Информационное табло с бегущей строкой

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный  университет

Приборостроительный факультет

Кафедра радиотехнических систем

 

 

 

 

 

Информационное табло

с бегущей строкой 

 

Курсовой проект

Пояснительная записка

 

 

                                                              

                                                                                               

 

 

 

 

                                                                                                 Руководитель: Гак С.П.

                                                                                   Автор проекта:

  студент группы ПС-441

                                                                                                   Новиков И.В.

 

Работа защищена с  оценкой

_________________

“___”___________2011г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск, 2011г.

                                           Техническое задание

 

     Настоящее техническое  задание (далее по тексту ТЗ) распространяется на устройство "Информационное табло с бегущей строкой" (далее по тексту изделие).

     Изделие должно быть  многоблочным автоматическим устройством,  практически не требующим прогрева  и периодического обслуживания.

     Изделие должно относиться к восстанавливаемым и ремонтируемым.

     Изделие должно обеспечивать  возможность его эксплуатации  на фасадах гражданских сооружений, фасадах конструкций различных  (городских, сельских, дорожных и  т.д.) элементов инфраструктуры, несущих  элементов помещений, неподвижных и передвижных конструкций помещений.

 

 

 

     1.1 Назначение изделия

 

     Изделие должно быть  предназначено для отображения  заранее заданной текстовой информации.

 

 

 

     1.2 Технические требования

 

 

     1.2.1 Характеристики

    

    Функционально изделие должно содержать: устройство отображения, устройство управления и устройство питания. Устройство отображения должно быть выполнено на светодиодах красного цвета, размер светодиодов – не более 30мм. Устройство управления должно обеспечивать работу устройства отображения и взаимодействие с компьютером (ноутбуком). Устройство питания должно обеспечивать вторичное питание устройства отображения и устройства управления.

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.2 Требования к конструкции

     Устройство отображения должно иметь модульную конструкцию с возможностью построения изделий малой и большой конфигурации. Максимальное количество модулей не ограничено, минимальное – один модуль. Конструкция изделия должна, при необходимости, обеспечивать возможность монтажа изделия на круглой и ломаной поверхности. Электрическое соединение модулей кабелями должно осуществляться пайкой или винтовым соединением.

     По принципу действия  изделие не должно являться источником радиопомех.

     Включение/выключение  изделия должно осуществляться подачей/снятием напряжения переменного тока 220В 50Гц на/с шину/ы питания внешним устройством.

     Режим работы изделия  должен быть длительно-непрерывный  без выключения питания в течение  3 лет. Изделие должно выдерживать  режим включения/выключения питания до 10 раз в сутки в течение 3 лет.

     Полный средний срок  службы изделия должен быть  не менее 5 лет.

 

     1.2.3 Схемотехнические  требования

 

     Изделие должно быть  выполнено на современной элементной  базе по современным технологиям  с учетом экономической целесообразности при минимальном электропотреблении.

 

     1.2.4 Требования к интерфейсу

 

     Взаимодействие изделия  с компьютером должно осуществляться  по интерфейсу RS232, с использованием минимального количества сигналов. Максимальная длина кабеля – 30м.

 

     1.2.5 Требования к программному  обеспечению

 

     Изделие должно взаимодействовать  с программным обеспечением  Atmega (программы prgdev.v1.01.exe, reset.exe и stop.exe).

 

     1.2.6 Требования по  устойчивости к внешним воздействиям

 

     1.2.6.1 Номинальные значения климатических факторов для эксплуатации

в рабочем состоянии - по ГОСТ 15150-69 для исполнения УХЛ категории размещения 1.

     1.2.6.2 Номинальные значения климатических факторов для транспортирования - по ГОСТ 15150-69 для исполнения УХЛ категории размещения 2.

     1.2.6.3 Номинальные значения климатических факторов для хранения - по ГОСТ 15150-69 для исполнения У категории размещения 3.

