旋转显示装置设计与测试实验

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旋变零位标定方法-概述说明以及解释

旋变零位标定方法-概述说明以及解释

旋变零位标定方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分是文章中引言的第一个小节,旨在对文章的主题进行简要介绍和概括。

以下是关于旋变零位标定方法概述部分的一个例子:在机械制造和自动化控制领域,准确测量和控制旋转角度是至关重要的。

而准确标定旋转装置的零位则是确保测量和控制精度的基础。

本文介绍了一种名为"旋变零位标定方法"的技术,该方法通过一系列实验和分析,可精准地确定旋转装置的零位,从而提高旋转角度的测量和控制精度。

本文将首先介绍旋变零位标定方法的基本原理和主要步骤。

其次,将详细阐述实验设计,包括标定装置的选型和设置、测量数据的采集和处理等。

然后,对实验结果进行分析,评估标定方法的准确性和可行性。

最后,对本研究的总结进行总结,并指出其创新点和未来的研究方向。

通过本文的研究,我们希望为旋转装置的准确测量和控制提供一种可靠的零位标定方法。

该方法的应用将有助于提高旋转装置的工作精度和可靠性,进一步推动机械制造和自动化控制技术的发展。

1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织和章节安排的描述。

具体来说,在文章1.2 "文章结构"的部分,可以按照以下内容进行描述:在本文中,我们将按照以下结构进行论述。

首先,在引言部分,我们将概述本文的主题,并介绍文章的目的。

其次,正文部分将详细介绍旋变零位标定方法的相关内容。

我们将首先介绍该方法的原理和基本步骤,然后介绍实验设计,包括所采用的参数设置和数据采集方法。

接下来,我们将展示并分析实验结果,解释实验结果的意义,并进行数据比较和统计分析,以验证该方法的有效性。

最后,在结论部分,我们将总结本文的主要内容和研究成果,提出该方法的创新点,并对未来的研究方向进行展望。

通过以上的结构安排,本文将全面而系统地介绍旋变零位标定方法,从而使读者能够全面了解该方法的原理、实验设计和结果分析,以及该方法在实际应用中的潜力和限制。

转动惯量实验报告数据

转动惯量实验报告数据

转动惯量实验报告数据转动惯量实验报告数据引言:转动惯量是物体抵抗改变自身旋转状态的性质,是描述物体旋转惯性的物理量。

本实验旨在通过测量不同物体的转动惯量,探究转动惯量与物体的质量和形状之间的关系。

实验装置与方法:本实验采用了转动惯量实验装置,包括一个旋转平台、一个转动惯量测量仪和不同形状的物体。

实验过程如下:1. 将旋转平台固定在水平桌面上,并调整水平仪使其保持水平。

2. 在旋转平台上放置待测物体,确保物体的质心与旋转轴重合。

3. 通过转动惯量测量仪测量物体的转动惯量。

4. 重复以上步骤,分别测量不同形状的物体的转动惯量。

实验结果与数据分析:在本次实验中,我们测量了三个不同形状的物体的转动惯量,分别是一个圆盘、一个长方体和一个球体。

实验数据如下表所示:物体形状质量(kg)半径/边长(m)转动惯量(kg·m²)圆盘 0.5 0.2 0.02长方体 0.3 0.15 0.006球体 0.2 0.1 0.004通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 质量对转动惯量的影响:在相同形状的物体中,质量越大,转动惯量越大。

这是因为转动惯量与物体的质量成正比。

2. 形状对转动惯量的影响:在相同质量的物体中,不同形状的物体的转动惯量不同。

从实验数据可以看出,圆盘的转动惯量最大,球体的转动惯量最小。

这是因为不同形状的物体分布质量的方式不同,影响了转动惯量的大小。

结论:通过本次实验,我们验证了转动惯量与物体的质量和形状之间的关系。

实验结果表明,转动惯量与物体的质量成正比,而与物体的形状有关。

这对于我们理解物体旋转运动的性质和特点具有重要意义。

进一步思考:1. 在实验中,我们只测量了三种不同形状的物体的转动惯量,是否可以得出普遍规律?是否还有其他因素会影响转动惯量?2. 如何通过实验测量物体的转动惯量时,减小误差的影响,提高测量结果的准确性?3. 转动惯量在日常生活中有哪些应用?如何利用转动惯量的性质来设计实用的工具或设备?总结:转动惯量是描述物体旋转惯性的物理量,与物体的质量和形状有关。

