大型LED顯示器掃描機構之設計與製作

Abstract

對一個半室外型的全彩LED顯示器，由於其高亮度的LED相當的昂貴，為了減少製造的成本，所以希望能減少LED的用量。而其方法就是利用人類視覺暫留的原理，以機械方式做一維空間的掃描，使少數排之條狀LED陣列表現整體畫面的影像。 由此可知，主要的關鍵問題在於此半電子半機械混合掃描機構是否可以穩定的提供一個往復的週期運動，而在此快速運動下，電力與訊號是否可以順利的導入LED模組上。故本論文的目的就是希望能設計出一個掃描機構，且能正確的輸電，並能穩定的顯示畫面，以達到製造成本大量降低的好處。所採用的方法為： 1.平面旋轉式：利用馬達帶動皮帶和皮帶輪組使其做旋轉式的掃描。 2.往復掃描式：包括有振動往復式與crank-slider 往復式，使其做來回的往復式運動。

For a half-outdoor full color LED display, because it is very expinsive for the high illumination LED, we hope to reduce the LED quantity for reducing the cost for manufacturing. The method is using the theorem of people’s halting vision and that making one dimension scanning by mechanism is to make fewer LED of column to perform a complete image. Thus it can be seen, the key point is that if the scanning mechanism of half electric and half mechanism can been provided a reciprocation of a cycle stably, and when it is moving so quickly, the power and signal can been transport to LED module successfully. Thus, the purpose of this paper is to design a practicable scanning mechanism and transport the power and signal successfully for reducing manufacturing cost. We use the method : 1.Rotating with flat surface : driving conveyer and pulley by motor is to make them scanning with rotating. 2.Scanning with reciprocation : including vibrating with reciprocate and reciprocate with crank-slider, we use the to reciprocate. 英文摘要……………………………………………………………………..ii 誌謝…………………………………………………………………………iii 目錄………………………………………………………………………….iv 表目錄……………………………………………………………………….vi 圖目錄……………………… ………………………………………...…vii. 第一章 緒論……………………………………………..………………1 1.1 研究背景…………………………………..……….1 1.2 研究動機與目的……………………………………………………...2 1.3 論文架構……………………………………………………………...3 第二章 發光二極體的簡介…………………………………………4 2.1 發光二極體的發光機構…………………………………...4 2.2 發光二極體的材料與種類…………………………………………...7 2.3 發光二極體的規格簡述…………………………………………….10 2.4 總結………………………………………………………………….12 第三章 LED掃描顯示器的機構設計-旋轉式…….…………13 3.1 設計原理……………………………………………………….13 3.2 平面旋轉式的機構設計…………………………………………….15 3.3 平面旋轉式的顯示機構分析……………………………………….21 3.4 總結………………………………………………………………….24 第四章 LED掃描顯示器的機構設計-往復式…………….…26 4.1 往復掃描的行程參數定義………………………………………….26 4.2 振動往復式的機構設計…………………………………………….29 4.3 振動往復式的顯示機構分析……………………………………….30 4.4 crank-slider往復式的機構設計…………………………………….33 4.5 crank-slider往復式的顯示機構分析……………………………….34 4.5.1 掃描機構運動方程式的原理………………………………..34 4.5.2 顯示機構分析………………………………………………..36 4.5.2.1 轉速分析………………………………………………37 4.5.2.2 機構分析(1)-漣波分析………………………………..37 4.5.2.3 機構分析(2)-運動及動力分析………………………..45 4.6 往復式的位置感測機構分析………………………………………48 4.7 總結…………………………………………………………………51 第五章 實驗驗證……………….…………………………………….53 5.1 掃描機構的建立…………………………………………….53 5.2 實驗結果…………………………………………………………….58 5.3 總結……………………………………………….……………….63 第六章 結論……………………………………………………………64 參考文獻………………………………………………………………………68 附錄一…………………………………………………………………………69