全国服务热线:400-600-1871

视觉暂留的旋转线阵LED显示屏解析

视觉暂留(POV)即视觉的短暂停留。人眼观看物体时,物体的像会成到视网膜上。视网膜上的光感细胞将 光信号转换为生物电信号通过视神经传给大脑。然而,当物体移去后,视神经对物体的印象不会立刻消失。现代医学已经证明,人眼看到一个物体后,在1/24秒 内不会消失。这种现象叫做视觉暂留,也叫人眼的惰性。这种惰性会使人的视觉产生重叠,使物体“变静为动”。所以,以每秒超过24帧画面以上连续呈现静态画面时,我们会看到平滑连续的动态画面。

基于视觉暂留的旋转线阵LED显示屏指的是利用人眼的视觉暂留效应[1],通过机械扫描的方式让一列线阵LED在正确的位置上使特定的LED发光而形成图形、文字等的一种显示屏。按其机械结构,旋转线阵LED显示屏主要有圆形[2~3]和圆柱面[4~5]两种基本类型(另外还有球形、漏斗形等显示屏,它们实质上只是圆柱形显示屏的一种特例)。

在基于POV的圆形旋转线阵LED显示屏中,一个条状PCB板上集成了20个贴片型发光LED,下文简称线阵LED。集成有LED的pcb板绕其一端随电动机转动,当转动到合适的角度时点亮合适的LED就可以显示需要显示的内容,而在何处点亮哪些LED就应该符合圆形LED屏的显示原理。

电机转速的稳定性直接决定了显示是否有重影和浮影。然而,要其完全不变是不可能的。在这种情况下,误差会积累而形成浮影。所以对起始位置的不断矫正是理由非步进电机制作旋转LED显示屏必 不可少的技术。通过磁电传感器检测置于固定位置的小钢粒来不断定位起始位置消除积累误差。

本文在指针板上加装一个红外接收管。当接收到与之配对的红外发光二极管(红外发光二极管安装在电机外壳上,并与接收管对齐)发出的红外线后,就会反向导通产生低电平而触发外部中断。指针板每旋转一周,就会产生这样一个中断信号,这个信号被称为“过零信号”。外部中断的任务是将旋转角度清零,以此消除积累误差。

由于单片机、线阵LED等会随高速旋转的电动机旋转。有线供电实现复杂、不稳定且存在安全隐患。再为了让DS1302掉电也能工作,本文DS1302芯 片用普通纽扣电池供电而线阵LED采用无线的方式供电。无线供电技术就是通过电磁感应原理,将电能以无线的方式传输给负载。无线供电的装置一般由两个分离 的线圈,称为初级线圈和次级线圈,但这就需要在初级线圈上提供交流电。所以,本文通过电刷的方式将直流电转换为交流电。