旋轉(zhuǎn) LED 顯示器的說(shuō)明石家莊市第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 九年級(jí) 9 班 王子璇一、功能說(shuō)明： 嵌在粉盒子上的東西叫做旋轉(zhuǎn) LED 顯示器。 當(dāng)接通電源， 它便開(kāi)始自動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 頂面會(huì)動(dòng)態(tài)顯示時(shí)鐘或數(shù)字時(shí)間，側(cè)面可滾動(dòng)顯示漢字古詩(shī)或圖案。紅外遙控， 可實(shí)現(xiàn)畫(huà)面轉(zhuǎn)換和調(diào)時(shí)功能。 二、制作原理： 物體在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)， 當(dāng)人看到的影像消失后， 人眼仍能保留其影像， 約 0.1s， 這種現(xiàn)象稱為視覺(jué)暫留。 旋轉(zhuǎn) LED 就是利用這種原理，現(xiàn)以旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘畫(huà)面為例進(jìn) 行說(shuō)明：假設(shè) 12 點(diǎn)的刻度為 0°，則每個(gè)時(shí)針之間的角度為 30°，于是當(dāng)一整 列發(fā)光二級(jí)管每旋轉(zhuǎn) 30°， 就點(diǎn)亮一瞬間， 以呈現(xiàn)出時(shí)間刻度。 如果在小于 0.1s 內(nèi)，這列 LED 能轉(zhuǎn)完一圈，人眼就會(huì)誤認(rèn)為先后產(chǎn)生的 12 個(gè)刻度是同一時(shí)間顯 示出來(lái)的。電機(jī)帶動(dòng)板子高速旋轉(zhuǎn)，控制器（單片機(jī)）控制相應(yīng)的 LED 點(diǎn)亮或者 熄滅，并在 0.1s 內(nèi)對(duì) LED 掃描完一圈，重復(fù)執(zhí)行這樣的掃描，人的眼睛看上去 就形成了一副完整的時(shí)鐘畫(huà)面。 供電模塊選用無(wú)線供電，因?yàn)殡娐钒逡D(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)起來(lái)，采用有線供電會(huì)導(dǎo)致纏 繞和磨損問(wèn)題，所以利用電磁感應(yīng)原理，電場(chǎng)變化可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)變化也可 以產(chǎn)生電場(chǎng)用轉(zhuǎn)軸外圍的兩個(gè)線圈感應(yīng)產(chǎn)生電壓。

三、制作過(guò)程： 1.從玩具四驅(qū)車或者舊軟驅(qū)中拆下得到一個(gè)直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)led顯示屏，供電路板轉(zhuǎn)動(dòng)； 2.設(shè)計(jì)硬件電路和軟件方案； 3.制作 PCB 電路板，特別注意：板子長(zhǎng)度、配重（旋轉(zhuǎn)平衡） 、供電接口（無(wú)線 供電與旋轉(zhuǎn)板子的銜接 ） 、LED 間距（顯示畫(huà)面的質(zhì)量） ； 4.將設(shè)計(jì)好的電路板打印出來(lái)， 再轉(zhuǎn)印到覆銅板上，經(jīng)過(guò)腐蝕等一系列工藝得到 電路板，打孔之后焊接元件。 5.將寫(xiě)好的程序?qū)戇M(jìn)控制器芯片。 6.安裝，測(cè)試。 四、故障調(diào)試： 1. 無(wú) 線 供 電 不 能 正 常 給 單 片 機(jī) 供 電 ， 檢 查 電 路 板 后 ， 調(diào) 整 整 流 二 極 管 ，問(wèn)題解決。 2.起初紅外遙控接收不能工作旋轉(zhuǎn)led顯示屏，檢查發(fā)現(xiàn)，紅外接收二極管為光敏二極管，工作 時(shí)應(yīng)加反向電壓。 3.板子旋轉(zhuǎn)后不能帶動(dòng)所有 LED 亮滅，經(jīng)過(guò)對(duì)板子反復(fù)測(cè)量調(diào)試，確定為限流電 阻太小，導(dǎo)致功率過(guò)大，更換電阻后，可顯示畫(huà)面。 五、結(jié)構(gòu)功能： 1.單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理并控制 LED 的顯示； 2.紅外接收模塊負(fù)責(zé)處理紅外遙控器發(fā)出的調(diào)時(shí)信號(hào)和識(shí)別旋轉(zhuǎn)的起始位置； 3.時(shí)鐘模塊和電池負(fù)責(zé)記錄時(shí)間數(shù)據(jù)； 4.無(wú)線供電模塊為整個(gè)板子供電； 5.LED 模塊用于顯示；直流電機(jī)帶動(dòng)板子旋轉(zhuǎn)六、觀察與思考 仔細(xì)觀察，我們發(fā)現(xiàn)用于顯示的元件只有側(cè)面和頂面的兩列小白燈（白底透 明的小方粒， 叫做 LED 燈） 。

