DE102015102533B4 - Modular optical signaling system - Google Patents
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Abstract
Modulares System zur optischen Signalisierung, umfassend: – mindestens zwei Module (01) mit jeweils einer Mehrzahl an LEDs (02) und mit jeweils einer Ansteuereinheit (03) zum individuellen Ansteuern der LEDs (02), wobei die LEDs (02) der Module (01) jeweils matrixartig in Form eines Rechteckes oder in Form eines Piktogramms angeordnet sind; – eine Systemansteuerung (06) zur digitalen Ansteuerung der mehreren Module (01), wobei die Systemansteuerung (06) dazu ausgebildet ist, individuelle Signalisierungsmuster für die mehreren Module (01) zur Verfügung zu stellen, wobei die Signalisierungsmuster jeweils ein durch das jeweilige Modul (01) wiederzugebendes Bild repräsentieren, welches durch die jeweils leuchtenden LEDs (02) darstellbar ist; und – einen digitalen Bus (07), durch welchen die Systemansteuerung (06) mit den Ansteuereinheiten (03) der mehreren Module (01) elektrisch verbunden ist; wobei die Systemansteuerung (06) dazu ausgebildet ist, eine Vielzahl der Module (01) zu adressieren, um die Signalisierungsmuster adressiert als logische Befehle über den digitalen Bus (07) zu übertragen; und wobei die Ansteuereinheiten (03) der Module (01) dazu ausgebildet sind, die adressierten Signalisierungsmuster über den digitalen Bus (07) zu empfangen und jeweils das für das jeweilige Modul (01) vorgesehene Signalisierungsmuster mit den LEDs (02) wiederzugeben, wofür die Ansteuereinheiten (03) jeweils zur Umwandlung der übermittelten Signalisierungsmuster in elektrische Signale zur Ansteuerung der einzelnen LEDs (02) ausgebildet sind.Modular system for optical signaling, comprising: - at least two modules (01), each having a plurality of LEDs (02) and each having a drive unit (03) for individually controlling the LEDs (02), wherein the LEDs (02) of the modules (02) 01) are each arranged like a matrix in the form of a rectangle or in the form of a pictogram; A system controller (06) for the digital control of the plurality of modules (01), wherein the system controller (06) is configured to provide individual signaling patterns for the plurality of modules (01), the signaling patterns being each one by the respective module ( 01) represent image to be reproduced, which is represented by the respective luminous LEDs (02); and - a digital bus (07) through which the system driver (06) is electrically connected to the drive units (03) of the plurality of modules (01); wherein the system driver (06) is adapted to address a plurality of the modules (01) to transmit the signaling patterns addressed as logical commands via the digital bus (07); and wherein the drive units (03) of the modules (01) are designed to receive the addressed signaling patterns via the digital bus (07) and to reproduce the respective signaling pattern for the respective module (01) with the LEDs (02), for which Drive units (03) are each designed to convert the transmitted signaling patterns into electrical signals for driving the individual LEDs (02).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares System zur optischen Signalisierung, welches mehrere LED-Module umfasst, die durch eine Systemansteuerung flexibel angesteuert werden können. The present invention relates to a modular system for optical signaling, which comprises a plurality of LED modules, which can be controlled flexibly by a system control.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, ein System aus LED-Modulen zur Verfügung zu stellen, welches an unterschiedliche Anwendungen zur optischen Signalisierung flexibel anpassbar ist. Hierzu soll das System aufwandsarm an unterschiedlich viele LED-Module und auch an unterschiedlich ausgeführte LED-Module anpassbar sein. The object of the present invention, starting from the prior art, is to provide a system of LED modules which is flexibly adaptable to different optical signaling applications. For this purpose, the system should be low-cost adaptable to different numbers of LED modules and also to differently designed LED modules.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein modulares System zur optischen Signalisierung gemäß dem beigefügten Anspruch 1. The above object is achieved by a modular optical signaling system according to the appended claim 1.
