基于无线供电技术led旋转屏设计和实现

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1、基于无线供电技术LED旋转屏设计和实现　　【摘要】本文通过无线供电技术实现对旋转主板的供电；通过STC89C52RC单片机实现对LED的控制和显示；通过红外通信实现对显示字符的红外操作；通过电机驱动实现LED的旋转显示。通过对旋转主板和底座主板的设计，实现了LED旋转显示的功能。【关键词】无线供电；单片机；旋转屏一、总体设计方案1.设计思路LED旋转屏包括旋转主板，该旋转主板可以实现LED旋转显示功能，而显示内容可以通过STC89C52RC单片机开发，旋转主板的供电部分可以选择直接用电池给主板供电，可是，电池装在主板上随主板转动，成本高，

2、寿命短，影响转速。本文采用无触点、长寿命的无线供电技术，通过电磁耦合，传递能量。2.总体设计LED旋转屏采用无线供电技术，以STC89C52RC单片机为核心开发实现的，其硬件电路包括：无线供电模块、单片机控制显示模块，红外通信模块，电机驱动模块等四个部分构成。其总体构成如图1所示。5二、硬件电路设计LED旋转屏包括旋转主板和底座主板。旋转主板包括旋转主板自身和两个与之相垂直的显示板，显示板的两侧各安装有16只LED，其中一侧的LED受单片机控制，用于显示内容；另一侧的LED是用于配重，以减小高速转动过程中旋转屏的振动和噪声。LED旋转屏通

3、过同步控制发光二极管（LED）位置和点亮状态来实现图文显示，其可视视角可以从每个方向看到显示屏显示的内容。该设计根据人眼暂留效应，利用直流电机的旋转带动LED高速旋转，会在视觉效果上会产生一个圆柱型的LED显示屏。旋转主板实现LED旋转显示功能，底座主板实现无线输电功能，旋转主板与底座主板之间通过线圈耦合，输送电能。本文采用无线供电技术实现主板的供电；采用STC89C52RC单片机实现LED的控制和显示；采用红外通信模块实现显示字符的红外操作；采用电机驱动模块实现其旋转显示功能。其原理图如图2和图3所示。1.无线供电模块5电磁耦合可以视为

4、使用非放射性的无线能量传输方式来驱动电器，若将两个线圈绕组分开，则成为某种意义上的无线供电。然而，在两个线圈远离的时候，磁力线会严重发散到空气中，效率的明显下降；当两个线圈线圈距离较近时，效率损失较少。因而，本文采用近距离电能的无线传输采用感应式无线电能传输技术。感应式无线电能传输，即，原边线圈与次级线圈在处於同一磁场时，在原边线圈通电将电能转化为磁能，通过感应式的方式将磁能传递给次级线圈并且转化为电能，为负载提供电能。本文利用互补正反馈电路将直流信号转化为高频交流信号，通过线圈将交流信号送到旋转的主板电路上，主板电路上利用5.1V的稳压

5、二极管，将收到的交流信号转化成5.1V直流电源，通过220Uf的电解电容滤波，供给单片机，使单片机正常工作，其原理图如图4所示。2.单片机控制与显示模块LED显示数据采用STC89C52RC的P0，P1口并行的送出。当LED在高速旋转的情况下，会以某个频率在空间的某一点来回出现。所以需要通过定时器中断，让其在对应时刻点亮或熄灭，超过一定的频率时，由于人眼的暂留效应而无法分出LED是否在闪烁；因此可以通过单片机定时器的功能控制其显示的内容。其原理图如图5所示。3.红外通信模块5由于LED旋转屏在高速旋转的情况下不便于进行接线进行显示内容的改

6、变，因而本文选用红外传输数据。可以借助红外感应技术，随时更新工作状态下旋转屏的显示内容。因而，要求LED旋转屏高速旋转的状态下能准确无误地接收到红外数据，即在与显示主板相连的旋转轴的上端有一通孔，在通孔上安装红外接收模块，让红外接收的模块收到的数据直接送给显示主板的89C52RC。其原理图如图6所示。4.电机驱动模块电机主要分成交流电机，直流电机、伺服电机、步进电机等几种。直流电机的控制较为简单，体积较为小巧，因而本文选择直流电机，且选用3-6V供电的长轴电动机，该电动机转动不能太快，否则会产生出现显示时的闪烁感。因而，本电路采用二极管的

7、压降为电动机供电以降低电动机的转速。其原理图如图7所示。三、软件设计LED旋转屏在设计中运用了红外传感器，在电动机的底部安装有红外发射管并将STC89C52RC单片机等一同放入旋转装置中，在装置底部开孔将红外接收管固定并和红外发射管基本处于同一位置，在这样的高速运行的过程中，传感器将每次反射都反馈给单片机，由单片机提取相应文字，通过对单片机的I/O口操作，控制LED亮熄从而可以旋转显示相应的文字。1.主程序流程图如图8所示。2.控制程序说明5（1）当程序开始运行的时候，首先就是要对程序进行初始化，主要作用就是让程序按照我们所设计的初始值去

8、运行。初始化之后，由红外接收器判断是否有数据送入，如果有数据送入就通过红外接收器进行接收，然后将该数据转换为点阵，再存入显示缓冲区，对数据进行校对，如果有数据输入的话那就将数据计数器进行清零。