[導(dǎo)讀]在平面顯示器,甚至是陰極射線管出現(xiàn)之前,人們在家里觀看電視節(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)的黑白機電式電視機,例如貝爾德電視播放機,這種電視機用尼普科夫圓盤來生成運動圖像。這種早期的播放方式建立了如今人們習以為常的節(jié)目形式,例如綜藝節(jié)目和實況轉(zhuǎn)播。由于尺寸和重量的原因,尼普科夫盤的無法實現(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比)。但是,當一臺機械電視機接收到動態(tài)圖像時,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,簡單卻迷人。所以我在想,怎樣才能以最簡單的方法制作這樣一個可以產(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,人們在家里觀看電視節(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)的黑白機電式電視機,例如貝爾德電視播放機,這種電視機用尼普科夫圓盤來生成運動圖像。這種早期的播放方式建立了如今人們習以為常的節(jié)目形式,例如綜藝節(jié)目和實況轉(zhuǎn)播。由于尺寸和重量的原因,尼普科夫盤的無法實現(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比)。但是,當一臺機械電視機接收到動態(tài)圖像時,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,簡單卻迷人。所以我在想,怎樣才能以最簡單的方法制作這樣一個可以產(chǎn)生高質(zhì)量圖像的顯示器呢?
學生時期,我就對尼普科夫圓盤產(chǎn)生了興趣,我用硬紙片做了一些試驗,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格昂貴的機械工具和材料。我想使用消費級3D打印機,制作一個價格低廉的版本。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。馬達旋轉(zhuǎn)圓盤時,每個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。如果光線與每個孔穿過觀看區(qū)域的時間同步變化,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,因為這是大多數(shù)家用3D打印機可以處理的尺寸。這也決定了電視的分辨率,因為孔的尺寸和確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+打印機制作了測試盤,設(shè)置了32個孔和32條掃描線。顯示器的形狀是一個不規(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、綠光和藍光元件。好的圖像要求亮度和色彩的動態(tài)范圍要寬,這意味著驅(qū)動每個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)計了一個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個印刷電路板堆疊在了一起,這樣一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器就可以驅(qū)動一種LED顏色了(還有一個備用電路,以防我在用元件組裝印刷電路板時出錯)。這樣組合的分辨率就達到了每像素18位。還有3個電位器來調(diào)整每個通道的亮度。
設(shè)備的核心是一個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完整的端口。(用一個字節(jié)的每一位打開或關(guān)閉一個引腳,使得一個端口可以同時對應(yīng)多達8個引腳。)雖然這樣意味著每個通道浪費了2個引腳,但Mega有備用引腳,而且與通過位觸發(fā)單獨對應(yīng)每個引腳相比,對應(yīng)一個端口具有更顯著的速度優(yōu)勢。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。有了這個傳感器,就不用擔心精確控制圓盤的速度了。我使用了一個12伏低噪聲直流XD-3420馬達,這種馬達很容易買到。我在Mega上附加了一些控制元件,包括一個可切換照片和視頻的模式按鈕、一個播放/暫停按鈕,以及一個可以快進到下一個文件的切換按鈕。3D打印的框架安裝在一個木質(zhì)基座上,可容納所有元件。由于我的電視機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,因此我制作了一個可免費下載的轉(zhuǎn)換工具,此外,該項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,按照圓盤的確切轉(zhuǎn)速,以每秒25幀到30幀的速率發(fā)送到顯示器。可以使用開源軟件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,然后就會開始顯示圖像,照片模式下一次顯示一張,視頻模式下會自動推進到下一個圖像。最初嘗試播放電影時,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也許最終會取代機械電視機,但旋轉(zhuǎn)的尼普科夫盤仍然震撼心靈地提示我們:強大可能源于簡單。
作者:Markus Mierse
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LED驅(qū)動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)動電源
在工業(yè)自動化蓬勃發(fā)展的當下,工業(yè)電機作為核心動力設(shè)備,其驅(qū)動電源的性能直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中,反電動勢抑制與過流保護是驅(qū)動電源設(shè)計中至關(guān)重要的兩個環(huán)節(jié),集成化方案的設(shè)計成為提升電機驅(qū)動性能的關(guān)鍵。
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工業(yè)電機
驅(qū)動電源
LED 驅(qū)動電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”,其穩(wěn)定性直接決定了整個照明設(shè)備的使用壽命。然而,在實際應(yīng)用中,LED 驅(qū)動電源易損壞的問題卻十分常見,不僅增加了維護成本,還影響了用戶體驗。要解決這一問題,需從設(shè)計、生...
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驅(qū)動電源
照明系統(tǒng)
散熱
根據(jù)LED驅(qū)動電源的公式,電感內(nèi)電流波動大小和電感值成反比,輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。
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LED
設(shè)計
驅(qū)動電源
電動汽車(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。電動汽車的核心技術(shù)之一是電機驅(qū)動控制系統(tǒng),而絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為電機驅(qū)動系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件,其性能直接影響到電動汽車的動力性能和...
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電動汽車
新能源
驅(qū)動電源
在現(xiàn)代城市建設(shè)中,街道及停車場照明作為基礎(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。隨著科技的進步,高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨特的優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)光源,成為大功率區(qū)域...
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發(fā)光二極管
驅(qū)動電源
LED
在LED照明技術(shù)日益普及的今天,LED驅(qū)動電源的電磁干擾(EMI)問題成為了一個不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會影響LED燈具的正常工作,還可能對周圍電子設(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,整機重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動電源
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LED
驅(qū)動電源
開關(guān)電源
LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動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)動電源
LED驅(qū)動電源在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、長壽命等優(yōu)點,使得LED照明在各個領(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)動電源才能正常工作。本文將介紹常用的LED驅(qū)動電...
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LED驅(qū)動電源
led照明
LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動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)系活動記錄表,就植物照明發(fā)展趨勢、行業(yè)壁壘等問題進行分享。植物照明未來市場需求廣闊崧盛股份指出,植物照明將會走向長期產(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)濟價值。由于LE...
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崧盛股份
驅(qū)動電源
在當今高度發(fā)展的技術(shù)中,電子產(chǎn)品的升級越來越快,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)動電源將電源轉(zhuǎn)換為特定的電壓和電流,以驅(qū)動LED發(fā)光。通常情況下:LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流電(即...
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LED
驅(qū)動電源
高壓直流
人類社會的進步離不開社會上各行各業(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)計者的努力,其實很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成,比如LED電源。
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LED
驅(qū)動電源
低壓直流
隨著科學技術(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?。LED驅(qū)動電源實際上是一種電源,但是它是一種特定的電源,用于驅(qū)動LED發(fā)射帶有電壓或電流的光。 因此,LE...
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LED
驅(qū)動電源
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)動電源的驅(qū)動控制技術(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)動電源
隨著社會的快速發(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)動電源嗎?那么你知道什么是LED驅(qū)動電源嗎?
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LED
開關(guān)電源
驅(qū)動電源
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.達成最終協(xié)議,擬將LED...
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cree
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