Введение 11
1 Общая характеристика элементной базы светодиодного табло 13
1.1 Светодиодный матричный дисплей 13
1.2 Светодиод 15
1.3 Аппаратно-вычислительная платформа Arduino Uno 16
1.4 Характеристики светодиодного матричного дисплея 19
1.5 Сдвиговый регистр 20
2 Средства и методы разработки программного обеспечения 23
2.1 Обоснования выбора среды разработки 23
3 Реализация управления светодиодным матричным дисплеем 27
3.1 Подключение светодиодного табло 28
3.2 Разработка ПО управления светодиодным матричным табло 28
3.3 Разработка интерфейса пользователя 31
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 33
5 Социальная ответственность 44
Заключение 52
Conclusion 53
Список использованных источников 54
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Исходный код ПО Arduino Uno
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Исходный код пользовательского интерфейса
В современном обществе технологии проникли во все сферы деятельности человека, начиная с начального образования и заканчивая изучением новейших технологий. С ростом технологий увеличивается потребность в энергетических ресурсах. Проблема экономии электроэнергии в условиях ограниченности ресурсов и роста их потребления крайне актуальна. Ученые всего мира работают над изобретением новых, более эффективных и технологичных источников света, модернизируют существующие, стараясь достичь наилучших показателей. В последнее десятилетие наблюдается активная популяризация, бурный рост производства и потребления приборов на основе светодиодных ламп [1]. Одним из устройств, построенных на светодиодах, является светодиодное табло.
Светодиодные табло быстро вошли в повседневную жизнь человека. В первую очередь, благодаря коммерческому использованию. Сегодня на рынке большинство предпринимателей заинтересованы в применении инновационных способов продвижения товаров и услуг. Одним из таких современных рекламных методов является использование светодиодного экрана. Привлекательность экрана, работающего на светодиодных элементах трудно переоценить, так как при минимальном потреблении электроэнергии, мощность конструкции в несколько раз превосходит ламповые аналоги. Также, светодиодное табло нашли применение во многих других отраслях жизнедеятельности людей:
• промышленные предприятия (оповещение рабочего персонала);
• учреждения здравоохранения: демонстрация информации и предупреждений от МЧС, состава и загрязненности воздуха, величины радиационного фона, различной информации об учреждении (часы приема врачей, стоимость услуг, новости), информации от администрации района;
• школы: демонстрация информации и предупреждений от МЧС, состава и загрязненности воздуха, величины радиационного фона, различной информации об учреждении (школьные новости, изменения в расписании занятий, информация для родителей;
• производственные фирмы;
• транспортная отрасль: визуализация расписания транспорта.
В отличие от других технологий, светодиодные дисплеи обладают следующими преимуществами:
• высокая яркость;
• возможность сборки дисплея больших размеров;
• произвольное соотношение высота/ширина;
• возможность уличного круглогодичного использования;
• высокая ремонтопригодность (поломка части дисплея не ведёт к его неработоспособности в целом);
• отсутствие ультрафиолетового излучения;
• отсутствие токсичных материалов в конструкции.
Однако им также присущи и некоторые недостатки, к которым можно отнести:
• большой размер зерна у дисплея;
• низкое разрешение дисплея;
• большой вес;
• сложность самостоятельной сборки;
• высокая стоимость [2].
Таким образом, светодиодные табло являются современными инструментами оповещения населения и визуализации информации, которые могут быть использованы в различных областях и сферах жизнедеятельности человека.
В данной работе выявлены преимущества и недостатки существующих технологий светодиодных матричных табло. Спроектировано светодиодное матричное табло на базе контроллера Arduino Uno и монохромного светодиодного матричного дисплея. Также реализован алгоритм его управления на основе программного обеспечения и разработанных библиотек шрифтов, написанных на языке C++ в программной среде Visual Studio. Разработанное программное обеспечение отлажено, загружено в контроллер и корректно функционирует наряду с разработанным пользовательским графическим интерфейсом. Значимость данной работы заключается в том, что спроектированное светодиодное табло является законченным продуктом и может решать широкий спектр задач в области визуализации информации (различные предприятия и производственные фирмы, транспортная отрасль, учреждения здравоохранения, службы МЧС, образовательные учреждения).