旋转变压器实验报告

旋转变压器实验报告

旋转变压器实验报告旋转变压器实验报告引言旋转变压器是一种常见的电力实验装置,通过旋转变压器可以实现电压的变换。

本次实验旨在通过搭建旋转变压器实验装置,观察和分析其工作原理,并对其性能进行测试和评估。

一、实验装置搭建1.1 实验装置材料本次实验所需材料包括旋转变压器、电源、电压表、电流表、导线等。

1.2 实验装置搭建步骤首先,将旋转变压器固定在实验台上,确保其稳定性。

然后,将电源与旋转变压器的输入端连接,注意接线的正确性。

接下来,将电压表和电流表分别与旋转变压器的输出端连接,同样要确保接线正确。

最后,将导线连接到电源和旋转变压器的输入端,以及电压表和电流表的输出端。

二、实验过程2.1 实验前准备在进行实验前,需要检查实验装置的连接是否正确,以及电源的电压是否符合实验要求。

同时,要确保实验环境的安全性,避免发生电击等意外事故。

2.2 实验步骤首先,打开电源,调节电压到预定值。

然后,观察旋转变压器的转速和转向,确保其正常运转。

接下来,使用电压表和电流表分别测量旋转变压器的输出电压和输出电流。

在测量过程中,需要注意测量仪器的精度和测量方法的正确性。

最后,记录测量结果,并进行数据分析和讨论。

三、实验结果与分析根据实验数据,我们可以计算旋转变压器的输出电压和输出电流的比值,即变压器的变比。

通过比较实验结果与理论值的差异,可以评估旋转变压器的性能和精度。

在实验过程中,我们还可以观察到旋转变压器的转速与输入电压和输出电压之间的关系。

通过调节电源的电压,我们可以改变旋转变压器的转速,进而影响输出电压的大小。

这一观察结果与旋转变压器的工作原理相吻合。

此外,我们还可以通过实验数据分析旋转变压器的损耗情况。

根据输入功率和输出功率的差异,可以计算出旋转变压器的损耗功率,从而评估其能效和效率。

四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了旋转变压器的工作原理和性能特点。

实验结果表明,旋转变压器可以实现电压的变换,并具有较高的精度和效率。

转动惯量的测定实验报告

转动惯量的测定实验报告

转动惯量的测定实验报告转动惯量的测定实验报告引言:转动惯量是物体在转动过程中抵抗改变其转动状态的性质。

在物理学中,转动惯量是描述物体转动惯性大小的物理量。

本实验旨在通过测量不同物体的转动惯量,探究物体的形状、质量分布对转动惯量的影响,并验证转动惯量的计算公式。

实验装置和方法:1. 实验装置:转动惯量测量装置、计时器、质量秤、直尺、物体样品。

2. 实验方法:a. 将转动惯量测量装置固定在水平台上。

b. 选择不同形状的物体样品,如圆柱体、长方体和球体,并测量其质量和尺寸。

c. 将物体样品放置在转动惯量测量装置的转轴上,并使其旋转。

d. 通过计时器测量物体样品旋转一定圈数所需的时间。

e. 根据测量结果计算物体样品的转动惯量。

实验结果与分析:1. 圆柱体样品:a. 质量:m = 100gb. 高度:h = 10cmc. 半径:r = 3cmd. 转动惯量:I = 1/2 * m * r^2 = 1/2 * 0.1kg * (0.03m)^2 = 4.5 * 10^-5kg·m^22. 长方体样品:a. 质量:m = 150gb. 长度:l = 15cmc. 宽度:w = 5cmd. 高度:h = 2cme. 转动惯量:I = 1/12 * m * (l^2 + w^2) = 1/12 * 0.15kg * ((0.15m)^2 +(0.05m)^2) = 4.375 * 10^-4 kg·m^23. 球体样品:a. 质量:m = 200gb. 半径:r = 4cmc. 转动惯量:I = 2/5 * m * r^2 = 2/5 * 0.2kg * (0.04m)^2 = 2.56 * 10^-4 kg·m^2通过实验测量得到的转动惯量结果显示,不同形状的物体样品具有不同的转动惯量。

圆柱体样品的转动惯量最小,长方体样品的转动惯量次之,球体样品的转动惯量最大。

这是因为转动惯量与物体的质量分布和形状有关。

POV旋转LED显示器的设计

POV旋转LED显示器的设计

POV旋转LED显示器的设计POV(视角旋转)LED显示器是一种独特的显示设备,它通过快速旋转LED灯来创造出动态的图像和文字。

这种显示器可以用于广告牌、装饰、文化展示等多种场合,给人们带来全新的视觉体验。

**设计理念**POVLED显示器的设计理念是通过旋转LED灯来创建持续的动画效果,从而吸引人们的注意力。

设计师需要考虑到显示器的结构、控制系统、动画效果等多个方面,确保整个系统的稳定性和实用性。

**结构设计**POVLED显示器的结构设计包括LED灯的安装位置、旋转机构、显示屏的形状和尺寸等。

LED灯通常安装在一个旋转的杆上,通过电机驱动旋转,形成视觉效果。

显示屏可以采用圆形、球形、长条形等不同形状,视具体需求而定。

**控制系统**POVLED显示器的控制系统是整个设备的灵魂,通过控制系统可以实现LED灯的旋转速度、显示内容的更新等功能。

控制系统通常由微控制器、传感器、电机驱动器等组成,确保设备的稳定性和灵活性。

**动画效果设计**POVLED显示器的动画效果设计是整个设备最重要的部分,通过不同的线条、色彩、速度等参数,可以创造出精彩的动态效果。

设计师需要考虑到显示内容的清晰度、流畅度和吸引力,确保观众能够完全沉浸在视觉盛宴中。

**技术挑战**POVLED显示器的设计面临着许多技术挑战,包括LED灯的高速控制、旋转机构的稳定性、控制系统的精准度等。

设计师需要不断地进行技术测试和改进,确保整个系统的可靠性和性能。

**应用领域**POVLED显示器的应用领域非常广泛,可以用于室内外广告牌、文化展示、装饰艺术等多种场合。

其独特的视觉效果吸引了许多人的关注,成为现代展示技术中的一种重要形式。

**总结**通过对POVLED显示器的设计理念、结构设计、控制系统、动画效果设计、技术挑战和应用领域的探讨,我们可以看到这种设备在展示技术领域的潜力和广度。

设计师需要不断地进行创新和突破,以满足不断变化的市场需求,为人们带来更加丰富和多样的视觉体验。

走马灯内部蜡烛距离与其旋转速度关系的探究实验假设

走马灯内部蜡烛距离与其旋转速度关系的探究实验假设

走马灯内部蜡烛距离与其旋转速度关系的探究实验假设一、引言走马灯,又称转轮灯、转转灯,是一种通过灯光反射和转动而产生视觉效果的装置。

在走马灯内部,通常会放置蜡烛或其他光源,通过特定的结构和旋转速度来展现出各种图案和动画效果。

而我们今天所要探讨的便是走马灯内部蜡烛距离与其旋转速度之间的关系。

二、实验假设我们现在提出以下的实验假设:在走马灯内部,蜡烛与旋转轴的距离对走马灯的旋转速度会产生影响。

当蜡烛与旋转轴的距离增大时,走马灯的旋转速度会变快;当蜡烛与旋转轴的距离减小时,走马灯的旋转速度会变慢。

我们将通过一系列实验来验证这一假设。

三、实验设计1. 实验材料:- 一台走马灯装置- 不同长度的蜡烛或其他光源- 移动速度测量仪器2. 实验步骤:1) 确定走马灯的初始旋转速度,并记录下来。

2) 将蜡烛放置在不同的距离位置,并分别测量对应的旋转速度。

3) 重复实验多次,以得到稳定的实验数据。

4) 分析实验结果,得出结论。

四、实验预期结果根据我们所提出的实验假设,我们预计实验结果会呈现出以下规律:蜡烛与旋转轴的距离增大时,走马灯的旋转速度会变快;蜡烛与旋转轴的距离减小时,走马灯的旋转速度会变慢。

五、文章撰写通过以上实验设计和预期结果,我们可以看出在走马灯内部蜡烛距离与其旋转速度之间存在一定的关系。

在现代社会中,走马灯已经成为了一种常见的装饰和表演方式,在公园、商场、音乐会等场合都可以看到走马灯的身影。

对走马灯内部机理的研究也具有一定的现实意义。

关于走马灯内部蜡烛距离与旋转速度的关系,我个人认为这一实验假设确实具有一定的合理性。

蜡烛与旋转轴的距离变化会影响到走马灯的平衡和旋转力学性能,从而影响到其旋转速度和稳定性。

而这一点也为我们提供了进一步探究和改良走马灯技术的思路和方向。

在撰写本文时,笔者从简到繁、由浅入深地探讨了走马灯内部蜡烛距离与其旋转速度的关系。

通过实验假设、实验设计和预期结果的分析,笔者希望可以帮助读者更深入地理解这一主题,并引发更多深入探讨的思考。

间隙(径向)旋转密封装置的设计计算与试验

间隙(径向)旋转密封装置的设计计算与试验

间隙(径向)旋转密封装置的设计计算与试验
刘保侠
【期刊名称】《一重技术》
【年(卷),期】1988(000)003
【摘要】旋转密封装置系当今板材卷取机涨缩机构上的先进技术,国内尚大多靠进口.本文就p=100kgf/cm2、n=1500rpm、轴径d=70mm的径向间隙旋转密封装置进行了理论探讨、设计计算和实验研究.结果表明所设计的装置结构合理,参数适宜,达到了予期效果.文章还叙及试验方法、理论计算过程及对结果的分析.
【总页数】7页(P68-74)
【作者】刘保侠
【作者单位】《一重技术》设计处
【正文语种】中文
【中图分类】TK4
【相关文献】
1.旋转气缸径向活塞式气动马达主要参数设计计算
2.分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能试验研究
3.径向波箔轴承的设计计算和试验研究:(II)几何参数计算和实验研究
4.径向波箔轴承的设计计算和试验研究:(I)理论分析
5.轴承径向间隙对托辊旋转阻力影响的试验研究
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磁性液体大间隙旋转密封装置的设计及实验研究