Das erfindungsgemäße modulare System dient der optischen Signalisierung mithilfe von künstlichem Licht, welches von lichtemittierenden Dioden (LED) ausgesendet wird. Die Signalisierung kann insbesondere durch Darstellung von Bewegtbild, Bildern, Symbolbildern, Texten, Laufschriften und Piktogrammen erfolgen, die durch das Licht der LEDs wiedergegeben werden. Das erfindungsgemäße System kann sekundär auch zur Beleuchtung dienen. The modular system according to the invention is used for optical signaling by means of artificial light, which is emitted by light-emitting diodes (LED). In particular, the signaling can take place by displaying moving images, images, symbol images, texts, tickers and pictograms, which are reproduced by the light of the LEDs. The system according to the invention can also serve for secondary illumination.
Das erfindungsgemäße System umfasst mindestens zwei Module mit jeweils einer Mehrzahl an LEDs. Diese Module können auch als LED-Module bezeichnet werden. Jedes der Module umfasst eine Ansteuereinheit zum individuellen Ansteuern der LEDs des jeweiligen Moduls. Die LEDs sind durch die Ansteuereinheit einzeln mit einem Strom beaufschlagbar, wodurch die LEDs individuell zum Leuchten gebracht werden können. The system according to the invention comprises at least two modules, each with a plurality of LEDs. These modules can also be called LED modules. Each of the modules comprises a drive unit for individually controlling the LEDs of the respective module. The LEDs can be individually acted upon by the drive unit with a current, whereby the LEDs can be brought to light individually.
Das erfindungsgemäße System umfasst weiterhin eine Systemansteuerung zur digitalen Ansteuerung der mehreren Module. Bevorzugt werden sämtliche der Module durch die Systemansteuerung angesteuert. Die Systemansteuerung ist dazu ausgebildet, individuelle Signalisierungsmuster für die mehreren Module zur Verfügung zu stellen. Die Signalisierungsmuster repräsentieren jeweils das durch das jeweilige Modul wiederzugebende Bild, welches durch die jeweils leuchtenden LEDs dargestellt wird. The system according to the invention further comprises a system control for digital control of the plurality of modules. Preferably, all of the modules are controlled by the system control. The system driver is designed to provide individual signaling patterns for the multiple modules. The signaling patterns each represent that by the respective module to be reproduced image, which is represented by the respective illuminated LEDs.
Das erfindungsgemäße System umfasst weiterhin einen digitalen Bus, durch welchen die Systemansteuerung mit den Ansteuereinheiten der mehreren Module elektrisch verbunden ist. Mithilfe des Busses werden die Signalisierungsmuster von der Systemansteuerung zu den Modulen übertragen. Die Signalisierungsmuster werden als digitale Daten übertragen. The system according to the invention further comprises a digital bus, by which the system drive is electrically connected to the drive units of the plurality of modules. The bus transfers the signaling patterns from the system controller to the modules. The signaling patterns are transmitted as digital data.
Erfindungsgemäß ist die Systemansteuerung dazu ausgebildet, eine Vielzahl der Module zu adressieren, um die Signalisierungsmuster als logische Befehle adressiert über den digitalen Bus zu übertragen. Die Adressierung kann absolut oder relativ sein. Jedenfalls können durch die Systemansteuerung verschiedene Signalisierungsmuster ausgegeben werden, welche innerhalb des Systems eindeutig den einzelnen Modulen zuordenbar sind. Die logischen Befehle sind einem Befehlssatz zur Programmierung der Module zugeordnet. Die Programmierung der Module erfolgt zu dem Zweck, die Signalisierungsmuster von der Systemansteuerung auf die Module digital zu übertragen. Die Befehle werden bevorzugt als Token über den Bus übertragen. Die Befehle beinhalten bevorzugt Werte, welche die Ansteuerung der einzelnen LED beschreiben. According to the invention, the system drive is designed to address a plurality of the modules in order to transmit the signaling patterns addressed as logical commands via the digital bus. The addressing can be absolute or relative. In any case, different signaling patterns can be output by the system control, which can be uniquely assigned to the individual modules within the system. The logical commands are assigned to a command set for programming the modules. The programming of the modules is done for the purpose of digitally transmitting the signaling patterns from the system controller to the modules. The commands are preferably transmitted as tokens over the bus. The commands preferably contain values which describe the activation of the individual LEDs.