那么為啥一列 LED 燈在這里竟然能像一個(gè)平面一樣， 同時(shí)顯示這么多字呢？你肯定感覺(jué)到了，因?yàn)樗诳焖俎D(zhuǎn)動(dòng)！這里用到了一個(gè)小 知識(shí)叫做視覺(jué)暫留，光照入眼睛的視網(wǎng)膜所產(chǎn)生的景象，在光停止作用后，仍會(huì) 保留一段時(shí)間，大概是 0.14 秒。這在生活中也很常見(jiàn)，比如你快速搖一搖自己 的手指頭， 是不是發(fā)現(xiàn)兩邊都能看到指頭呢？這就是它的顯示原理。轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中 的具體設(shè)計(jì)，以側(cè)面為例，橫向上，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi) LED 燈在需要顯示的地方分 別亮一下，周而復(fù)始，一個(gè)燈便有了多個(gè)亮點(diǎn)；縱向上多個(gè)橫向點(diǎn)不同的排列合 到一起就顯示出了漢字及圖像。 既然如此， 那么究竟是誰(shuí)在背后神秘地操縱小燈的亮滅呢？請(qǐng)你俯視，有沒(méi) 有看到一個(gè)四周有密密麻麻針腳的扁平小黑塊，對(duì)頭，就是這個(gè)東西在控制，俗 稱微電腦控制器（學(xué)名單片機(jī)） ，你可以給它輸入自己的意志哦。 現(xiàn)在， 請(qǐng)你思考它是從哪里得來(lái)的電源呢？如果用導(dǎo)線連接供電，那么這么 多次的轉(zhuǎn)動(dòng)豈不是要把自己擰成麻花了嘛！仔細(xì)看看，轉(zhuǎn)板上有個(gè)紐扣電池，猜 是它？不過(guò)， 那個(gè)小電池是經(jīng)不住控制器和那么多小燈的消耗的，它其實(shí)是為了 在斷電之后維持時(shí)鐘不停止。既然不能用導(dǎo)線，又不是電池，到底是怎么個(gè)一回 事。

告訴你，其實(shí)是無(wú)線供電。先別驚訝，你一定玩過(guò)吸鐵石，不接觸也可以吸 引和排斥，說(shuō)起來(lái)無(wú)線供電道理也一樣的。你們知道電磁感應(yīng)嗎，靠近去觀察轉(zhuǎn) 軸，看到一個(gè)黃色和線圈和紅色的線圈，黃色的固定連接著插頭供給的電源，紅 色的隨轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動(dòng)，紅色線圈在黃色線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，就產(chǎn)生了電壓。 七、知識(shí)與創(chuàng)新關(guān)鍵詞 視覺(jué)暫留 微電腦控制器(單片機(jī)) 無(wú)線供電 希望這個(gè)小的科技創(chuàng)新作品能給你帶來(lái)對(duì)于科學(xué)知識(shí)的興趣。

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