[導(dǎo)讀]在平面顯示器,甚至是陰極射線管出現(xiàn)之前,人們?cè)诩依镉^看電視節(jié)目要靠尼普科夫圓盤。90年前,在英國和德國等地,廣播公司將節(jié)目傳送到商業(yè)化生產(chǎn)的黑白機(jī)電式電視機(jī),例如貝爾德電視播放機(jī),這種電視機(jī)用尼普科夫圓盤來生成運(yùn)動(dòng)圖像。這種早期的播放方式建立了如今人們習(xí)以為常的節(jié)目形式,例如綜藝節(jié)目和實(shí)況轉(zhuǎn)播。由于尺寸和重量的原因,尼普科夫盤的無法實(shí)現(xiàn)擁有超過20條掃描線的顯示器(這與擁有數(shù)千條掃描線的現(xiàn)代顯示器形成了鮮明的對(duì)比)。但是,當(dāng)一臺(tái)機(jī)械電視機(jī)接收到動(dòng)態(tài)圖像時(shí),卻是可以觀看的,這非常令人驚奇。尼普科夫電視沒有高電壓或復(fù)雜的矩陣,簡(jiǎn)單卻迷人。所以我在想,怎樣才能以最簡(jiǎn)單的方法制作這樣一個(gè)可以產(chǎn)生高質(zhì)量圖像的顯示器呢?
最古老的電視顯示器玩出新花樣。
在平面顯示器,甚至是陰極射線管出現(xiàn)之前,人們?cè)诩依镉^看電視節(jié)目要靠尼普科夫圓盤。90年前,在英國和德國等地,廣播公司將節(jié)目傳送到商業(yè)化生產(chǎn)的黑白機(jī)電式電視機(jī),例如貝爾德電視播放機(jī),這種電視機(jī)用尼普科夫圓盤來生成運(yùn)動(dòng)圖像。這種早期的播放方式建立了如今人們習(xí)以為常的節(jié)目形式,例如綜藝節(jié)目和實(shí)況轉(zhuǎn)播。由于尺寸和重量的原因,尼普科夫盤的無法實(shí)現(xiàn)擁有超過20條掃描線的顯示器(這與擁有數(shù)千條掃描線的現(xiàn)代顯示器形成了鮮明的對(duì)比)。但是,當(dāng)一臺(tái)機(jī)械電視機(jī)接收到動(dòng)態(tài)圖像時(shí),卻是可以觀看的,這非常令人驚奇。尼普科夫電視沒有高電壓或復(fù)雜的矩陣,簡(jiǎn)單卻迷人。所以我在想,怎樣才能以最簡(jiǎn)單的方法制作這樣一個(gè)可以產(chǎn)生高質(zhì)量圖像的顯示器呢?
學(xué)生時(shí)期,我就對(duì)尼普科夫圓盤產(chǎn)生了興趣,我用硬紙片做了一些試驗(yàn),但沒有任何的效果。近幾年,我看到有些人在制作現(xiàn)代尼普科夫顯示器,甚至還有彩色的,但這些都需要使用價(jià)格昂貴的機(jī)械工具和材料。我想使用消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī),制作一個(gè)價(jià)格低廉的版本。尼普科夫圓盤的秘密在于其中排成螺旋狀的孔。圓盤后的光源照亮一小塊區(qū)域。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)圓盤時(shí),每個(gè)孔依次通過被照亮的區(qū)域,形成一系列(略微彎曲的)掃描線。如果光線與每個(gè)孔穿過觀看區(qū)域的時(shí)間同步變化,就可以形成一幀顯示圖像。我要做的第一件事是制作圓盤。我選擇了制作直徑為20厘米的圓盤,因?yàn)檫@是大多數(shù)家用3D打印機(jī)可以處理的尺寸。這也決定了電視的分辨率,因?yàn)榭椎某叽绾痛_切形狀及其位置存在限制。我編寫了軟件,借助該軟件,用Prusa i3 MK3S+打印機(jī)制作了測(cè)試盤,設(shè)置了32個(gè)孔和32條掃描線。顯示器的形狀是一個(gè)不規(guī)則四邊形,寬21.5毫米,一端高13.5毫米,一端高18毫米。打印帶孔圓盤而不是在圓盤上鉆孔有一個(gè)意想不到的好處,那就是我可以制作方形孔,方形孔能比圓孔生成更清晰的圖像。
作為光源,我選擇的LED模塊在散光器后有紅光、綠光和藍(lán)光元件。好的圖像要求亮度和色彩的動(dòng)態(tài)范圍要寬,這意味著驅(qū)動(dòng)每個(gè)元件所需的功率和精度要比微控制器通常能直接提供的功率和精度更高。我設(shè)計(jì)了一個(gè)6位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路,并定制了各帶2套電路的印刷電路板。我將2個(gè)印刷電路板堆疊在了一起,這樣一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器就可以驅(qū)動(dòng)一種LED顏色了(還有一個(gè)備用電路,以防我在用元件組裝印刷電路板時(shí)出錯(cuò))。這樣組合的分辨率就達(dá)到了每像素18位。還有3個(gè)電位器來調(diào)整每個(gè)通道的亮度。