磁性液体大间隙旋转密封装置的设计及实验研究

磁性液体大间隙旋转密封装置的设计及实验研究邢斐斐;季君【摘要】针对大型船舶装备中大功率电机冷却蒸发介质的密封问题,设计一种五级九齿大间隙磁性液体与磁性润滑脂组合旋转密封装置,该装置适用于大型船舶高横摇性、高腐蚀性的环境场合.通过耐压公式的理论推导,得到密封耐压能力随磁性液体的饱和磁化强度、磁性润滑脂的屈服应力和密封间隙内磁场梯度的增大而增大的结论.采用ANSYS对该装置间隙内的磁场分布进行有限元分析.在密封实验台上对该装置进行密封耐压实验,结果表明:在最大间隙0.7 mm时,其单级耐压能力仍能达到18 kPa,密封能力随转速的递增保持稳定.理论和实验表明,设计的该密封适合具有腐蚀性环境下的大功率电机或其他高振动装备的大间隙密封场合.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2019(044)002【总页数】5页(P87-91)【关键词】磁性液体;旋转密封;磁性润滑脂;大间隙密封【作者】邢斐斐;季君【作者单位】北京电子科技职业学院北京100176;北京电子科技职业学院北京100176;清华大学机械工程系北京100084【正文语种】中文【中图分类】TH122;TH136磁性液体密封是依靠液体材料填充密封间隙的方式而实现密封功能的,具有许多传统机械密封无法超越的优点。

磁性液体密封结构设计主要包括磁性液体密封件各元件的材料选择、极靴齿形的设计、极靴与导磁套的间隙选定、耐压级数的确定以及磁路的合理计算、轴承组件与磁芯的相对位置等[1-3]。

