摆动式扫描数码显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种摆动式扫描数码显示装置。它包括壳体、电源、ＬＥＤ阵列及其显示电路，ＬＥＤ阵列及其是示电路设置于一根摆杆上，摆杆联接于机械驱动机构而摆动，一个检测装置对摆杆进行位置检测而输出其位置信息，一个基于单片机的控制系统，发送信号驱动摆杆摆动，同时接收摆杆位置信息，据要显示的图形，按时序向ＬＥＤ阵列发送图形编码信息，使其各显示单元适时显示，从而显示出要求的图形。本发明专利技术能充分利用各ＬＥＤ显示单元，提高其利用率，降低成本，本发明专利技术系统结构小巧，便于灵活移动使用，其内容的修改和替换、调试都较方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数码显示装置，具体涉及到通过PC计算机处理和控制显示信息的内容，将内容传输给输出控制模块，通过摆动的LED(发光二级管)和视觉残留技术实现一种摆动式扫描的数码显示装置。
技术介绍
LED(发光二级管)显示屏是集光、电、声为一体的新型宣传和广告媒体，被广泛地用在车站、银行、商场等公共场所。传统的LED显示屏基本上均为平板显示屏，其显示原理决定了显示屏上的每个象素与单独的LED一一对应，必然造成平板显示屏系统庞大每个显示单元对应一个LED，系统会随着显示内容的增加变得更加庞大，同时LED的利用率不高，受到显示内容的限制，一些LED在系统工作过程中很少能够用到。此外，成本高、价格昂贵等也是该类显示技术的一个缺点，系统一旦做好以后，其规格、显示信息的内容和范围就已经确定，因此扩充性也有一定的局限性，由于这些平板显示屏是基于点阵排列的LED显示内容，其安装空间比较大，经常被安装在一些固定的墙面上，移动和修改等不灵活、不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种摆动式扫描数码显示装置，利用计算机(PC)强大的信息处理能力和通信能力，将显示的信息处理好并传输给控制LED显示的模块中，结合一定的驱动机构使LED摆动扫描进行信息的显示，通过这样的方法，可以使得显示的内容丰富多彩，具有很好的扩充性；利用一列发光单元和人眼的视觉暂留原理实现数字、图片等的显示效果，通过一列LED发光单元，充分利用了显示单元，提高利用率的同时降低了成本。另外采用这种方法后系统比较小巧，可以灵活的移动到不同的地方，其显示内容的修改和替换、调试等都比较方便。为了达到以上的专利技术目的，本专利技术的构思是本专利技术包括一种基于电磁振荡的机械扫描方式的显示设备，使用多个LED组成显示阵列，摆杆显示电路与主电路分离，使用薄膜接插件连接，摆动的驱动源采用电磁振荡技术，包括激励线圈、永磁体、铁心等，产生一个具有一定振荡频率的往复运动，通过在不同时间控制扫描装置上不同LED点阵明暗显示，变化多端的数字式时间、文字就浮现在空间平面。本专利技术的LED摆杆显示系统主要由机械本体、动力源、检测与传感装置、控制和信息处理装置、执行机构五个部分构成。系统机械结构和原理见图1、图2和附图3，五个部分工作中各司其职，相互补充、相互协调，共同完成所规定的目的和功能，即在机械本体的支持下，由传感器检测产品的运行状态，将信息反馈给控制及信息处理装置，控制及信息处理装置对各种信息进行处理，并按要求控制动力源驱动执行机构进行工作。在结构上，各组成要素通过各种接口及相关硬件、软件有机地结合在一起，构成一个内部合理匹配、外部效能最佳的完整产品。(1)机械本体外壳机械部分主要指机械支架。作为一种媒体展示系统，要考虑机械装置外观的设计精美和体积轻巧，一般采用塑料材料。(2)执行机构指LED列阵显示单元，即机械扫描装置上的发光象素点。由于贴片LED具有体积小、亮度高等优点，所以设备采用多个贴片的LED为一列焊接在电路板摆杆上构成显示单元。设备工作时，摆杆上的显示单元为机械运动，通过薄膜接插件与主电路建立电路连接。(3)动力源动力源包括电源模块，将220V电压经过整流、滤波等电路，转化为系统需要的+5V电压以及提供摆杆机械扫描的驱动电源+12V。实现机械往复运动的机械运动方法很多，如凸轮机构、曲柄连杆机械、偏心轮机构等，但这些机构都在电动机的带动下运动，会产生机械磨损和噪声。本专利技术利用电磁感应原理，通电线圈在均强磁场下受力矩作用，从而带动固定在摆杆上的弹性金属片离开平衡位置，在自身固有频率下做简谐运动，实现机械扫描。扫描装置无振动噪声，适合长时间连续工作。