     1.2.6.4 Изделие должно сохранять работоспособность при воздействии на него вибрации с амплитудой 0,1мм при частоте ударов 25Гц.

     1.2.6.5 Изделие должно сохранять работоспособность при воздействии на него индустриальных радиопомех, не превышающих норм, установленных в "Общероссийских нормах допускаемых индустриальных радиопомех" (Нормы 1-72-9-02).

     1.2.6.6 Изделие в транспортной таре должно выдерживать транспортную тряску с ускорением 20 м/с² при частоте ударов от 10 до 100 в минуту или 10000 ударов.

 

     1.2.7 Требования к параметрам  питания

 

     Питание изделия должно осуществляться от сети питания переменного тока 210÷240В 50±5Гц.

 

     1.2.8 Требования к объему  текстовой информации

 

     Максимальный объем  обрабатываемой изделием текстовой  информации должен быть не  менее 2 килобайт.

 

     1.2.9 Требования безопасности

 

     1.2.9.1 По принципу действия изделие не должно являться источником опасных излучений и выделений вредных веществ.

     1.2.9.2 Степень защиты изделия должна соответствовать IP54 по

ГОСТ 14254-96.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Техническое задание……………………………………….2

Введение…………………………………………………….6

Функциональная схема…….…………………………….…7

Принципиальная схема………………………………….…9

Программное обеспечение………………………….……..11

Заключение…………………………………………………18

Список литературы…………………………………………19

         Приложение

Схемы электрические принципиальные

                          Схема электрическая соединений

                          Перечни элементов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   

     Электронные светодиодные технологии активно внедряются в визуальный мир вокруг нас. С их помощью создаются разные виды электронных табло и бегущие информационные строки, которые используются для:

 -рекламирования всевозможных товаров и услуг;

 -отображения полезной информации в автотранспорте, на входных группах, в спортивных, медицинских, учебных и прочих заведениях;

 -вывода точного времени, даты, температуры воздуха, воды, влажности и других атмосферных параметров.

    Светодиодные бегущие строки помогают быстро и доступно отображать большой объем рекламной и другой полезной информации. Даже самая простая бегущая строка может содержать в энергонезависимой памяти несколько десятков тысяч знаков текста.  Программное обеспечение электронных табло постоянно совершенствуется, как и производство бегущей строки, добавляя к их работе массу новых функциональных возможностей и спецэффектов в отображении информации. Так, вы можете выбирать любые варианты движения информации (слева или справа, сверху или снизу, быстро или плавно), разные варианты шторок, появление по точкам или символам. Существует даже возможность загружать свои шрифты и другие эффекты. Управление бегущей строкой осуществляется c помощью компьютера.

     Светодиодная бегущая строка состоит из светодиодов, включающихся по заранее заданному закону и образующих бегущие (как вариант - стоящие на месте) символы. Причем символ на разных типах строк отображаться будет по-разному. Так для размещения на солнечной стороне есть специальный тип «уличных» бегущих строк большого размера – бегущая строка, производство которой ориентируется на высоту светового поля 320мм, дает возможность управлять каждым пикселем по отдельности и получать максимальную яркость строк. Зачем нужна сверхъяркая бегущая строка? Изготовление ее обычно заказывают для размещения на крышах зданий или фасадах, она должна иметь символы больших размеров, хорошо заметные издалека. Каждая точка такого устройства состоит из нескольких светодиодов. Электронное табло «бегущая строка» специально создано для отображения информации вне помещений, поэтому не нуждается в дополнительной герметизации и подогреве и использоваться может при температуре минус 45 - плюс 55 градусов.

 

 

 

 

Функциональная схема

 

   Функциональная схема изделия приведена на рис. 1.