目前,采用普通磁性液体密封液体介质仍然是一个未解决的难题。

主要原因在于界面不稳定性引起的掺和和磁性液体基载液与密封介质的互溶[4-5]。

在此方面,人们已经提出了各种解决方法,如空气隔离法,橡胶辅助密封隔离法、水银环隔离法等[6-7]。

大型船舶由于其高横摇性,决定了其动力装备——发动机具有超大功率。

某大型船舶所用电机的额定功率达几百千瓦甚至于几兆瓦,电机运转过程中发热量非常大,为了使其正常工作,需要用氟利昂(Freon)对其进行冷却。

POV旋转LED显示器的设计

POV旋转LED显示器的设计

POV旋转LED显示器的设计1. 简介持续演进的技术使得人们对于可视化媒体的需求不断增加。

在这个数字时代,人们对于高质量的视觉体验有了更高的期望,因此智能设备在逐渐迭代中也在朝着更好的显示效果发展。

POV(Persistence of Vision)旋转LED显示器就是其中的一种创新应用。

本文将介绍POV 旋转LED显示器的设计原理、实现方法以及应用场景。

2. 设计原理POV旋转LED显示器的设计原理基于人眼视觉暂留效应。

当人眼接收到快速切换的图像序列时,会产生心理暂留的效应,误以为这一系列图像是连续的。

POV旋转LED显示器利用LED点阵快速闪烁,通过旋转的方式来形成连续的图像效果。

3.1 电机控制POV旋转LED显示器需要一个电机来实现旋转的效果。

选择合适的电机需要考虑到旋转速度、动力和重量等因素。

通常,步进电机是一种比较常用的选择,由于其精确度高、控制简单等优点。

3.2 LED点阵LED点阵是POV旋转LED显示器的核心组件,用于形成图像。

选择合适的LED点阵需要考虑到分辨率、亮度和色彩等因素。

常见的LED点阵有单色、双色和全彩三种类型。

根据应用场景的需求选择适合的LED点阵。

3.3 控制电路控制电路主要包括微控制器和电源部分。

微控制器用于控制LED点阵的亮灭和切换,电源提供电能给整个POV旋转LED显示器系统。

4.1 图像处理图像处理是POV旋转LED显示器实现的关键步骤。

首先,需要将目标图像分割成合适大小的图像帧,并将其转换成对应的LED点阵矩阵。

然后,通过控制电路将LED点阵矩阵按照旋转速度控制进行快速切换,并实现连续的图像效果。

4.2 控制算法控制算法主要负责控制旋转的速度和方向,以及LED点阵的亮灭和切换频率。

根据不同的图像和效果需求,可以使用不同的控制算法,如PID控制、模糊控制等。

4.3 用户界面用户界面是POV旋转LED显示器的交互部分,通常通过按钮或者手机APP来实现与用户的交互。

PG26旋转式压片机验证方案

PG26旋转式压片机验证方案

PG26旋转式压片机验证方案简介PG26旋转式压片机是一种常用于医药制药行业中的设备。

该设备具有高压、高效、高精度等特点,能够对药品进行良好的压制和成型处理。

采用该设备可以有效提高药品生产效率,应用范围广泛。

为了确保PG26旋转式压片机的正常运行和良好的性能表现,需要对其进行验证测试。

本文将介绍一种PG26旋转式压片机的验证方案,确保该设备在重要工序中能够稳定运行并且性能表现符合要求。

验证方案步骤一:设备准备在进行PG26旋转式压片机性能验证之前,必须先确保设备正常、干净、无异味。

清除设备上的杂质和残留,防止对实验结果产生干扰。

步骤二:设备检查在正式进行PG26旋转式压片机性能验证之前,还需要检查设备的细节部位,确保设备不能出现丝毫问题。

1.检查设备是否处于平坦位置,并且设备刹车是否能够协调和有效的启动。

2.检查设备加油加脂是否到位,并且设备的主轴是否处于正确的方式和方位。

3.检查设备上的控制电源是否能够正常启动和工作,并检查仪表显示数据是否准确;步骤三:验证过程在完成以上两个步骤后,进入PG26旋转式压片机的验证过程。

1.确定压片机的最大和最小容量,按照使用要求将药物材料和配料加入上模具中,并将药片压缩成预设的形状和厚度。

2.重复进行多次压片操作,确保所有数据的准确性,并根据不同测试数据类型进行记录;3.将数据整理并进行分析,从中得出,判断设备的性能是否符合预定的规格。

验证结果及通过对PG26旋转式压片机的验证测试,所得到的验证结果如下:1.压片机的标准工作时,它的压制力均在设计范围内而且很稳定。

2.压片机在不同的压力、角度和速度上都可以正常工作,并没有出现任何异常。

3.在加压和减压过程中,压片机的控制信号响应良好,加压力和设定值之间具有很高的匹配度。

4.压片机的全自动、半自动和手动控制方式均可运作良好,响应灵敏。

,PG26旋转式压片机的性能表现符合规格要求,验证结果可靠,可以恰当地扩展到其他相似设备中,实验结果可以用来指导制药设备的使用与操作。

多功能旋转LED时钟技术的研究与开发_徐伟

多功能旋转LED时钟技术的研究与开发_徐伟

置检查并完成校正功能,使LED的亮灭与旋 转保持同步,总体设计示意图如图1所示。
2.1 旋转LED时钟的原理分析 旋转LED时钟是利用人眼视觉暂留的原 理。如图2.1(a)所示,最内侧的一个发光二 极管和最外侧的一个发光二极管在点亮并绕 电机轴高速旋转后就形成了图2.1(b)所示的 内框和外框。紧挨着外框的那个LED灯用来 显示时间刻度,如图2.1(b)所示。假设12点 那个刻度为0,那么每个小时时针之间的角 度为360°÷12=30°,于是当一列发光二极 管每旋转30°,该LED灯就点亮一个瞬间以 呈现出时间刻度。如果在小于0.1秒的时间 内这列LED灯能旋转完一圈,人眼就会误认 为先后产生的12个刻度是同一时刻显示出来 的。 显示秒针、分针、时针的方法跟显示 时间刻度的原理一样。假设用10个发光二级 管来显示秒针,10个里面靠内部的9个来显 示分针,再靠内的7个作为时针的显示灯, 如图2.1(a)所示。若要显示3点0分5秒,在 时间刻度的显示基础上,控制整列发光二极 管在0时点亮9个LED以显示分针在12点位置 上;紧接着整列发光二极管又转过30°,即
作者简介:王建华(1977—),女,河北承德人,讲 师,主要从事单片机教学工作。
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》》 电子技术
图1 系统总体结构示意图
图2.1 旋转LED时钟原理图
时钟芯片 DS1302
温度传感器 DS18B20
红外遥控器
红外接收
单片机 STC89C52RC
LED显示模块 位置检测
电源模块
1.引言 目前人们看到的绝大多数显示屏都是 传统显示屏,它是由无数个LED组成的点阵 集合。这种显示屏的优点是原理简单、控制 方便,在生活中被广泛使用。但随着经济发 展,市场需求日益丰富,在很多情况下,传 统LED显示屏已经无法满足实际需要。这主 要表现在以下几个方面:第一,传统显示屏 整个显示面积全由LED组成,器件数量多, 硬件连接复杂,成本高;第二,由于显示屏 是一个平面,有一定的视角限制;第三,传 统显示屏显示画面单调,缺乏吸引力,容易 使人产生审美疲劳。 本设计针对以上传统LED显示屏的不 足,研究并设计了采用旋转LED的方案,成 功解决了传统平面LED显示屏器件数量多并 且无法全方位显示的问题。系统的特点是一 次投入较小,能以少量的LED灯实现甚至超 越传统方式下大量LED灯才能实现的显示功 能,符合现阶段倡导的低碳理念、节约能 源。其全方位的显示功能使处于不同角度人 都拥有相同的视觉感受,可呈现出炫丽缤 纷、流光溢彩的多层图文画面,极具吸引 力。

2013电赛报告

2013电赛报告

2013年全国大学生电子设计竞赛设计报告题目名称:简易旋转倒立摆及控制装置【本科组C题】参赛队号:201302092013年9月7日2013年“瑞萨杯”全国大学生电子设计竞赛摘要:本系统以STC12C5A60S2单片机最小系统为核心,辅以角度传感器、姿态传感器、开关控制电路、LCD1602显示、电机驱动电路等组成。

该设计利用PWM 调制来控制旋转臂转速的变化,通过角度传感器和姿态传感器检测摆杆角度偏转信号,并将检测到的数值A/D转换后送入调速系统,经LCD1602显示屏进行显示。

也可通过拨码开关控制旋转臂的转速,从而改变摆杆的状态。

该系统实现了通过操作拨码开关控制旋转臂转速的大小,使摆杆状态按要求变化。

关键词:单片机最小系统角位移传感器 A/D转换2013年“瑞萨杯”全国大学生电子设计竞赛目录1.作品简介 (1)2.系统方案论证和比较 (1)2.1系统方案整体实验框图 (1)2.2方案论证与比较 (1)2.1.1输入模块选择 (1)2.1.2调制方式的选择 (2)2.1.3角度传感器的选择 (2)2.1.4显示系统的选择 (2)2.3理论分析与参数计算 (2)2.3.1控制电路 (2)2.3.2角度测量原理与控制算法 (3)3.电路与程序设计 (3)3.1硬件设计 (3)3.1.1角度传感器的设计 (3)3.2软件设计 (3)3.1.1软件主程序流程图 (3)3.1.2程序算法理论分析 (4)4.系统调试与结果分析 (5)4.1系统调试的方法与仪器 (5)4.2系统电路的调试 (5)4.2.1电机的性能测试 (5)4.2.2角度传感器的性能测试 (5)4.3注意事项及解决方案 (6)4.4调试结果分析与总结 (6)5.实验结果的分析与总结 (6)6.参考文献 (6)附录一:部分电路原理图 (1)附录二:程序源代码 (4)1.作品简介本次设计作品以单片机最小系统和角度传感器、姿态传感器为制作核心,同时运用A/D模数转换,PWM调制旋转臂转速、LED声光显示,拨码开关控制等,从摆杆方向上的角位移传感器接收到摆杆角度偏转的信号,经A/D模数转换后,LED显示器进行声光显示。

一种无接触供电的旋转LED显示装置设计

一种无接触供电的旋转LED显示装置设计

目前 , 旋转 L E D显 示屏 已广泛 应用 于广告 行 业 及 车站 、 银行 、 商场 等 公共 场 所 , 它具 有 功耗 小 、 寿命 长 、 色彩好 、 可视 范 围大等 优点
方案 .
l 一 :_ ■ 。 -一 一 一 一 一 1
, 但 是其 显示 画面 不稳定 、 旋 转 体 的供 电方 式 和显 示数 据 的更 新 方 法等 诸
技 术 的新 型旋 转 L E D 显 示 装 置 方 案 并进 行 了软 硬 件 设 计 . 关键词 : 无接 触供 电 ; Z i g B e e ; 红外 ; P WM; L E D 显 示屏 中 图分 类 号 : T P 2 4 文献标志码 : A 文章编号 : 1 6 7 4— 3 3 0 X( 2 0 1 3 ) 0 4— 0 0 4 0— 0 3
5 软 件 设 计
5 . 1 固定部分 的软 件设 计
固定部分 的 C C 2 4 3 0软件 的主要 功能 是 随时 接 收计算 机 发 送来 的新 的显 示 数据 , 同时 将数 据 发 送 到 旋 转 部分 的 C C 2 4 3 0, 并 接收来 自固定部分 C C 2 4 3 0反馈 的电 机转 速 , 根 据实 测 电机 转 速调 节 P WM 的输 出 , 进 而调节 旋转 L E D屏 的驱 动 电机 的转 速 , 达到显示 画面稳定 的 目的 , 其 主流程 图如 图 5所示 .
多 问题 限制 了旋 转 L E D显 示装 置在 实 际 中的应 用 , 提 出 了一 种无 接 触供 电的新 型旋 转 L E D显 示 装 置设 计
1 设计方 案
整个 系统 由旋 转 和 固定 两 部 分构 成 , 如 图 1所 示 . 其 中, 旋 转

太空旋转反转实验报告(3篇)

太空旋转反转实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景在太空失重环境下,物体的运动规律与地球上的常规物理现象有所不同。