(4)检测装置使用红外对管检测摆杆的位置信息，由发射管和接收管分别放置在U型槽两侧，当摆杆摆动通过U型槽，红外对管就产生脉冲，送入系统控制部分。(5)控制部分本专利技术是基于单片机控制，单片机发送周期脉冲驱动摆杆摆动，并根据检测装置送来的摆杆位置信号，按照一定的时序向LED列阵显示单元发送图形编码信号，使LED列阵在不同的时间显示相应的图像片段，不同的图像片段就会在相应的空间位置显示出来。根据上述系统结构分析，系统的硬件设计见附图3。该仪器由单片机、电磁振动、显示驱动、LED显示单元、时间芯片和通信接口等构成。单片机发出周期信号驱动电磁振动装置，使摆杆在一定的固有频率下左右摆动，通过一红外对管获取得摆杆振荡的位置信号。单片机根据位置信号，即可读取RAM单元内图像显示编码数据，按顺序送入显示驱动单元，使固定在摆杆上的LED列阵发光。实时时钟芯片计时作为系统时钟，键盘电路用于调整时钟和显示设置。另外，单片机通过RS232串行口连接PC，接收上位机经过图像处理和编码的图像数据，将这些待显示的图像数据保存在RAM中，简化了图像显示的自动更新，丰富显示的信息量。根据上述构思，本专利技术采用的技术方案是一种摆动式扫描数码显示装置，包括壳体、电源、LED阵列及其显示电路，其特征在于(1)所述的LED阵列及其显示电路设置于一根摆杆上；(2)所述的摆杆联接于机械驱动机构而实现摆动；(3)有一个检测装置对所述的摆杆进行位置检测，输出其位置信号；(4)有一个基于单片机的控制系统，发送信号驱动摆杆摆动，接收检测装置输出的摆杆位置信号，根据要求显示的图形，按时序向LED阵列发送图形编码信号，使其各显示单元适时显示，从而显示出要求的图形。上述的摆杆上的LED阵列及其显示电路是在摆杆上的电路段上焊接一列多个贴片的LED；其显示电路通过薄膜插件与所述的控制系统的主电路板建立电路连接。上述的机械驱动机构是一种电磁振荡机构，其结构是所述的摆杆下端固定连接于一块永磁体上，永磁体固定连接于一片弹性金属片的上端，而弹性金属片下端固定在固定座上，在永磁体的前后方固定安装两个平行安装的长条形磁性铁芯线圈，永磁体在两个磁性铁芯线圈交替变换的磁场作用下而左右移动使摆杆左右摆动。上述的检测装置是采用红外对管检测摆杆的位置信息，其发射管和接收管分别放置在一个U型槽两侧，摆杆的摆动通过所述的U型槽，红外对管就产生脉冲，输出摆杆位置信号。上述的控制系统的单片机通过RS 232串行口联接上位PC机，接收上位PC机经过图像处理和编码的图像数据。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本专利技术中，将LED阵列设置于摆杆上，由摆杆的摇动、LED阵列上的每个显示单元据摆动位置按时序适时显示，利用视觉暂留原理，显示图像，能充分利用各LED显示单元，提高其利用率，降低成本，本专利技术系统结构小巧，便于灵活移动，其显示内容的修改和替换、调试都较方便。附图说明图1为LED摆动装置的机械结构图。图2为图1中A-A处剖视图。图3为系统工作电路原理图。图4为实现系统工作的硬件结构图。图5为上位PC机提取并编码信息的界面照片图。图6为MAX232接口电路图。图7为DS1302管脚结构。图8为8255内部结构示意及引脚状态图。图9为系统硬件原理图。图10为系统工作原理图。图11为通过LED摆动装置显示信息的照片图。图12为LED摆动装置的一个实物的照片图。具体实施例方式本专利技术的一个优选实例，参见图1、图2、图3和图4是一种通过PC机(上位机)处理信息、对显示的文字、图像等信息进行提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摆动式扫描数码显示装置，包括壳体（２）、电源（３）、ＬＥＤ阵列（８）及其显示电路，其特征在于：ａ）所述的ＬＥＤ阵列（８）及其显示电路设置于一根摆杆（７）上；ｂ）所述的摆杆（７）联接于机械驱动机构而实现摆动；ｃ）有 一个检测装置对所述的摆杆（７）进行位置检测，输出其位置信号；ｄ）有一个基于单片机的控制系统，发送信号驱动摆杆（７）摆动，接收检测装置输出的摆杆位置信号，根据要求显示的图形，按时序向ＬＥＤ阵列（８）发送图形编码信号，使其各显示单元适时 显示，从而显示出要求的图形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马思文，陈方泉，赵其杰，屠大维，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]