完整版旋转LED显示器说明

旋转LED显示器的说明

石家庄市第二外国语学校九年级9班王子璇

一、功能说明：

嵌在粉盒子上的东西叫做旋转LED显示器。当接通电源，它便开始自动旋转，顶面会动态显示时钟或数字时间，侧面可滚动显示汉字古诗或图案。红外遥控，可实现画面转换和调时功能。

二、制作原理：

物体在快速运动时，当人看到的影像消失后，人眼仍能保留其影像，约0.1s，这种现象称为视觉暂留。旋转LED就是利用这种原理，现以旋转时钟画面为例进行说明：假设12点的刻度为0°，则每个时针之间的角度为30°，于是当一整列发光二级管每旋转30°，就点亮一瞬间，以呈现出时间刻度。如果在小于0.1s 内，这列LED能转完一圈，人眼就会误认为先后产生的12个刻度是同一时间显示出来的。电机带动板子高速旋转，控制器（单片机）控制相应的LED点亮或者熄灭，并在0.1s内对LED扫描完一圈，重复执行这样的扫描，人的眼睛看上去就形成了一副完整的时钟画面。

供电模块选用无线供电，因为电路板要转动动起来，采用有线供电会导致缠绕和磨损问题，所以利用电磁感应原理，电场变化可以产生磁场，磁场变化也可以产生电场用转轴外围的两个线圈感应产生电压。

三、制作过程：

1.从玩具四驱车或者旧软驱中拆下得到一个直流电机，供电路板转动；

2.设计硬件电路和软件方案；

3.制作PCB电路板，特别注意：板子长度、配重（旋转平衡）、供电接口（无线供电与旋转板子的衔接）、LED间距（显示画面的质量）；

4.将设计好的电路板打印出来，再转印到覆铜板上，经过腐蚀等一系列工艺得到电路板，打孔之后焊接元件。

5.将写好的程序写进控制器芯片。

6.安装，测试。

四、故障调试：

1.无线供电不能正常给单片机供电，检查电路板后，调整整流二极管，问题解决。

2.起初红外遥控接收不能工作，检查发现，红外接收二极管为光敏二极管，工作时应加反向电压。

3.板子旋转后不能带动所有LED亮灭，经过对板子反复测量调试，确定为限流电阻太小，导致功率过大，更换电阻后，可显示画面。

五、结构功能：

1.单片机负责数据处理并控制LED的显示；

2.红外接收模块负责处理红外遥控器发出的调时信号和识别旋转的起始位置；

3.时钟模块和电池负责记录时间数据；

4.无线供电模块为整个板子供电；

5.LED模块用于显示；直流电机带动板子旋转

六、观察与思考

仔细观察，我们发现用于显示的元件只有侧面和顶面的两列小白灯（白底透明的小方粒，叫做LED灯）。那么为啥一列LED灯在这里竟然能像一个平面一样，同时显示这么多字呢？你肯定感觉到了，因为它在快速转动！这里用到了一个小知识叫做视觉暂留，光照入眼睛的视网膜所产生的景象，在光停止作用后，仍会保留一段时间，大概是0.14秒。这在生活中也很常见，比如你快速摇一摇自己的手指头，是不是发现两边都能看到指头呢？这就是它的显示原理。转动过程中的具体设计，以侧面为例，横向上，一个转动周期内LED灯在需要显示的地方分别亮一下，周而复始，一个灯便有了多个亮点；纵向上多个横向点不同的排列合到一起就显示出了汉字及图像。

既然如此，那么究竟是谁在背后神秘地操纵小灯的亮灭呢？请你俯视，有没有看到一个四周有密密麻麻针脚的扁平小黑块，对头，就是这个东西在控制，俗称微电脑控制器（学名单片机），你可以给它输入自己的意志哦。

现在，请你思考它是从哪里得来的电源呢？如果用导线连接供电，那么这么多次的转动岂不是要把自己拧成麻花了嘛！仔细看看，转板上有个纽扣电池，猜是它？不过，那个小电池是经不住控制器和那么多小灯的消耗的，它其实是为了在断电之后维持时钟不停止。既然不能用导线，又不是电池，到底是怎么个一回事。告诉你，其实是无线供电。先别惊讶，你一定玩过吸铁石，不接触也可以吸引和排斥，说起来无线供电道理也一样的。你们知道电磁感应吗，靠近去观察转轴，看到一个黄色和线圈和红色的线圈，黄色的固定连接着插头供给的电源，红色的随转板转动，红色线圈在黄色线圈产生的磁场中运动，就产生了电压。七、知识与创新关键词

视觉暂留微电脑控制器(单片机) 无线供电

希望这个小的科技创新作品能给你带来对于科学知识的兴趣。