LED 旋转屏 制作:刘致先 指导老师:程智宾 单位:福建信息职业技术学院
旋转屏实物图
序言 随着科学技术的发展, LED显示屏得到广泛的应用,但大部分的显示屏只能在平面显示,不能满足人们的需求,所以LED旋转屏的想法正好能填补这个空缺。LED旋转屏利用人的视觉暂留效应,通过高速旋转的LED灯阵列,形成一个360º环形画面,创造立体效果,不管人站在那个角度都能看到显示的内容。该应用实用性好,制作相对简单,而且能节省LED灯的使用,但因该制作要使用无线供电,因此造价相对较高,推广有一定的难度,但现在无线供电的效率越来越高,相信在不久的将来它一定能够得到推广。 本制作以单片机控制LED灯为基础,以无线供电为目的,充分利用新型能量传输方式。无线供电为该制作的亮点。
目录 一、应用的原理 1、视觉暂留效应 2、无线供电 3、单片机工作原理 二、硬件部分 1、无线供电模块 2、电路原理图 3、底座PCB图 4、实物图(两部分) 三、软件部分 1、程序框图 四、应用效果 五、展望 六、结束语 七、声明
一、应用的原理 1、视觉暂留效应 人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
2、无线供电 无线输电技术,就是没有接点供电,利用电磁转换原理,先将电流变成磁场,然后再将磁场变成电流给电路供电。
3、单片机工作原理 单片机最小系统由振荡电路组成(因旋转时不需要复位,所以没有复位模块)振荡电路包括11 3、单片机工作原理 单片机最小系统由振荡电路组成(因旋转时不需要复位,所以没有复位模块)振荡电路包括11.0592MHZ的晶振和两个20pF的电容组成。
使用单片机的四组I/O口,分别接一个LED灯,每个LED灯上串联一个限流电阻,这样能保证LED灯上的电流不会过大而缩小它的寿命或者烧坏。
用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字的,这些文字一看上去,就象悬浮在空中的文字,上下左右无牵无挂,给人以美好的回忆和享受。
单片机控制LED灯使用红外发射,在底座上有一个红外发射管,这个红外发射管不断地向旋转的主电路板发射红外线.
旋转的主板上有一个红处接收管采用高灵敏的方型接收管,板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次,让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图象。这个接收管的一脚连在单片机的P4.3口上,只要检测这个引脚就能使单片机控制那些灯该亮,那些不该亮。
封装 实物 单片机引脚分布
给高速供转动的主板供电有3种方法 1、用无线输电的方法,无触点,长寿命; 2、用电动机电刷的方法,简单有效;这样寿命很短 很容易磨损电路板 3、直接用电池给主板供电,电池装在主板上随主板转动,成本高,寿命短,影响转速 本制作采用简易的无线输电具有无触点寿命长,但是效率要低,成本要高 硬件部分
1、无线供电模块 使用非放射性的无线能量传输方式来驱动电器,电磁耦合变压器就是利用这个原理来传递能量。如果把变压器的两个绕组分开,就是某种意义上的无线供电。但是用电磁耦合的方式有很大的缺点,没有高磁导率的磁芯作为介质,磁力线会严重发散到空气中,导致转递效率下降,特别在两个线圈远离的时候,下降的非常厉害。所以不适合大功率,远距离的无线供电。
无线供电模块使用4节5号电池,总电压6v。利用互补正反馈振荡电路将直流电转化成高频交流信号,通过线圈(线圈内有铁氧体磁芯,提高效率),将交流信号输送到旋转的主电路板上,主电路板上利用5.1v的稳压二极管,将接收到的交流信号变成5.1v直流电,通过220uF的电解电容滤波,供给单片机,使单片机能正常工作(互补正反馈由三极管B772 PNP型、9014 NPN型和阻值分别为470 Ω、 470 Ω、62KΩ功率为 1/8W的电阻,还有一只2A681的涤纶电容组成)
实物 供电原理图 供电模块实物图
2、电路原理图
3、底座PCB图
底座部分
旋转部分
三、软件部分 1、程序框图
因应用效果的图片截取的有一定的难度,在这里无法呈现,所以应用效果部分将由实物补充,在此深表抱歉。 四、应用效果图 因应用效果的图片截取的有一定的难度,在这里无法呈现,所以应用效果部分将由实物补充,在此深表抱歉。
五、展望 1、无线供电模块的效率很低,在这一块有很大的空间。 2、直流电机不稳定,最好使用步进电机,这样能产生稳定的转速,稳定性好。 3、LED显示屏最好能做成三维立体的。 4、不能对它进行无线操控,这些都有待改进。
六、结束语 这个作品虽然简单,但完成它的过程却是曲折的,在此要感谢帮助我的老师和学长。 在制作过程中我体会到了一个小制作也要对它尽心,不能放过任何一个细节。 科技在发展,我们作为国家的未来更应该充分利用现有的新兴,在此基础上发展科学技术。
七、声明 参考资料:百度文库
谢谢!