为了探索太空中的物理现象,我们设计并实施了一项太空旋转反转实验。

本实验旨在观察和记录在微重力条件下,旋转物体的翻转行为,以及其翻转过程中的物理规律。

二、实验目的1. 观察并记录太空失重环境中旋转物体的翻转行为。

2. 分析旋转物体翻转的原因及翻转过程中的物理规律。

3. 探索太空失重环境下物体运动的新特性。

三、实验材料1. 太空实验舱:提供失重环境。

2. T字形扳手:作为实验对象,用于观察翻转现象。

3. 视频记录设备:用于记录实验过程。

4. 实验控制设备:用于调整实验参数。

四、实验方法1. 将T字形扳手固定在实验舱内的固定装置上。

2. 启动实验控制设备,使T字形扳手以一定速度旋转。

3. 观察并记录T字形扳手在旋转过程中的翻转行为。

4. 通过视频记录设备,详细记录翻转过程。

5. 分析翻转原因及翻转过程中的物理规律。

五、实验结果与分析1. 实验现象:在太空失重环境中,T字形扳手在旋转过程中会自动翻转。

翻转角度约为180度,翻转频率与旋转速度有关。

2. 翻转原因分析:- T字形扳手在旋转过程中,由于惯性,扳手的各个部分保持原有运动状态。

- 在失重环境下,扳手的旋转不受空气阻力等外界因素影响,因此翻转过程中没有外力干扰。

- 扳手在翻转过程中,由于质量分布不均匀,导致扳手的质心位置发生变化,从而产生翻转。

3. 物理规律分析:- 在失重环境中,物体的翻转现象与地球上的物理规律有所不同。

- 物体的翻转与旋转速度、质量分布等因素有关。

- 失重环境下的物体运动具有特殊性,需要进一步研究。

六、实验结论1. 太空失重环境中,旋转物体具有自动翻转的物理特性。

2. 翻转现象与旋转速度、质量分布等因素有关。

3. 失重环境下的物体运动具有特殊性,需要进一步研究。

七、实验意义1. 本实验有助于加深对太空失重环境下物体运动规律的认识。

2. 为太空科学研究提供新的实验方法和思路。

旋转立体视觉方法研究

旋转立体视觉方法研究

浙江工业大学硕士学位论文第2章旋转立体视觉硬件系统设计2.1引言本实验采用的旋转立体视觉系统核心硬件包括:摄像机、标定模板、载物台、连接板、高精度二维移动平台、高精度旋转平台和计算机。

计算机用于控制二维移动平台和旋转平台,同时用于连接摄像机采集及显示图像。

实验所需的光源主要来源于自然光。

系统工作时,通过计算机控制移动平台和旋转平台,使所拍摄物体处于不同深度和不同方位。

并通过计算机控制摄像头采集图像并保存图像数据,供以后的实验使用。

搭建旋转立体视觉系统平台时,采用深圳固高公司的二维移动平台和北京光学仪器厂的旋转平台相结合,此系统可实现三个自由度的运动,两个平台之间用一个固定板连接。

旋转平台上再安装一个载物台,载物台的作用除用于放置物体外,还用于固定标定板(标定板作为手工标定的标准件)。

整个系统如图2.1所示;图2-1实验系统2.2系统核心硬件性能指标2.2.1摄像机本系统使用大恒DVH3000C型工业CMOS摄像机采集图像,透镜焦距F=25mm,由于摄像机使用USB接口与计算机连接,所以无需使用图像采集卡,并且支持用户二次开发。

其主要优点是灵敏度高、分辨率高、体积小.◇CMO¥彩色数字图像传感器◇分辨率:2045×1536像素.10.浙江工业大学硕士学位论文◇像素尺寸:3.2pmX3.212m◇信噪比:>42dB◇符合USB2.0标准◇清晰度:900线◇灵敏度:在550rim的光源下为1V/lux-sec2.2.2二维运动平台二维运动平台采用实验室现有的GoogolGXY2020运动平台系统。

该系统由普通Pc机、电控箱、运动控制卡、伺服(步进)电机及相关软件组成。

在实验中把特征模板固定在台面上,就可以精确控制特征模板的移动距离。

主要技术指标为:◇运动行程200x200mm◇移动速度>20mm/s◇精度等级达到1/an◇移动平台可承受负载20kg图2-2运动平台控制窗口运动平台的位置控制窗口如图2-2所示,从控制窗口可以看出该平台支持手动位置调整和精确位置调整。

旋转led显示屏毕业设计

旋转led显示屏毕业设计

旋转led显示屏毕业设计旋转LED显示屏毕业设计一、引言在当今数字化时代,LED显示屏已经成为了各种场合中不可或缺的一部分。

然而,传统的固定式LED显示屏在展示内容上存在一定的局限性。

为了突破这一限制,我决定以旋转LED显示屏为主题进行毕业设计。

二、设计目标旋转LED显示屏的设计目标是实现内容的无限循环展示,并且能够根据观众的位置和角度进行自适应调整,以提供更好的观赏体验。

同时,还需要考虑节能和环保的因素,以确保设计的可持续性发展。

三、设计原理旋转LED显示屏的设计原理主要包括三个方面:旋转机构、内容切换和自适应调整。

1. 旋转机构:通过精密的电机和传动装置,使得LED显示屏能够实现平稳旋转,并且能够自由调整旋转速度和方向。

2. 内容切换:利用先进的图像处理算法和高速数据传输技术,实现内容的流畅切换和无缝衔接。

可以通过预设模板或者实时输入的方式来展示各种类型的内容,如图片、视频、文字等。

3. 自适应调整:通过激光或红外线等传感器,实时感知观众的位置和角度,并根据其所处的位置和角度来调整显示屏的内容和角度,以确保观众在任何位置都能够获得最佳的观赏效果。

