狂拽炫酷的多功能旋轉(zhuǎn)LED顯示器,輕輕松松實現(xiàn),系統(tǒng)框圖、硬件選型
1.項目名稱、項目的主要內(nèi)容及目前的進(jìn)展情況
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201706/347002.htm項目名稱:多功能旋轉(zhuǎn)LED顯示器
項目的主要內(nèi)容:啟動電機,通過旋轉(zhuǎn)的指針板控制LED顯示一個立體動態(tài)的地球儀;或選擇播放音樂并在旋轉(zhuǎn)的LED上同步顯示歌詞。其中LED的電源由電機運動時產(chǎn)生的電磁感應(yīng)發(fā)電,而指針板上的信號則通過無線遙控得到。
目前的進(jìn)展情況:對指針板的各模塊原理有深入的了解。
2.項目關(guān)創(chuàng)新點及關(guān)鍵技術(shù)的論述
創(chuàng)新點(1):使用29位LED燈立體顯示一個地球儀與顯示歌詞;
創(chuàng)新點(2):用電機旋轉(zhuǎn)帶動LED,給人立體的視覺效果;
創(chuàng)新點(3):從指針板引出導(dǎo)線,接入到電機內(nèi)部繞在轉(zhuǎn)子上,電機旋轉(zhuǎn)時該導(dǎo)線切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,接過整流后作為指針上的電源。
關(guān)鍵技術(shù)(1):用霍爾傳感器確定指針板的角度位置,根據(jù)指針板所在的不同位置,控制LED,利用人眼的視覺暫留效應(yīng),形成完整的顯示畫面;
關(guān)鍵技術(shù)(2):精確的控制LED的亮滅,需要很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦颍?/p>
關(guān)鍵技術(shù)(3):音樂與歌詞同步。
3.技術(shù)成熟性和可靠性論述
電機的高速旋轉(zhuǎn),再配合LED的控制,完全可以呈現(xiàn)出一個立體圖形,再加上紅外控制開關(guān),更方便于操作。當(dāng)然團(tuán)隊的專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ),可以保證項目的順利實施,最終完成項目。下面是實現(xiàn)的效果示意圖(以顯示”3”字符為例)。
項目實施方案
1.方案基本功能框圖及描述
旋轉(zhuǎn)時鐘系統(tǒng),由指針板、直流電機、電源、無線遙控器以及上位機(PC)軟件等部分組成(參見下圖旋轉(zhuǎn)時鐘系統(tǒng)框圖)。
(1)電機
電機采用的是普通直流電機,負(fù)責(zé)帶動指針板旋轉(zhuǎn)。電機的啟動或停止,由指針板上的CPU負(fù)責(zé)控制。 電機軸是金屬的,所以被同時充當(dāng)了電源和串口通訊的地線。另外在電機軸上套了一個導(dǎo)電環(huán),在轉(zhuǎn)動時導(dǎo)電環(huán)與電刷保持接觸,構(gòu)成電源的正極和串口通訊的信號線。
(2)指針板CPU
指針板負(fù)責(zé)顯示功能,是旋轉(zhuǎn)時鐘的主要部件指針板的主控芯片就是PIC32。 指針板上有一排超高亮LED。
(3)霍爾傳感器
霍爾傳感器裝在指針板上,在外殼的對應(yīng)位置安裝了一個磁鋼指針板每旋轉(zhuǎn)一周,霍爾傳感器就會經(jīng)過一次磁鋼位置,并感應(yīng)到信號。這個信號被稱為“過零信號”。有了這個信號,CPU就可以在旋轉(zhuǎn)的過程中實時檢測計算指針板的角度位置。并根據(jù)指針板所處的不同位置,點亮相應(yīng)的LED,利用人眼的視覺暫留效應(yīng),形成完整的顯示畫面。 通過檢測兩次過零信號的時間間隔,就可以計算出電機轉(zhuǎn)速,或者指針旋轉(zhuǎn)一周的時間。把該時間等分為180份,即可求得每個顯示列的位置。這樣,就不必再去對電機進(jìn)行勻速控制了。為了便于程序的計算,要把整個指針板旋轉(zhuǎn)的圓周等分為180個等分位置。每個位置被稱為一列。
(4)運放揚聲器
指針板上有一個功率放大音響,在執(zhí)行播放音樂的命令時啟動。
(5)無線遙控器
無線遙控器采用比較簡單的方案實現(xiàn)。主控芯片采用了ADS7846,用于切換LED顯示器的顯示功能。
(6)上位機
上位機程序是本項目的高端應(yīng)用。上位機軟件可以采用C語言編程,通過串口發(fā)送串行控制名令給指針板,便以調(diào)試。其功能涵蓋了所有的串行控制功能,并有所加強和擴(kuò)展。比如,可以通過電腦下載新的顯示畫面到指針板上,并存儲在CPU的內(nèi)部E2PROM中。
2.需要的開發(fā)平臺
(1) MPLAB IDEv8.41硬件調(diào)試及編程工具 ;
(2) 軟件開發(fā)環(huán)境 MPLAB IDE v8.41;
(3) 編譯器MPLAB IDE。
3.需要的擴(kuò)展模塊
(1)PmodRF1——無線電收發(fā)器 ;
(2)PmodSD——SD卡插槽。
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