Erfindungsgemäß sind die Ansteuereinheiten der Module jeweils dazu ausgebildet, die adressierten Signalisierungsmuster über den Bus zu empfangen und jeweils das für das jeweilige Modul vorgesehene Signalisierungsmuster mit den in diesem Modul befindlichen LEDs wiederzugeben und darzustellen. Folglich sind die Ansteuereinheiten der Module jeweils dazu ausgebildet, das darzustellende Signalisierungsmuster in Daten zur unmittelbaren Ansteuerung der in dem jeweiligen Modul befindlichen LEDs umzurechnen und diese Daten bereitzuhalten. Weiterhin sind die Ansteuereinheiten der Module jeweils dazu ausgebildet, ausgehend von den Daten zur Ansteuerung der LEDs entsprechende Ströme zum Beaufschlagen der LEDs bereitzustellen. According to the invention, the drive units of the modules are each designed to receive the addressed signaling patterns via the bus and in each case to reproduce and display the signaling pattern provided for the respective module with the LEDs located in this module. Consequently, the drive units of the modules are each designed to convert the signaling pattern to be displayed into data for the direct control of the LEDs located in the respective module and to make this data available. Furthermore, the drive units of the modules are each designed to provide corresponding currents for applying the LEDs, starting from the data for driving the LEDs.
Die Systemansteuerung und die Module sind räumlich entfernt und durch den Bus miteinander verbunden. Hingegen sind die Ansteuereinheiten der Module jeweils in den Modulen integriert. The system driver and the modules are physically remote and interconnected by the bus. By contrast, the control units of the modules are each integrated in the modules.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen modularen Systems besteht darin, dass es aufgrund der digitalen Übermittlung der wiederzugebenden Signalisierungsmuster über den Bus möglich ist, allein durch ein Softwareanpassung weitere und/oder andersartig ausgeführte Module in ein bestehendes System zu integrieren. A particular advantage of the modular system according to the invention is that due to the digital transmission of the signaling patterns to be reproduced via the bus, it is possible to integrate further and / or differently executed modules into an existing system solely by adapting the software.
Das erfindungsgemäße modulare System umfasst bevorzugt mindestens drei der Module, wobei weitere bevorzugte Ausführungsformen mindestens zehn der Module umfassen. Die Systemansteuerung ist bevorzugt dazu ausgebildet, mindestens 100 der Module ansteuern zu können. The modular system according to the invention preferably comprises at least three of the modules, with further preferred embodiments comprising at least ten of the modules. The system control is preferably designed to be able to control at least 100 of the modules.
Der Bus ist bevorzugt ringförmig bzw. ringartig ausgebildet. Dabei handelt es sich zumindest um einen logischen Ring, beispielsweise um einen Token-Bus. Bevorzugt handelt es sich aber auch elektrisch um einen Ring, beispielsweise um einen Token-Ring. Der ringartige Bus beginnt an der Systemansteuerung. Anschließend durchläuft der Bus die einzelnen Module, woraufhin er wieder an der Systemansteuerung endet. The bus is preferably annular or ring-shaped. This is at least a logical ring, for example, a token bus. Preferably, however, it is also electrically a ring, for example, a token ring. The ring-type bus starts at the system control. Subsequently, the bus passes through the individual modules, whereupon it ends again at the system control.
Der Bus ist bevorzugt unidirektional ausgebildet, d. h. er ist für eine unidirektionale Datenübertragung vorgesehen. The bus is preferably unidirectional, d. H. it is intended for unidirectional data transmission.
