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URT项目

2014年优秀URT成果展示-视觉暂留LED屏幕设计

发布日期:2014-04-22

视觉暂留LED屏幕设计(POV LED)(2013X00016

 

课题来源:

学生自拟

专业要求:

自动化、电气、通信、计算机、测控

*

指导老师:

王志秀(讲师)

*

成员名单:

张嘉林(项目负责人,自111)、张睿平(自111)、王学良(自111)、谢东坤(电111

 

n  项目简介

物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像,这种现象被称为视觉暂留现象。基于视觉暂留LED动态屏幕设计正是利用人眼的视觉暂留效果,通过少量(一列)LED灯与一只电机共同代替点阵屏幕。将LED灯与主控芯片以及其他功能模块制作成扇叶状的PCB板,然后用电机来驱动,使其旋转并达到显示指定字符和图案的目的。同时本设计加入了时钟电路、温度采集电路以及红外接收电路,可以进行实时温度和韦德赌场的采集,并显示出来。

n  成果简介

1  电气设计原理图

2  PCB板设计图

3  机械结构三视图

4  硬件系统框图

无线供电模块给整体电路供电,主控芯片在经过加电后初始化各个电路,随后循环采集时钟电路、温度采集功能电路、红外接收电路、霍尔传感器的数据,进行运算与处理,将最终结果送到在LED显示电路上,最后进行显示。

5  机械结构三视图

 

6  系统运行效果图1

7  系统运行效果图(对比)2

8  系统运行效果图3

9  系统运行效果图4

本系统选用单片机STC89C52RC为主控芯片,选用DS1302、数字化温度传感器DS18B20为功能模块,实时采集当前韦德赌场、室内温度。选用互感线圈进行无线供电传输,位置检测元件选用单极性霍尔传感器AH3144,同时选用以NEC协议的红外遥控,对系统进行控制,完成采用少量LED基于视觉暂留屏幕设计的显示电子系统。

10  程序功能模块化写法

在写程序过程中,我们遇到了很多问题,因为模块过多时,代码数量大增,出现编译错误和代码过多,导致了我们的思维混乱,通过参考书籍,我们学会了模块化程序的写法,这样,解决了我们组不同人编写不同模块后的程序对接问题,为以后整体测试打好了前期基础,同时也做到了程序结构清晰,查错时很方便。

11  系统程序流程图

n  项目成员简介

指导老师:王志秀,控制理论与控制工程专业,主要研究领域为电子电路与信号处理,现为韦德赌场韦德赌场工程学院电工电子教研室教师。(照片中间)

项目成员:照片中从左至右依次是谢东坤(电111)、张嘉林(自111)、张睿平(自111)、王学良(自111

 

成员合影

 

n  项目过程照片

12  摇摇棒效果图

上图为本组制作的摇摇棒。为了更好地研究视觉暂留原理,我们根据网上的教程设计并制作了摇摇棒,并且对它的程序进行了研究与改进。

13  硬件平台1

上图为我们最初的硬件平台,它以失败告终,分析原因有如下几点:其中底部过轻、扇叶过重、封装过大共同导致了旋转时抖动剧烈,以至于无法正常显示。

14  硬件平台2

经过讨论之后,上图为改进后的平台,是用台式电脑主机的CPU散热风扇制作的,他的优点如下几点:其中最重要的是他自带一个非常重的散热片,较好的解决了抖动问题。

15  硬件平台3

 

       经过再次改进,上图为最终硬件平台。由塑料盒作为底座,塑料盒内装有配重块。将风扇用螺丝固定在塑料盒盖上。

16  PCB板制作

上图为三次PCB板制作。从左到右分别是第一、二、三次制版。

17  无线供电模块

无线供电分为输入和输出两部分。使用时,将5V12V直流电源接在输入端,经互感线圈谐振后,输出端输出稳定的5V直流电。这个过程中,输入线圈和输出线圈的之间的距离对电流的影响比较大。

 

18  第一次制测试图

n  成果相关附件

在项目的研究过程中,同学们遇到了很多问题,通过查阅大量资料,大量实验,解决了所有遇到的问题,最终制作出一个效果非常好的实物成果。为了固化研究成果,项目负责人张嘉林同学在王志秀老师的指导下,写了一篇科技文章,目前处于审稿阶段。

 

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