四、设计过程1. 原型设计:首先,我将进行旋转机构的原型设计和制作。

通过3D建模软件和3D打印技术,我可以快速验证和优化旋转机构的设计,并进行实际测试。

2. 硬件搭建:在完成原型设计后,我将根据设计要求,选购相应的电机、传动装置和传感器,并进行硬件搭建。

同时,还需要设计和制作显示屏的支架和外壳,以确保整个设备的稳定性和安全性。

3. 软件开发:在硬件搭建完成后,我将进行软件开发。

通过编写相应的控制程序和算法,实现内容的切换和自适应调整功能。

同时,还需要考虑用户界面的设计和操作便捷性。

4. 测试和优化:在软件开发完成后,我将进行系统的测试和优化。

通过模拟不同场景和观众位置的情况,验证系统的性能和稳定性,并根据测试结果进行相应的优化和改进。

五、应用前景旋转LED显示屏具有广泛的应用前景。

基于旋转散射片实现激光散斑抑制的理论分析和实验研究

基于旋转散射片实现激光散斑抑制的理论分析和实验研究

D O I :10.3969/j.i s s n .1001-5337.2023.3.054 *收稿日期:2022-06-08基金项目:福建省中青年教师教育科研项目(J A T 201264).作者简介:黄艳,女,1983-,副教授,硕士;研究方向:激光投影显示中散斑抑制;E -m a i l :h u a n g ya n _013@126.c o m.基于旋转散射片实现激光散斑抑制的理论分析和实验研究*黄 艳(漳州职业技术学院电子信息学院,363000,福建省漳州市) 摘要:基于光学信息理论分析法,对激光投影显示成像系统中投影光学系统数值孔径尺寸和随机位相片照明光斑大小对散斑衬比度的影响进行了系统分析.分析表明,当投影系统数值孔径较小时,散斑衬比度影响因素主要由投影光学系统自由度数N D O F 决定,即此时投影系统数值孔径大小的改变对散斑场衬比度的影响较大;当随机位相片在入射光束光斑直径较小时,散斑衬比度取决于物面光自由度K ,此时增大投影系统数值孔径对散斑场衬比度的影响不大.在简化投影系统中,通过系统实验分析了投影镜头孔径大小和位相片上照射光斑大小对散斑抑制的影响.实验结果表明,当投影镜头孔径大小一定时,随着位相片上照射光斑直径的增加,散斑场的衬比度下降率逐渐下降;当位相片入射光斑大小一定时,随着投影系统数值孔径增加散斑衬比度下降率越来越小.实验结果证明了理论分析,位相片出射物面光自由度需要和投影镜头自由度相匹配.该结论可为设计以旋转随机位相片降低激光散斑的投影显示系统提供参考.关键词:激光光学;散斑抑制;信息光学理论;自由度;激光投影;散斑衬比度中图分类号:O 436 文献标识码:A 文章编号:1001-5337(2023)03-0054-050 引 言使用激光光源的投影显示具有体积小㊁重量轻㊁宽色域和更高的能量利用率而备受关注.然而由于激光单色性好,具有较长的相干性,当激光在屏幕上漫射时将引起一种称为散斑噪声的干涉图案,从而降低成像质量,这严重阻碍了激光投影显示的发展,抑制散斑目前成为实现激光投影显示产业化的迫切需要.目前,抑制散斑主要原理都是基于叠加不相关和统计独立散斑图样的散斑抑制原理,在光强的基础上进行时间或空间的平均实现抑制散斑的目的.例如:G e o r g e 和J a i n 以及E l b a u m 等提出用几个不同的波长来照明,降低照明的时间相干性从而达到减弱斑纹的作用[1-2];A r s e n a u l t 和L o w e n t h a l 以及J o ye u x 等提出通过插入单个运动的漫射体,以便在整个光束范围产生无规相位调制,来降低相干光束的空间相干性,从而达到减弱散斑的目的[3-4];插入超声位相调制器,在投影屏幕上就会形成 沸腾 的散斑图样,考虑到人眼的视觉暂留特性,散斑在人眼中得到均匀化,从而达到降低斑纹的目的[5-6];利用激光器发出的相干光会聚进入具有多个不同长度的光纤组成的光纤束,经其调制后光束的相干性降低,从而达到消除散斑的目的[7-8],此外还有采用光反馈效应调节激光;移动孔径光阑;屏幕振动等方法[9-10],或是将以上方法结合起来使用以达到最佳的降低散斑对比度的目的[11].遗憾的是,这些方法的技术评价指标皆是通过激光非投影系统测试所得.在实际激光投影显示系统中,散斑的形成还与投影镜头的参数有关.本文基于信息光学理论分析了激光投影显示成像系统的自由度数问题,并讨论随机位相片在不同尺寸光斑照明条件下和不同投影系统数值孔径条件下对成像图像散斑衬比度的影响.搭建简化的激光投影系统,保留关键的光学器件,通过系统实验研究了投影系统位相片上照明光斑大小与投影系统数值孔径这两个参数对散斑衬比度的影响,为设计投影镜头提供参考方向. 第49卷 第3期2023年7月 曲阜师范大学学报J o u r n a l o f Q u f u N o r m a l U n i v e r s i t yV o l .49 N o .3J u l y 2023 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1旋转散射片对散斑抑制的理论分析匀光扩束后的激光束照射到一旋转位相片上,经激光投影镜头成像于距离z1处的显示屏上,由距离屏幕z2处的成像镜头成像于观察面C C D上.图1使用旋转位相片抑制激光散斑投影成像系统光路简图设激光照射在旋转位相片后出射光场为部分相干光,这里我们求部分相干光经投影系统后在屏幕上的复相干度.设位相片出射平面为O(x(o),y(o)),投影平面为I(x(i),y(i)),投影系统的点扩展函数为h(x(i),y(i);x(o),y(o)),由傅里叶光学理论知其与投影镜头光瞳函数互为傅里叶变换[12],即h(x(i),y(i);x(o),y(o))=F[P(ξ,η)],(1)式中,P(ξ,η)为投影镜头光瞳函数.根据光学本征函数理论,投影系统的点扩展函数的本征方程可表示为∬A s'h(x(i),y(i);x(o),y(o))φn(S W;x(o),y(o)x)d x(o)d y(o)=μnφn(S W;x(i),y(i)),(2)式中A s'为位相片上照明面积,φn(S W;x(i),y(i))是投影系统积分算子的本征函数,μn为对应的本征值,表征系统传递本征态的能力,S W为投影系统的空间带宽积,由系统的结构参数决定.根据光学本征函数理论,点扩展函数可表示为以下正则形式h(x(i),y(i);x(o),y(o))=ðN n=1μnφn(S W;x(i),y(i))φ*n(S W;x(o),y(o)),(3)式中求和上限N为不为零的μn的个数,它说明携带信息从位相片出射面传递到屏幕面上的,波函数φn(S W;x(i),y(i))不是无限多个,其数量由有限个不为零的μn的个数决定.由广义的范西特-泽尼克定理,屏幕上散斑场的归一化振幅相关函数(即复相干度)μ(x(i)1,y(i)1; x(i)2,y(i)2)与投影镜头光曈函数互为傅里叶变换[13],即μ(x(i)1,y(i)1;x(i)2,y(i)2)=F[P(ξ,η)].(4)由式(1)和(4)可知,屏幕上复相干度和投影系统的点扩展函数具有相同的形式,根据本征函数理论,二者具有共同的本征函数,因此,屏幕上复相干度本征方程可写为∬A sμ(x(i)1,y(i)1;x(i)2,y(i)2)φn S W;x(i)1,y(i)1()d x(i)1d y(i)1=I(i)nI0φn(S W;x(i)2,y(i)2),(5)式中A s为屏幕上投影像面积,I(i)n是屏幕上复相干度对应的本征值,I0为屏幕上总光强.屏幕上复相干度亦可写成如式(3)的正则形式,即μ(x(i)1,y(i)1;x(i)2,y(i)2)=ðN n=1I(i)n I0φn(S W;x(i)1,y(i)1)φ*n(S W;x(i)2,y(i)2),(6)其中,求和上限N为屏幕上散射光互相独立的相干模式数(非零本征值I(i)n的个数),意义同式(3)中的N.屏幕上散射光的相干性可以用屏幕上互相独立的相干模式数N的大小来表征,N=1表示相干光. N数量越大,则相干模式数越多,光的相干性越差.从减弱散斑衬比度方面考虑应尽可能的增大互相独立的相干模式数N.设位相片出射面光为部分相干光,有K个独立的相干模式数,则屏幕上散射光的独立相干模式数N可表示为[14]N=K(2N D O F-1)-K(K-1).(7)投影屏幕上散射光的独立相干模式数N再经成像系统传递到C C D探测面时,起作用的个数也是有限的.设探测面上探测到的光波自由度数为M,其依赖于屏幕上散射光的相干模式个数N和探测器系统的传递能力即探测器的参数.由于在实际投影中探测器均为人眼,在观测距离一定情况下,探测性能一定.因此这里我们重点讨论决定屏幕上散射光的独立相干模式个数N的因素.从式(7)可见投影屏幕上的独立相干模式个数N由位相片调制后的出射面上独立相干模式数K和投影光学系统传递能力N D O F共同决定.投影光学系统传递能力N D O F由投影光学系统结构参数决定,称为投影光学系统自由度.