Bei alternativ bevorzugten Ausführungsformen besitzt der Bus eine Linien-Topologie und ist bidirektional ausgebildet. Diese Ausführungsformen sind insbesondere für hohe Datenübertragungsraten auf dem Bus geeignet. In alternative preferred embodiments, the bus has a line topology and is bidirectional. These embodiments are particularly suitable for high data transfer rates on the bus.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems ist der Bus für eine elektrische Signalübertragung ausgebildet, bei welcher Spannungspegel differentiell übertragen werden. Durch die differentielle Signalübertragung ist der Bus störunanfällig. Die Leitungsführung für die differentielle Signalübertragung ist symmetrisch. In preferred embodiments of the system according to the invention, the bus is designed for electrical signal transmission in which voltage levels are transmitted differentially. Due to the differential signal transmission, the bus is susceptible to interference. The cable routing for the differential signal transmission is symmetrical.
Die Spannungspegel auf dem Bus weisen bevorzugt eine kleine Differenz von weniger als 1 V; besonders bevorzugt weniger als 0,5 V auf. The voltage levels on the bus preferably have a small difference of less than 1V; more preferably less than 0.5V.
Der Bus ist bevorzugt für eine LVDS-Signalübertragung ausgebildet ist. Low Voltage Differential Signaling (LVDS) sieht eine Spannungsdifferenz zwischen den Pegeln von 0,3 V vor. Ein Standard für LVDS ist ANSI/TIA/EIA-644-1995. The bus is preferably designed for LVDS signal transmission. Low Voltage Differential Signaling (LVDS) provides a voltage difference between the levels of 0.3V. A standard for LVDS is ANSI / TIA / EIA-644-1995.
Die differentielle Signalübertragung auf dem Bus ist insbesondere für die Daten vorgesehen, welche die Signalisierungsmuster und die Adressierungen beinhalten. Der Bus kann auch zur Übertragung weiterer Daten mit einem anderen Verfahren zur Signalübertragung ausgebildet sein. The differential signal transmission on the bus is particularly provided for the data including the signaling patterns and the addressing. The bus can also be designed to transmit further data with another method for signal transmission.
Der Bus umfasst bevorzugt n Signalleitungen für n Datenbits derjenigen Daten, welche die Signalisierungsmuster und die Adressierungen beinhalten. Die Anzahl n beträgt bevorzugt mindestens zwei und höchstens 64; besonders bevorzugt gleich vier. The bus preferably comprises n signal lines for n data bits of the data including the signaling patterns and the addressing. The number n is preferably at least two and at most 64; most preferably equal to four.
Der Bus umfasst bevorzugt eine weitere Signalleitung für einen Zeittakt, eine weitere Signalleitung für einen Übertragungsstatus, eine weitere Signalleitung für einen Betriebsstatus und/oder eine weitere Signalleitung für eine Unterbrechungsanforderung (IRQ). Die weiteren Signalleitungen sind bevorzugt für eine Signalübertragung gemäß LV-TTL ausgebildet. The bus preferably comprises a further signal line for one time clock, another one Signal line for a transmission status, another signal line for an operating status and / or another signal line for an interrupt request (IRQ). The further signal lines are preferably designed for signal transmission according to LV-TTL.
Der Bus besitzt eine Bustaktfrequenz, die bevorzugt mindestens 1 MHz; besonders bevorzugt mindestens 10 MHz ist; und weiter bevorzugt mindestens 30 MHz ist. Hierdurch können Datenmengen zur Darstellung schnell wechselnder Signalisierungsmuster auf Modulen mit vielen LED dargestellt werden. The bus has a bus clock frequency, preferably at least 1 MHz; more preferably at least 10 MHz; and more preferably at least 30 MHz. As a result, data sets for displaying rapidly changing signaling patterns on modules with many LEDs can be displayed.
