственноручно или любимым человеком.  Наверное, не стоит излишне описывать функции девайса, лучше скачать программу и всё посмотреть вживую.

Контроллер принимает информацию и поочерёдно заполняет 2 массива. Это предотвращает поломку изображения при очередной смене спрайта. Также постоянно в цикле набивает регистры сдвига данными из видео массива. Развёртка динамическая, со скважностью 1/8. Частота развёртки - 96 Гц. К контроллеру подключены датчик температуры и часовая микросхема. Пока это не используется, но запланировано на будущее. А это значит, что в первой версии прошивки устройство будет работать и без них.

Конструкция состоит из 3 слоёв – матрицы, платы регистров, платы контроллера. Получилось достаточно компактно, несмотря на то, что практически все элементы в DIP корпусах.

Я это сделал специально, чтобы возможность собрать была даже у начинающих радиолюбителей. Ну а перевести всё это в SMD тоже несложно, правда тому, кому это действительно нужно. Кто-то может сказать, что 2 контроллера – это слишком расточительно.  Пожалуйста, используйте только базовый, а преобразователь USB-COM возьмите готовый. Впрочем, я не думаю, что это будет дешевле контроллера с обвязкой. Ну а кто решит собрать без изменений, по установке виртульного порта можно почитать  отличную информацию - https://www.getchip.net/posts/040-uartrs-232-to-usb-prostojj-preobrazovatel/ . Матрицы, используемые в конструкции – полноцветные с общим анодом, типа DM4-8819F4-CA02. Заказать можно здесь - https://www.e-neon.ru/catalog/id/2027107 , здесь - https://1.politron.z8.ru/catalog/detail/33003/ или здесь - https://www.elkomshop.ru/Svetodiodnye_indikatory_00022697.php?id=2838 . При выборе замены необходимо учитывать не только включение с общим анодом, но и размер с цоколёвкой. Скорее всего придётся подбирать и сопротивления для получения более-менее приемлемой цветопередачи. Поэтому, не спешите впаивать сразу все сопротивления, поэкспериментируйте на трёх.Полевые транзисторы можно заменить на биполярные КТ816, они тоже будут работать. Не скупитесь на блокировочные керамические конденсаторы, и не только в этой конструкции.  ATMEGA32 специально взята с заделом на будущее, чтобы потом не пришлось сожалеть о выборе более слабого камня.  А пока можно использовать и прошивку для ATMEGA16.

По поводу исходных кодов. В свободном доступе их пока не будет. Есть на то несколько причин. Назову наиболее значимые.  Во первых, код пока полностью не дописан, и есть некоторые моменты, которые мне вообще светить не хочется. Во вторых, опыт предыдущих конструкций показал, что они (исходные коды) действительно нужны только единицам.  В третьих, энтузиазм некоторых людей в плане апгрейда кода предыдущих конструкций послужил  для меня медвежьей услугой, когда я это всё сливал воедино. Если уж так хочется почерпнуть идеи и посмотреть некоторые фрагменты кода, можно пройти на страничку «Моджета» ( https://bascom.at.ua/publ/svetodiodnaja_matrica_modzhet_antigadzhet/1-1-0-59 ), и ознакомиться. Идеи «Радиокотоматрицы» во многом позаимствованы из этой  конструкции, коды которой я раскрыл. Работа над  «Радиокотоматрицей» продолжается. И вы можете оказать неоценимую помощь в развитии своими добрыми советами, гениальными идеями и умеренной критикой. Ну а кто серьезно захочет поучаствовать в проекте написанием кода, должен уметь писать юзер-контролы в визуал студии на VBNET. Если предложение окажется востребованным, я подготовлю для этих целей проект-шаблон.

В процессе работы могут всплыть ошибочки, не ругайте здорово, это пока только бета версия, всё будем исправлять, дополнять, развивать.

Хочется добавить, что устройство разработано по принципу «КАК ЕСТЬ» и автор не несёт никакой ответственности за явный или не явный ущерб, причинённый в результате повторения девайса из-за кривых рук!

Выражаю сердечную благодарность моей коллеге по работе и другу Огиенко Ирине, которая очень сильно помогла мне в написании ПО для матрицы.

Удачного вам погружения в «РАДИОКОТОМАТРИЦУ»!

С уважением, Василий Рубашка.

С НОВЫМ ГОДОМ!

Файлы:
Печтаная плата
Прошивка МК
Софт для ПК
Видео 1
Видео 2

Все вопросы в Форум.