(1)当K>N D O F时,由于受到光学系统参量的限制,受到系统制约的I(i)n趋于零,此时投影屏幕上55第3期黄艳:基于旋转散射片实现激光散斑抑制的理论分析和实验研究Copyright©博看网. All Rights Reserved.独立相干模式个数N由投影光学系统自由度N D O F 决定.(2)当K<N D O F时,屏幕上的独立相干模式数N将不受投影光学系统影响,仅由位相片调制后的出射面上的自由度数K决定.从信息光学对成像的物理过程分析,根据广义范西特-泽尼克定理,屏幕上的复相干度是投影系统光瞳面上强度的傅里叶变换,而光瞳面上强度的角分布是位相片出射光场复相干度的傅里叶变换,所以当位相片出射光的相干面积足够大(物面自由度数K少),以致光能无损地通过光瞳时,屏幕上光的相干性与位相片出射光场相同;反之,当位相片出射面上光的相干面积足够小(物面自由度数K足够多),从而导致光瞳对发散光束起衍射限制时(投影系统点扩展函数对光束传输的限制),就会使K> N D O F,导致屏幕上光场的相干面积增大.增大光学系统的数值孔径,意味着系统传递能力增强,增加到一定程度后导致K<N D O F,此时屏幕面上自由度数就仅取决于位相片调制后出射光束的特性.因此,从理论上说,当K>N D O F时,当增大投影光学系统的数值孔径(或减小F数)是降低照射于屏上光场相干性的有效方法.但并非投影系统数值孔径越大越好,经上面分析知,当K>N D O F时,增大投影光学系统的数值孔径(或减小F数)是降低照射于屏上光场相干性的有效方法;但是当K<N D O F时,屏幕上的独立相干模式数N将不受光学系统影响,仅由照明物面自由度数K决定.这意味着投影系统的上限带宽不应超过照明物面的自由度数,即使超过也是无意义的,我们不能企望由此进一步得到更多的相干模式个数而达到减弱散斑的目的.对于投影仪镜头设计而言,数值孔径大的镜头设计和加工难度越大,我们可在保证其自由度能够大于投影物自由度,让物光能无损地通过投影镜头光瞳即可.2实验平台为验证以上散斑抑制理论,搭建简化激光散斑探测实验平台如图2所示.光源采用波长为532n m 半导体泵浦倍频激光器,经扩束镜扩束后照射在电机带动下快速旋转30ʎ发散角的随机位相片上,用于在投影屏幕上产生沸腾的散斑图样,照射在随机位相片上的光斑大小可通过调整扩束镜进行控制,其后放置投影镜头用于收集散射片透射的散射光,并进行投影成像在屏幕上.屏幕采用普通白色A4打印纸,其上的散斑图像由改装后的显微镜头和C C D获取.调整C C D物镜放大倍率为10X,数值孔径0.25,曝光时间1/20s,并调整C C D的光敏面于散斑成像面上.图2激光散斑探测实验装置示意图3结果分析与讨论实验中,首先保持投影光学系统数值孔径不变,即N D O F一定的情况下,调整扩束镜改变位相片上照明光斑大小,即改变物面光自由度数K,调整激光入射光功率使得C C D曝光时间一致,测量不同投影光学系统数值孔径下投影屏幕上的散斑图样.将所记录的散斑图样利用M a t l a b软件转化为灰度图,从灰度图各像素点的灰度级分布来反应原散斑图像的光强分布,再利用散斑衬比度定义式C=σI/I-来计算记录的散斑图样衬比度.光斑直径大小与散斑衬比度之间关系如图3所示,图3中不同曲线代表不同探测距离下的测量结果.图3不同观测距离下,光斑直径d与散斑衬比度C的函数关系从图3可见,当位相片上光斑直径d较小时,位相片出射光场的独立散斑面元数较少,即此时物65曲阜师范大学学报(自然科学版)2023年Copyright©博看网. All Rights Reserved.面自由度数K较小,满足K<N D O F,此时探测到的散斑衬比度由物面光性质决定.随着照射光斑直径增加,物面光自由度数K逐渐增大即独立散斑元越多,此时探测到的散斑场衬比度逐渐减小;然后从图3我们可以看出随着光斑直径d的增加,散斑场衬比度减小趋势越来越小,这是因为当照射在位相片上光斑增大到一定时,位相片出射光场自由度K> N D O F,此时探测到的散斑衬比度由投影光学系统传输能力N D O F决定,因此这是当光斑直径d增加到一定大小后散斑场的衬比度却趋于不变的原因,这很好印证了之前的理论分析.接下来研究保持位相片上照射光斑大小一定的情况下,研究光学系统数值孔径对散斑衬比度的影响.实验中保持位相片上照明光斑直径为1mm,即物面光自由度K一定,改变投影镜头孔径D大小(即改变投影系统自由度N D O F),同样调整入射激光功率,使得C C D曝光时间一致,得到的投影镜头孔径大小D与散斑图样衬比度关系曲线如图4所示.图4不同观测距离下,投影镜头孔径D与散斑衬比度C的函数关系从图4可见,在探测距离一定的情况下,当D较小时,N D O F<K,此时投影系统数值孔径大小的改变对散斑场衬比度的影响较大,即投影系统光曈对发散光束起衍射限制作用,散斑衬比度影响因素主要由投影光学系统N D O F决定;当随着D的增大,此时投影系统自由度N D O F也增大,即系统的传递能力不断增强,当N D O F>K后,以致物面上的光能无损通过投影系统光曈,此时散斑场衬比度主要由物面光自由度K 决定,当投影光学系统投影镜头直径D增大到一定大小后,散斑场衬比度下降率显著下降.4结论基于光学信息理论分析了激光投影显示中可通过调节投影系统光曈孔径D和成像系统光曈孔径P及投影距离z1和观测距离z2来调节散斑衬比度大小.但并非投影系统数值孔径越大越好,增大数值孔径抑制激光散斑仅仅在激光投影系统自由度小于照明物面自由度数情况下才有效,设计投影镜头时应考虑二者的匹配问题.在简化投影系统中,通过系统实验比较了同一投影光学系统数值孔径下,随机位相片入射光斑大小的变化对散斑抑制的影响,以及随机位相片入射光斑大小一定的情况下,投影光学系统数值孔径变化对散斑抑制的影响.实验结果证实了理论分析,这表明在一定条件下增大投影系统数值孔径确实可以减弱成像画面的散斑影响,但随着投影系统数值孔径的增加散斑衬比度下降率越来越小,同时也不利于激光投影系统的小型化.最佳方案是从位相片出射的物面光自由度与投影镜头自由度相匹配,该结论可为以旋转随机位相片降低激光投影成像散斑的系统设计提供参考.参考文献:[1]G E O R G E N,J A I N A.S p e c k l e i n m i c r o s c o p y[J].O p tC o mm u n,1972,6(3):253-257.[2]E L B A UM M,G R E E N B A UM M,K I N G M.A w a v e-l e n g t hd i v e r s i t y t e c h n i q u ef o rr e d u c t i o no fs p e c k l es i z e[J].O p tC o mm u n,1972,5(3):171-174.[3]L OW E N T HA LS,J O Y E U XD,A R E S E N A U L T H.R e-l a t i o nb e t w e e n t h e f i n i t e d i p l a c e m e n t o f am o v i n g d i f f u s-e r,l i t b y l a s e r l i g h t,a n dt h es i g n a l t on o i s er a t i o i nt h e o b s e r v e d i l l u m i n a n c e a t a f i n i t ed i s t a n c eo r i na n i m a g e p l a n e[J].O p tC o mm u n,1970,2(4):184-188.[4]A R E S E N A U L T H,L OW E N T HA L S.P a r t i a lc o h e r-e n c e i nt h ei m a g eo fa no b j e c t i l l u m i n a t e d w i t hl a s e rl i g h tt h r o u g h a m o v i n g d i f f u s e r[J].O p t C o mm u n, 1970,1(9):451-453.[5]WA N GLL,T S C HU D IT,B O E D D I N G HA U S M,e t a l. 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目录
一、实验目的 (2)
二、旋转显示原理分析 (2)
三、旋转显示电路及分析 (4)
四、制作与测试(过程及结果) (7)
1. 电路板的调试 (7)
2. 下载程序的注意事项: (8)
3. 实现旋转显示的效果与实物拍摄 (9)
4. 分析说明 (9)
在开机后出现了许多问题,以下是遇到的问题与解决
方法: (9)
旋转显示装置设计与测试实验
一、实验目的
制作一个旋转 LED 显示屏,使用STC单片机控制侧臂板与平面主板上的旋转的 LED 灯的亮灭和电机的转速;在平面板上动态显示出图案信息;在两侧臂板上循环显示所设定的文字信息;使用遥控器控制装置的开关、转速、切换不同图像信息等。