設(shè)備的核心是一個(gè)Arduino Mega微控制器。Mega有足夠的內(nèi)存來容納屏幕幀,有足夠的輸入/輸出引腳為每種顏色分配一個(gè)完整的端口。(用一個(gè)字節(jié)的每一位打開或關(guān)閉一個(gè)引腳,使得一個(gè)端口可以同時(shí)對(duì)應(yīng)多達(dá)8個(gè)引腳。)雖然這樣意味著每個(gè)通道浪費(fèi)了2個(gè)引腳,但Mega有備用引腳,而且與通過位觸發(fā)單獨(dú)對(duì)應(yīng)每個(gè)引腳相比,對(duì)應(yīng)一個(gè)端口具有更顯著的速度優(yōu)勢(shì)。使用紅外傳感器,Mega可將其輸出與圓盤的旋轉(zhuǎn)同步,通過粘貼在圓盤后面的反光帶來觸發(fā)紅外傳感器。有了這個(gè)傳感器,就不用擔(dān)心精確控制圓盤的速度了。我使用了一個(gè)12伏低噪聲直流XD-3420馬達(dá),這種馬達(dá)很容易買到。我在Mega上附加了一些控制元件,包括一個(gè)可切換照片和視頻的模式按鈕、一個(gè)播放/暫停按鈕,以及一個(gè)可以快進(jìn)到下一個(gè)文件的切換按鈕。3D打印的框架安裝在一個(gè)木質(zhì)基座上,可容納所有元件。由于我的電視機(jī)采用的是每通道每像素6位,而非大多數(shù)現(xiàn)代圖像格式的8位,因此我制作了一個(gè)可免費(fèi)下載的轉(zhuǎn)換工具,此外,該項(xiàng)目的其他所有支持文件也支持下載,下載地址為Hackster.io。視頻可視為靜止圖像的集合,按照?qǐng)A盤的確切轉(zhuǎn)速,以每秒25幀到30幀的速率發(fā)送到顯示器??梢允褂瞄_源軟件VirtualDub將視頻轉(zhuǎn)換為可用的圖像集合,然后將轉(zhuǎn)換結(jié)果傳遞給轉(zhuǎn)換器。電影和圖像存儲(chǔ)在一張SD卡上,并通過相應(yīng)的串行外設(shè)接口(SPI)連接,使用SD模塊讀取到Mega的內(nèi)存中。電視只需掃描頂層目錄,然后就會(huì)開始顯示圖像,照片模式下一次顯示一張,視頻模式下會(huì)自動(dòng)推進(jìn)到下一個(gè)圖像。最初嘗試播放電影時(shí),由于掉幀,出現(xiàn)了明顯的卡頓。我發(fā)現(xiàn)這是Arduino SD庫的原因,它的數(shù)據(jù)傳輸速率只有每秒25千字節(jié)左右,而在每秒25幀的速率下,顯示器要以每秒75千字節(jié)的速度獲取數(shù)據(jù)。于是我轉(zhuǎn)而使用經(jīng)過優(yōu)化的SdFat庫,解決了這個(gè)問題,SdFat庫的讀取速度很快。最終制成的顯示器很小巧,很適合放在桌面或架子上,而且圖像穩(wěn)定、明亮、色彩豐富,幀速率足以播放大多數(shù)視頻。雖然全電子化的電視機(jī)也許最終會(huì)取代機(jī)械電視機(jī),但旋轉(zhuǎn)的尼普科夫盤仍然震撼心靈地提示我們:強(qiáng)大可能源于簡(jiǎn)單。
作者:Markus Mierse
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LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動(dòng)電源
在工業(yè)自動(dòng)化蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,工業(yè)電機(jī)作為核心動(dòng)力設(shè)備,其驅(qū)動(dòng)電源的性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中,反電動(dòng)勢(shì)抑制與過流保護(hù)是驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的兩個(gè)環(huán)節(jié),集成化方案的設(shè)計(jì)成為提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能的關(guān)鍵。
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工業(yè)電機(jī)
驅(qū)動(dòng)電源
LED 驅(qū)動(dòng)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”,其穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)照明設(shè)備的使用壽命。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,LED 驅(qū)動(dòng)電源易損壞的問題卻十分常見,不僅增加了維護(hù)成本,還影響了用戶體驗(yàn)。要解決這一問題,需從設(shè)計(jì)、生...