Bei weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen modularen Systems umfasst dieses mehrere der ringartigen Busse. Jeder der Busse ist mit einer Auswahl der Vielzahl der Module elektrisch verbunden, die jeweils ein Segment bildet. Somit umfasst das modulare System mehrere Segmente aus jeweils mehreren der Module. Jedes der Segmente ist durch einen der Busse mit der Systemansteuerung elektrisch verbunden. In further embodiments of the modular system according to the invention, this comprises a plurality of annular buses. Each of the buses is electrically connected to a selection of the plurality of modules, each forming a segment. Thus, the modular system comprises several segments from each of several of the modules. Each of the segments is electrically connected to the system driver through one of the buses.
Der Bus ist für eine Datenübertragung gemäß einem Protokoll ausgebildet. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen modularen Systems besitzen die Systemansteuerung und die Ansteuereinheiten der Module eine feste Programmierung zur Datenübertragung gemäß dem Protokoll des Busses. Somit erfolgt die Datenübertragung hardwarebasiert, sodass die Enkodierung und die Dekodierung der Daten zu deren Übertragung auf dem Bus nicht mit einem frei programmierbaren Prozessor mit der darauf befindlichen Software erfolgt. The bus is designed for data transmission in accordance with a protocol. In particularly preferred embodiments of the modular system according to the invention, the system drive and the drive units of the modules have a fixed programming for data transmission according to the protocol of the bus. Thus, the data transmission is hardware-based, so that the encoding and decoding of the data for their transmission on the bus is not done with a freely programmable processor with the software thereon.
Das Protokoll zur Übertragung der Daten auf dem Bus sieht bevorzugt eine Übertragung von Token vor. Bei den Token handelt es sich jeweils um eine Bitsequenz, die im ringartigen Bus übertragen wird. The protocol for transmitting data on the bus preferably provides for transmission of tokens. The tokens are each a bit sequence that is transmitted in the ring-type bus.
Die Token umfassen bevorzugt eine Moduladresse zur Adressierung der Module, sodass eine Zuordnung der zu übertragenden Signalisierungsmuster zu den einzelnen Modulen erfolgen kann. The tokens preferably comprise a module address for addressing the modules, so that an assignment of the signaling patterns to be transmitted to the individual modules can take place.
Die Ansteuereinheiten der Module sind bevorzugt jeweils dazu konfiguriert, einen der Token als an sie adressiert zu betrachten, wenn die Moduladresse des empfangenen Token gleich Null ist. Empfängt eine der Ansteuereinheiten einen Token mit einer Adresse, die gleich Null ist, so empfängt diese Ansteuereinheit die nachfolgenden Daten, welche insbesondere ein Signalisierungsmuster umfassen, und bringt dieses Signalisierungsmuster zur Wiedergabe auf diesem Modul. Statt der Null könnte auch ein anderer für alle Module geltender Wert festgelegt werden. The drive units of the modules are each preferably configured to consider one of the tokens addressed to them when the module address of the received token is equal to zero. If one of the drive units receives a token with an address which is equal to zero, this drive unit receives the following data, which in particular comprise a signaling pattern, and brings this signaling pattern for playback on this module. Instead of zero, another value could be set for all modules.
Die Ansteuereinheiten der Module sind zudem bevorzugt jeweils dazu konfiguriert, die Moduladresse eines empfangenen Token zu dekrementieren, wenn diese größer als Null bzw. größer als der festgelegte Wert ist. The drive units of the modules are also each preferably configured to decrement the module address of a received token if it is greater than zero or greater than the specified value.
