Электронное табло, бегущая строка. Почему собирать самому - это сплошной ужас

Эта статья предназначена для тех, кто хочет узнать, как же электронное табло работает "изнутри". Если понятие о том, как луч света и электричество двигается по лампочках, видеопамяти и прочему, тогда можно листать в самый конец, а для остальных будет интересно почитать все от "А" до "Я".

 

Почему эта информация появилась в свободном доступе? То, что раньше было диковинным и чудным, при том всем сложно производимым сегодня стало обыденным, часто используемым и в том числе легко производимым. Но если Вы сами научитесь делать бегущую строку, тогда зачем покупать ее где-то? Во-первых, экономия времени, во-вторых, технологии, которые используются в промышленных светодиодных табло и бегущих строках куда выше, нежели то, что производится народными умельцами. Да и еще добавляется дороговизна производство такого чуда своими руками. Вы ведь когда-то пытались сделать пульт и у кого-то даже получалось, но вид, этот пульт приобретал довольно-таки страшный. Как говорится, лучше купить, чем самому мучиться. Однако говоря, смысле образования описанная ниже информация будет все таки полезной.

 

Ниже будут описаны приемы и модули что применяются в табло старых схем по принципу с нуля и до готового устройства. Статья основана на старых технологиях и не является стимулом к разработке такого устройства. Скорее как показатель, чтобы пользоваться современными экземплярами, покупая у их производителей.

 

Как же зажигаются лампочки в бегущих строках и электронных табло?

 

Первые вопросы, которые должен поставить уважающий себя инженер: "Какое количество контактов потребуется? Как же они все между собой подключены?" Почему же так надо ставить вопросы? Действительно, используя простую схему соединения, когда используемая светодиодная соединена напрямую к микросхеме, тогда число используемых контактов будет намного выше. В таком случае, для сокращения количества контактов используется матричная схема подключения, которая позволит уменьшить число контактов, что управляют в несколько раз!

Сама система подключения светодиодов в электронном табло является простой. Лишь надо представить себе, ряд светодиодов, у которых в каждом ряду имеется общий контакт и соответственно в каждой строчке аналогично. Как всеми этим светодиодами управлять, спросите? Один столбец подключается к плюсу, а нужный ряд к минусу и соответственно загорается в "точке соприкосновения" соответствующий диод. Правда существует нюанс, что схемы подключения в светодиодных табло используются как строковые и рядовые, так и диагональные. Если используются рядовые и строковые схемы подключения, тогда все ясно, но если диагональные, тогда подключать куда сложнее такие светодиоды.

 

Если все так сложно, тогда как же сделать, чтобы можно было выполнить надпись на светодиодном табло? Почти никак. Светодиоды всегда мерцают и переключаются, но делают это с такой скоростью, что человеческий глаз видит будто лампочки все время светятся. Здорово, не так ли?

 

Схема управления светодиодной матрицей.

 

Как было ранее описано, необходимо подавать на требуемые лампочки ток, в режиме очень быстрого мигания, что позволит выбить текст. Управление табло можно выполнить на любых транзисторах, которые могут дать требуемый ток в расчете максимального тока, потребляемый рабочими светодиодами в строчке вместе.

 

Для управления матричными столбцами, зачастую применяются сдвиговые регистры. Главной их задачей является замена управления параллельное подключение на последовательное. Количество всевозможных столбцов необходимо сделать достаточно большим(от 256 до 512), чтобы реализовать полностью функцию светодиодного табло. Почти никакой микроконтроллер не способен управлять таким количеством столбцов самостоятельно, чтобы выполнять всю эту функцию напрямую.

Сдвиговые регистры, коими являются специальные цифровые схемы, которые выполняют свою рабочую функцию совместно с микроконтроллером, а он в свою очередь создает для них такт, что соответствует его входу. Каждый тактовый цикл МК записывает в память сдвигового регистра единицу или же ноль. НА следующий рабочий такт он переходит к следующей ячейке и так с каждым разом все глубже и глубже в регистр.

 

В действительности при производстве бегущей строки используют не обыкновенные сдвиговые регистры, а по факту немного модифицированы. В них включена специальная функция, которая отвечает за:

1. Управление яркостью используемых светодиодов;

2. Подача информационного потока на выход.

 

Даже после прочтения этой информации не каждый начинающий инженер сможет сделать, но те любители, которые любят собирать и мучатся, дочитают до конца. Так как информация, которая была изложена - рассказывает только о том, как происходит процесс управления всеми рабочими рядами и строчками. Дальше интереснее.

 

Что такое Видеопамять.

С учетом того, что у нас уже при минимуме знаний получится управлять матрицей, заставить включатся-выключатся светодиоды, то теперь уже надо все таки узнать, какие лампочки необходимо включать, чтобы они горели, а какие - нет. Для чего? Чтобы на светодиодном табло начали гореть знакомые всем нам буквы или цифры.

В используемых электрических устройствах обычно происходит разделение между контроллерами, которые в одной части ответственны за отображение информации и ее механизм, а другие за просчитывание объема, который надо отображать. В вышеупомянутом случае, когда используется специальный сдвиговый регистр для закачивания в него данных и просчетом использования видеопамяти занимается всем этим микроконтроллер. Руководясь его инструкциями, по таймеру в микросекундах происходит полное управление всем табло. Видеопамять же, которая руководится микропроцессором должна содержать информацию для отображения.

 

Шрифты в электронных табло.

В интернете есть много разных сайтов, в которых говорится про использование кириллического текста в старых EGA адаптерах, где используется двоичный код, и имеет примерно следующую форму: {0x7E,0x81,0xA5,0x81,0xBD,0x99,0x81,0x7E}. Именно так описываются символы, где для каждой буквы зарезервировано 8 х 8 пикселей пространства. Информацию с каждым кодом можно найти в интернете. Собрав необходимый текст, можно ввести их в видеопамять и она будет отображать уже его на табло. Результат соответственно - отображение статического текста.

 

Бегающий текст.

Получив статический текст появляется желание его двигать, чтобы он стал более динамичным. Для этого по логике необходимо точку с которой начинается вырисовывание изображения подвинуть в сторону, и уже с этого места начать вырисовывать необходимый текст/изображение. Используя старые микроконтроллеры, нельзя получить плавно двигающийся текст ввиду того, что они не способны просчитывать с огромной скоростью видеопамять, а на современные придется потратить куда больше денег, что увеличит стоимость такого табло. В результате применения старого микроконтроллера, изображение будет прыгать с каждым началом нового цикла отображения. В худшем варианте вся матрица светодиодного табло начинает мерцать.

 

К всему вышеописанному для отображения текста потребуется настроить подключение электронного табло к видео карте компьютера, подобрав разъем и установив комплекс специальных программ, которые умеют общаться между табло и ПК. Мучительное создание такого девайса занимает много времени. Кроме этого потребуется большое число денежных вложений, ввиду того, что розничная закупка всех деталей, из которых состоит такое светодиодное табло обойдется выше, нежели оптовые закупки, которые делают большие компании-производители. Так же, для того, чтобы все это лепить вместе, потребуется дополнительно иметь инженерное образование, без которого даже нарисовать плату не получится.


Подведем итог. Сделать свою бегущую строку или просто электронное табло можно, но не факт, что у Вас это сделать получится. Купите, сэкономите время и деньги.