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驅(qū)動(dòng)電源
照明系統(tǒng)
散熱
電動(dòng)汽車(EV)作為新能源汽車的重要代表,正逐漸成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),而絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件,其性能直接影響到電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能和...
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電動(dòng)汽車
新能源
驅(qū)動(dòng)電源
在現(xiàn)代城市建設(shè)中,街道及停車場(chǎng)照明作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市的公共安全、居民生活質(zhì)量和能源利用效率。隨著科技的進(jìn)步,高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)光源,成為大功率區(qū)域...
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發(fā)光二極管
驅(qū)動(dòng)電源
LED
在LED照明技術(shù)日益普及的今天,LED驅(qū)動(dòng)電源的電磁干擾(EMI)問題成為了一個(gè)不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會(huì)影響LED燈具的正常工作,還可能對(duì)周圍電子設(shè)備造成不利影響,甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此,采取有效的硬件措施來解決L...
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LED照明技術(shù)
電磁干擾
驅(qū)動(dòng)電源
開關(guān)電源具有效率高的特性,而且開關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機(jī)重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動(dòng)電源
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
開關(guān)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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LED
隧道燈
驅(qū)動(dòng)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源在LED照明系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),使得LED照明在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而,LED的電流、電壓特性需要特定的驅(qū)動(dòng)電源才能正常工作。本文將介紹常用的LED驅(qū)動(dòng)電...
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LED驅(qū)動(dòng)電源
led照明
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
高壓工頻交流
崧盛股份9日發(fā)布投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表,就植物照明發(fā)展趨勢(shì)、行業(yè)壁壘等問題進(jìn)行分享。植物照明未來市場(chǎng)需求廣闊崧盛股份指出,植物照明將會(huì)走向長(zhǎng)期產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。主要原因有三:第一,LED植物照明賦能終端種植更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于LE...
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崧盛股份
驅(qū)動(dòng)電源
在當(dāng)今高度發(fā)展的技術(shù)中,電子產(chǎn)品的升級(jí)越來越快,LED燈技術(shù)也在不斷發(fā)展,這使我們的城市變得豐富多彩。 LED驅(qū)動(dòng)電源將電源轉(zhuǎn)換為特定的電壓和電流,以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流電(即...
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驅(qū)動(dòng)電源
高壓直流
人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力,各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力,其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成,比如LED電源。
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
低壓直流
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,LED技術(shù)也在不斷發(fā)展,為我們的生活帶來各種便利,為我們提供各種各樣生活信息,造福著我們?nèi)祟悺ED驅(qū)動(dòng)電源實(shí)際上是一種電源,但是它是一種特定的電源,用于驅(qū)動(dòng)LED發(fā)射帶有電壓或電流的光。 因此,LE...
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
電流
LED燈作為一種新型節(jié)能和無污染光源,由于其特有的發(fā)光照明特性,在現(xiàn)代照明應(yīng)用中發(fā)揮著革命性的作用。作為 LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈中最為核心的部件之一,LED 驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)所存在的可靠性低、成本高等典型問題一直制約著...
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多路
LED
驅(qū)動(dòng)電源
隨著社會(huì)的快速發(fā)展,LED技術(shù)也在飛速發(fā)展,為我們的城市的燈光煥發(fā)光彩,讓我們的生活越來越有趣,那么你知道LED需要LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?那么你知道什么是LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?
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LED
開關(guān)電源
驅(qū)動(dòng)電源
早前有新聞稱,Cree在2018年開始宣布轉(zhuǎn)型高科技半導(dǎo)體領(lǐng)域,并一邊逐漸脫離照明與LED相關(guān)業(yè)務(wù),一邊持續(xù)投資半導(dǎo)體。在今日,Cree宣布與SMART Global Holdings, Inc.達(dá)成最終協(xié)議,擬將LED...
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