Das System sieht weiterhin bevorzugt vor, sämtliche Module gleichzeitig mit einem Token adressieren zu können. Hierzu sind die Ansteuereinheiten der Module bevorzugt jeweils dazu konfiguriert, einen der Token als an sie adressiert zu betrachten, wenn die Moduladresse einer festgelegten Globalmoduladresse gleicht. The system further preferably allows all modules to be addressed simultaneously with a token. For this purpose, the drive units of the modules are preferably each configured to consider one of the tokens addressed to it when the module address equals a specified global module address.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems sind die Systemansteuerung, die Ansteuereinheiten und der Bus dazu ausgebildet, die darzustellenden Signalisierungsmuster auf allen Modulen mit einer Frequenz zu ändern, die mindestens 10 Hz; besonders bevorzugt mindestens 25 Hz beträgt. Bei diesen Ausführungsformen ist die Systemansteuerung dazu ausgebildet, die Signalisierungsmuster für alle Module in ihrer Gesamtheit mit der genannten Frequenz auszugeben. Der Bus ist dazu geeignet, die von der Systemansteuerung ausgegebenen Signalisierungsmuster in ihrer Gesamtheit mit der genannten Frequenz zu übertragen. Die Ansteuereinheiten sind dazu geeignet, die für sie jeweils vorgesehenen Signalisierungsmuster mit der genannten Frequenz zu empfangen und entsprechende Ströme zum Betreiben der LEDs bereitzustellen. In preferred embodiments of the system according to the invention, the system drive, the drive units and the bus are adapted to change the signaling patterns to be displayed on all modules with a frequency which is at least 10 Hz; particularly preferably at least 25 Hz. In these embodiments, the system driver is configured to output the signaling patterns for all modules in their entirety at said frequency. The bus is adapted to transmit the signaling patterns output by the system driver in their entirety at said frequency. The drive units are suitable for receiving the respective signaling pattern provided for them at the said frequency and for providing corresponding currents for operating the LEDs.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems umfassen die Module jeweils eine Platine, auf welcher die LEDs und die Ansteuereinheit angeordnet und elektrisch miteinander verbunden sind. Somit handelt es sich bei den Modulen bevorzugt jeweils um eine Ein-Platinen-Lösung. In preferred embodiments of the system according to the invention, the modules each comprise a circuit board on which the LEDs and the drive unit are arranged and electrically connected to one another. Thus, the modules are preferably each a one-board solution.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems umfassen die Ansteuereinheiten jeweils eine Modulrecheneinheit, die durch einen Schaltkreis mit programmierbarer Logik gebildet ist. Die Modulrecheneinheit ist dazu ausgebildet, die darzustellenden Signalisierungsmuster in Daten zur unmittelbaren Ansteuerung der in dem jeweiligen Modul befindlichen LEDs zu wandeln und diese Daten bereitzuhalten. Bei dem Schaltkreis mit programmierbarer Logik handelt es sich bevorzugt um einen FPGA. Die Modulrecheneinheit bildet weiterhin bevorzugt eine Schnittstelle zu dem Bus. Die Schnittstelle dient zur Dekodierung und Kodierung der zu übertragenden Daten gemäß dem für den Bus festgelegten Protokoll. In particularly preferred embodiments of the system according to the invention, the drive units each comprise a module computing unit, which is formed by a circuit with programmable logic. The module computing unit is designed to convert the signaling patterns to be displayed into data for the direct control of the LEDs located in the respective module and to make these data available. The programmable logic circuit is preferably an FPGA. The module computing unit furthermore preferably forms an interface to the bus. The interface is used for decoding and coding the data to be transmitted according to the protocol specified for the bus.
Die Ansteuereinheiten sind jeweils als eine Matrix-Engine ausgebildet, d. h. dass sie zur Umwandlung der übermittelten Signalisierungsmuster in elektrische Signale zur Ansteuerung der einzelnen LEDs ausgebildet sind. The control units are each designed as a matrix engine, ie that they are used to convert the transmitted signaling patterns into electrical signals for driving the individual LEDs are formed.
