LED电子广告牌设计科研训练报告.doc

科研训练 LED电子广告牌设计及实现 班级： 学号： 姓名： 报告日期： 1. 科研训练选题 在本次科研训练中我所选的训练题目是从指导老师提供的题目中算选的，LED电子广告牌设计及实现。众所周知，广告在我们的身边可谓是无处不在，我们可以在任何地方见到任何形式的广告形式。但LED电子广告牌为什么可以在广告传媒中占据重要的一席之地，离不开它自身的特点，1.醒目性。我们人眼总是对在视野中最亮的事物先关注，而LED本身就是一个发光体，即便在一公里之外都能明显的被发现。2.多变性。LED广告牌上的内容是随时可以进行更改的，避免了使用其它广告形式带来的固定性的弊端。3.动态性。LED犹如一个电脑的显示器，它可以播放动态的广告，和你在电视上看到的完全一样。二：LED技术的发展过程在百度百科里面搜索LED。显示如下：LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明 显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W，寿命可大于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。随着近来LED散热技术的改进，室外照明的大功率LED路灯、投光灯等LED大功率照明灯具已经实现工业化生产并开始被大量应用。对色温和显色性要求很高的室内照明的舞台灯、影棚灯等也已实现量产并投入应用。适用范围最大、用量也最大的通用照明的T8、T5、T4、灯管和代替白炽灯和节能灯的螺口球泡灯以形成系列化，使用寿命已高达5万小时。LED照明已进入高速发展期LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着 LED灯株 在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。发展历史：1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。5 1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED，当时的单价约为45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明，比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。 1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。 1971，业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。 到20世纪70年代，由于LED器件在家庭与办公设备中的大量应用，LED的价格直线下跌。事实上，LED在那个时代主打市场是数字与文字显示技术应用领域。 80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的发光效率 LED(5张)发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。 1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。 今天，效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。 1994年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED。 20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。 近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。 三LED电子广告牌 1.LED电子广告牌的定义：2011全球知名市场研究权威尼尔森公司将户外LED显示屏称之为继电视、电脑、手机之后的“第四屏”。LED电子广告牌作为一种新颖的电子动态图文点阵显示屏，是一种置于大众中可自功连续工作的信息发布媒体，是一种可烘托气氛、装点环境的精彩点缀，是一种在消费最前沿吸引万千眼球的广告利器。无论个体经商户到大品牌的厂商都能利用LED电子滚动显示屏来吸引客户、介绍产品、彰显品脾和装饰环境，为商家创造更大的财富。 2 .LED电子广告牌的特点：LED显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，在许多行业都得到了广泛的应用，如在车站、码头、商场、银行等公共场所将LED?显示屏用于信息发布。目前LED 显示屏的种类越来越多,从使用场合及亮度考虑可分为室内和室外屏，从扫描方式可分为动态扫描显示屏和静态扫描显示屏。LED发光显示器是单片机应用产品中常用的一种物美价廉的输出设备，其主要优点是在于降低成本。提高可靠性和易于实现。而简易的LED电子广告板的设计主要是通过运用单片机控制系统去实现对汉字的显示，以及汉字的上下滚动和左右移动，完成对三维立体的设计显示。在我国改革开放之后，随着国民经济的增长，对公众场合发布信息的需求强烈，LED显示屏的出现适应了这一市场需求，LED显示技术得到了高速发展，LED显示屏幕可以显示变化的数字、文字、图形图像，不仅可以用于室内环境，还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。日光灯与传统日光灯比较有如下优点： （1）环保，无污染。传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，如果破碎水银蒸汽会挥发到大气中。LED日光灯不使用水银，且不含铅汞，对环境起到保护作用。LED日光灯公认为二十一世纪的绿色照明。 （2）高效转换，减少发热。传统灯具会产生大量热能，而LED灯具则是把电能全都转换为光能，不会造成能源的浪费。而且对文件，衣物也不会产生褪色现象。 （3）清静舒适，没有噪音。LED灯具不会产生噪音，对于使用精密电子仪器的场所为上上之选。适用于图书馆，办公室之类的场所。 （4）光线柔和，保护眼睛。传统的日光灯使用的是交流电，所以每秒钟会产生100-120次的频闪。LED灯具是把交流电直接转换为直流电，不会产生闪烁现象。 （5）无紫外线，不吸引蚊虫。LED灯具不会产生紫外线，因此不会象传统的灯具那样，有很多蚊虫围绕在灯源旁边。室内会变得更加干净卫生整洁。（6）电压可调。传统的日光灯是通过镇流器释放的高电压来点亮的，当电压降低时则无法点亮。而LED灯具在一定范围的电压之内都能点亮，还能调整光亮度（5）无紫外线，不吸引蚊虫。LED灯具不会产生紫外线，因此不会象传统的灯具那样，有很多蚊虫围绕在灯源旁边。室内会变得更加干净卫生整洁。（6）电压可调。传统的日光灯是通过镇流器释放的高电压来点亮的，当电压降低时则无法点亮。而LED灯具在一定范围的电压之内都能点亮，还能调整光亮度。 （7）节省能源，寿命更长。LED日光灯的耗电量不到传统日光灯的三分之一，寿命也是传统日光灯的10倍，可以长期使用而无需更换，减少人工及相关费用，更适合于难以更换的场所。（8）坚固牢靠，长久使用。LED灯体本身使用的是环氧树脂而非传统的玻璃，更坚固牢靠，即使