     Блок отображения  отображает информацию в текстовом  виде и имеет многомодульную конструкцию. Минимальное количество модулей – один, максимальное – не ограничено. Каждый модуль содержит 64 светодиода красного цвета, размер светодиодов 30мм. Светодиоды расположены по схеме: 8 строк Х 8 столбцов. Модули отображения соединяются кабелями по последовательной схеме.

 

 

     Блок управления  управляет работой устройства  отображения и имеет распределенную конструкцию: модули регистров блока управления располагаются в каждом модуле блока отображения и входят в их состав. В первом модуле блока отображения дополнительно располагается модуль процессора блока управления, осуществляющий управление модулями регистров блока управления и связь с компьютером по интерфейсу RS232.

     Блок питания  обеспечивает питание блоков отображения и управления и имеет распределенную конструкцию: модули питания располагаются в каждом модуле блока отображения. Первичное питание блока питания осуществляется от сети питания переменного тока 220В 50Гц. Каждый модуль питания формирует вторичные стабилизированные напряжения питания постоянного тока +5В и +15В.

  

   Блок отображения выполняет  следующие функции:

1. Вывод информации посимвольно на светодиодный экран;
2. Выполнение эффекта бегущей строки при помощи сдвига данных на одну позицию влево;
3. Возможность “наращивания” длины информационного табло.

 

 Блок управления выполняет  следующие функции:

1. Вывод информации на блок отображения;
2. Сохранение шрифтов и данных для вывода на экран;
3. Подключение к компьютеру по интерфейсу RS232;
4. Управление регистрами сдвига.

 

 Блок питания выполняет следующие  функции:

1. Обеспечение питанием светодиодное табло;
2. Обеспечение питанием микропроцессора;
3. Обеспечение питанием регистров сдвига.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принципиальная схема

Схема электрическая принципиальная модуля отображения приведена в приложении на чертеже 210304.441.14.12.1.Э3. Схема электрическая принципиальная модуля процессора приведена в приложении на чертеже 210304.441.14.12.2.Э3

 

     4.1 Модуль  отображения

     Первая строка модуля отображения построена на 8 устройствах индикации H1÷H8 и регистре DD1 блока управления. Каждое устройство индикации построено на светодиодном индикаторе (HL1÷HL8), транзисторе (VT1÷VT8) и резисторах R1÷R16. Схемы электрические принципиальные всех восьми строк аналогичны. Таким образом, общее количество элементов одного модуля отображения (включая регистры, но без учета элементов модуля питания) равно: светодиодные индикаторы – 64шт., транзисторы – 64шт., регистры – 8шт., резисторы – 128шт.

     Один светодиодный индикатор включает в себя шесть светодиодов малого размера, включенных последовательно. Ток, протекающий через светодиод, равен 10мА, напряжение на одном малом светодиоде равно 2В. Следовательно, напряжение на шести светодиодах равно 12В. Транзисторы работают в ключевом режиме. Если пренебречь падением напряжения на открытом транзисторе, то, при напряжении питания 15В, сопротивление резисторов R1÷R8, ограничивающих ток через светодиоды, равно 300 Ом. Мощность, рассеиваемая при эксплуатации каждым резистором, равна 30мВт.  Резисторы R9÷R16, ограничивающие максимальный базовый ток транзисторов на уровне 5мА, равны 1кОм, максимальная рассеиваемая мощность 25мВт.

     Каждый  модуль отображения потребляет: по цепи +5В – максимум 120мА, по  цепи +15В – максимум 700мА.

 

     4.2 Блок  управления: регистры, модуль процессора

 

     Регистры DD1÷DD8 входят в состав модуля отображения. На выходе каждого регистра Q7* установлены микросхемы DD9, DD10, каждая из которых содержит 6 буферов без инверсии. С выходов буферов сигналы поступают на следущий модуль отображения. Входные данные последовательно поступают на вход регистра DS. Запись данных в регистр и сдвиг производится сигналом, поступающим на вход ST_CP. Запись данных в выходной буфер регистра производится сигналом, поступающим на вход SH_CP.