狂拽炫酷的多功能旋轉(zhuǎn)LED顯示器,輕輕松松實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)框圖、硬件選型
1.項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目的主要內(nèi)容及目前的進(jìn)展情況
項(xiàng)目名稱:多功能旋轉(zhuǎn)LED顯示器
項(xiàng)目的主要內(nèi)容:啟動(dòng)電機(jī),通過旋轉(zhuǎn)的指針板控制LED顯示一個(gè)立體動(dòng)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(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)發(fā)電,而指針板上的信號(hào)則通過無線遙控得到。
目前的進(jìn)展情況:對(duì)指針板的各模塊原理有深入的了解。
2.項(xiàng)目關(guān)創(chuàng)新點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)的論述
創(chuàng)新點(diǎn)(1):使用29位LED燈立體顯示一個(gè)地球儀與顯示歌詞;
創(chuàng)新點(diǎn)(2):用電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)LED,給人立體的視覺效果;
創(chuàng)新點(diǎn)(3):從指針板引出導(dǎo)線,接入到電機(jī)內(nèi)部繞在轉(zhuǎn)子上,電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)該導(dǎo)線切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(jī)的高速旋轉(zhuǎn),再配合LED的控制,完全可以呈現(xiàn)出一個(gè)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(duì)的專業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ),可以保證項(xiàng)目的順利實(shí)施,最終完成項(xiàng)目。下面是實(shí)現(xiàn)的效果示意圖(以顯示”3”字符為例)。
項(xiàng)目實(shí)施方案
1.方案基本功能框圖及描述
旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘系統(tǒng),由指針板、直流電機(jī)、電源、無線遙控器以及上位機(jī)(PC)軟件等部分組成(參見下圖旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘系統(tǒng)框圖)。
(1)電機(jī)
電機(jī)采用的是普通直流電機(jī),負(fù)責(zé)帶動(dòng)指針板旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的啟動(dòng)或停止,由指針板上的CPU負(fù)責(zé)控制。 電機(jī)軸是金屬的,所以被同時(shí)充當(dāng)了電源和串口通訊的地線。另外在電機(jī)軸上套了一個(gè)導(dǎo)電環(huán),在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)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(hào)線。
(2)指針板CPU
指針板負(fù)責(zé)顯示功能,是旋轉(zhuǎn)時(shí)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(duì)應(yīng)位置安裝了一個(gè)磁鋼指針板每旋轉(zhuǎn)一周,霍爾傳感器就會(huì)經(jīng)過一次磁鋼位置,并感應(yīng)到信號(hào)。這個(gè)信號(hào)被稱為“過零信號(hào)”。有了這個(gè)信號(hào),CPU就可以在旋轉(zhuǎn)的過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)計(jì)算指針板的角度位置。并根據(jù)指針板所處的不同位置,點(diǎn)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(cè)兩次過零信號(hào)的時(shí)間間隔,就可以計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速,或者指針旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。把該時(shí)間等分為180份,即可求得每個(gè)顯示列的位置。這樣,就不必再去對(duì)電機(jī)進(jìn)行勻速控制了。為了便于程序的計(jì)算,要把整個(gè)指針板旋轉(zhuǎn)的圓周等分為180個(gè)等分位置。每個(gè)位置被稱為一列。
(4)運(yùn)放揚(yáng)聲器
指針板上有一個(gè)功率放大音響,在執(zhí)行播放音樂的命令時(shí)啟動(dòng)。
(5)無線遙控器
無線遙控器采用比較簡單的方案實(shí)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(jī)
上位機(jī)程序是本項(xiàng)目的高端應(yīng)用。上位機(jī)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(qiáng)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(chǔ)在CPU的內(nèi)部E2PROM中。
2.需要的開發(fā)平臺(tái)
(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。