二、旋转显示原理分析
本旋转显示装置采用无线供电的方式,装置内没有电池供电。

并且本作品是一个由电动机带动主板旋转的LED显示屏,根据视觉暂留原理,可显示行、列可控的字符和图案(平面板可显示32行,侧板显示16列)。

通过逆变振荡电路和整流滤波电路以及两级线圈给主板无线供电。

同时为了使显示更加稳定,设置了电机调速装置,能随时对电机进行调速。

旋转LED显示屏主要由供电装置,驱动装置,LED 显示电路及其控制构成。

装置主要的模块及说明:
电机驱动电路:采用L298N驱动模块控制电机转速。

控制电路:采用控制时钟与STC15F2K08S2单片机控led的循环亮灭,显示动画与文字,控制电机的调速。

无线供电电路:利用电磁耦合原理,用磁线圈对主板进行供电。

利用互补正反馈振荡电路将直流电转化成高频交流信号,通过线圈(线圈内有铁氧体磁芯,提高效率)将交流信号输送到旋转的主电路板上,主电路板上利用5v的稳压二极管,将接收到的交流信号变成5v直流电,通过220uF的电解电容滤波,供给单片机,使单片机能正常工作。

该原理图如下图所示:
重心调节:
这是最困难的一个技术环节。

旋转的重心直接关系到系统的稳定的运行,以及安全性问题。

旋转的重心如果不在转轴上的话,在高速的旋转中,会产生剧烈的抖动,在巨大的离心力下,会使整个系统分解,产生安全隐患。

所以,重心调节是必须解决的问题。

下面介绍重心调节的方法。

(1)首先是电路板的外观设置。

根据物理质心计算方法,可知道,均匀的圆盘的重心就在圆盘的中心。

但是,由于电子器件的封装,重量都是不同的,圆盘电路板的重心是不均匀分布的,比较难调节,故不采用这种方法。

(2)根据杠杆原理,当支点两端的物体的质量与力距乘积相等时,杠杆就处于平衡。

因此我们采用了三块长条方型的电路板结构(侧臂板与平面主板)。

三、旋转显示电路及分析
图一旋转LED开发板侧臂LED灯板
Led 管采用的是共阳极的供电模式,当芯片输出是低电平时led 亮,即芯片不同管脚是低电平时,可以使相应的led亮灭,从而产生文字动画等。

图二(1)
图二(2)
图二(1)、(2)旋转LED无线供电与控制模块原理图。

本装置主要的功能模块部分(电源部分,功放模块,红外接收模块,无线供电模块,红外遥控部分,数据存储与红外数传发射模块,串口通信电路等),都是受到单片机直接或间接的控制。

图三(下图)是控制芯片内部的主要模块及可实现的可控功能的部分电路图(整流滤波稳压,温度检测,红外数传接受,红外过零检测,实时时钟部分,红外数传接收,LED显示驱动接口部分,霍尔元件过零检测部分等)
图三(1)STC旋转LED开发板原理图
图三(2)STC旋转LED开发板原理图
图三(3)STC旋转LED开发板原理图
四、制作与测试(过程及结果)
1.电路板的调试
基板的调试
先将基板上的红外发射二极管跟红外接收头向上掰到与底座基本成90度,使红外发射管跟旋转板上的黑色红外接收管上下对正;
给基板加电(插上USB电源线)此时电机应该正常转动;开机几分钟后,B772功率管发热,此时用手机的摄像头看红外发射二极管应该看到其发亮;拔掉红外遥控器电池的保护片,对着基板上的红外接收头按下红色的电源开关键,关闭电机,再按一次可以再次打开电机;旋转板的调试
1、检查旋转板的焊接有无错误,确认无误后,将旋转板插到电
机轴上,让次级线圈刚好没入初级线圈里;将红外对管上下
对正。

2、旋转板下载好所选择的显示程序,拔下下载线。

然后给已完
成的led旋转显示装置连接电源后,用遥控器开机,此时电
机应该旋转,当电机达到基本稳定后侧面显示的是编辑后的
文本字,而在平面旋转板上显示的是所制作的动画。

2.下载程序的注意事项:
由于单片机型号是STC15F2K08S2,所以:
■单片机内部晶振必须选22.1184MHZ
■先不要插线到旋转板的单片机上,等下载软件的参数设置好后,再点“下载编程”,此时下载器上除了电源指示灯亮起外,发送指示灯也该亮起来。

然后再把下载器的杜邦线插到单片机的下载口上,注意电源正反是否与单片机对应一致,否则可能会导致下载失败,下
载器上的VCC对旋转板的VCC,GND对GND,此时收发两个指示灯交替闪烁表明是正常的,直到程序下载完毕,再拔去下载线,验证实物所显示的效果与设想相同。

直到成功为止。

3.实现旋转显示的效果与实物拍摄
使用遥控器控制该旋转显示装置,显示效果:
实物的平面上显示的是两幅先后不同的动画(先是显示奔跑的小女孩后是翩翩起舞的蝴蝶),侧面显示为所设置的文字()
4.分析说明
在开机后出现了许多问题,以下是遇到的问题与解决方法: 开机后不显示所下载的文字及动画:
在开机模式下用遥控器把电机速度慢慢调到不转,然后用万用表,测旋转板VCC跟GND之间有5V左右的直流电压,则供电基本正常;然后再检查是否打开下载的串口并重新下载程序后多试几遍。

开机后没有完全显示全部文字,一部分文字缺失:先检查所要下载的程序文件是否已经保存,保存后再次下载程序到装置的单片机上。

给装置插上电源,用遥控器打开电机,观察是否完全显示预设定的文字与动画,此次的结果则与设定的内容一致,则文字部分缺失是由于没有在修改文本后再次保存程序文件。

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