Die Ansteuereinheiten umfassen bevorzugt jeweils mindestens einen Bildwiederholspeicher. Der mindestens eine Bildwiederholspeicher ist bevorzugt in einem FPGA ausgebildet und kann gleichzeitig beschrieben und ausgelesen werden. The drive units preferably each comprise at least one frame buffer. The at least one frame buffer is preferably formed in an FPGA and can be written and read simultaneously.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen modularen Systems umfassen die Ansteuereinheiten jeweils zwei der Bildwiederholspeicher. Dabei sind die Ansteuereinheiten jeweils dazu konfiguriert, die LEDs entweder mit dem Inhalt des ersten Bildwiederholspeichers oder mit dem Inhalt des zweiten Bildwiederholspeichers anzusteuern, wofür die Ansteuereinheiten entsprechend umschaltbar sind. Entsprechend sind die Ansteuereinheiten dazu ausgebildet, den jeweils nicht zur Ansteuerung genutzten Bildwiederholspeicher mit empfangenen Daten zu beschreiben. Somit sind die beiden Bildwiederholspeicher abwechselnd aktiv oder passiv, d. h. ihr Inhalt wird abwechselnd wiedergegeben oder wird geändert. In particularly preferred embodiments of the modular system according to the invention, the drive units each comprise two of the image repetition memories. In this case, the drive units are each configured to control the LEDs either with the content of the first frame buffer or with the contents of the second frame buffer, for which the drive units can be switched accordingly. Accordingly, the drive units are designed to describe the image refresh memory not used for the control with received data. Thus, the two frame memories are alternately active or passive, d. H. their content is played or changed alternately.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen modularen Systems ist die Gesamtheit der LEDs eines jeden der Module durch die Ansteuereinheit mit einer Bildwechselfrequenz betreibbar, die mindestens 20 Hz; besonders bevorzugt mindestens 25 Hz beträgt. Hierdurch ist das System zur Wiedergabe von Bewegtbild geeignet. In preferred embodiments of the modular system according to the invention, the totality of the LEDs of each of the modules is operable by the drive unit at a frame rate which is at least 20 Hz; particularly preferably at least 25 Hz. This makes the system suitable for playing back moving pictures.
Die LEDs der Module sind bevorzugt jeweils matrixartig angeordnet. Somit sind die LEDs in Zeilen und Spalten angeordnet, wobei die Anzahl der LEDs in jeder Zeile der Matrix nicht gleich sein muss, und wobei die Anzahl der LEDs in jeder Spalte der Matrix nicht gleich sein muss. The LEDs of the modules are preferably each arranged in a matrix. Thus, the LEDs are arranged in rows and columns, wherein the number of LEDs in each row of the matrix need not be equal, and the number of LEDs in each column of the matrix need not be equal.
Die LEDs der Module sind jeweils matrixartig in Form eines Rechteckes angeordnet. Somit ist die Anzahl der LEDs in jeder Zeile der Matrix gleich und es ist die Anzahl der LEDs in jeder Spalte der Matrix gleich. Alternativ sind die LEDs der Module jeweils matrixartig und in Form eines Piktogramms angeordnet. Das Piktogramm ist bevorzugt durch einen Pfeil, durch ein Dreieck oder durch einen Kreises gebildet. Das Piktogramm kann aber auch eine Person oder eine Handlung symbolisieren. The LEDs of the modules are each arranged in the form of a matrix in the form of a rectangle. Thus, the number of LEDs in each row of the matrix is the same and the number of LEDs in each column of the matrix is the same. Alternatively, the LEDs of the modules are each arranged in the form of a matrix and in the form of a pictogram. The pictogram is preferably formed by an arrow, by a triangle or by a circle. The pictogram can also symbolize a person or an action.
Die Module umfassen bevorzugt jeweils mindestens 100 LEDs; besonders bevorzugt jeweils mindestens 1.000 LEDs. Die Matrixanordnung umfasst bevorzugt mindestens 10 Spalten; besonders bevorzugt mindestens 20 Spalten. Die Matrixanordnung umfasst bevorzugt mindestens 10 Zeilen; besonders bevorzugt mindestens 20 Zeilen. The modules preferably each comprise at least 100 LEDs; particularly preferably in each case at least 1,000 LEDs. The matrix arrangement preferably comprises at least 10 columns; more preferably at least 20 columns. The matrix arrangement preferably comprises at least 10 lines; more preferably at least 20 lines.
Die LEDs der Module sind bevorzugt jeweils in einer Ebene angeordnet, sodass die Module flächig ausgebildet sind. Dies ist insbesondere bei denjenigen Ausführungsformen gegeben, bei denen die LEDs gemeinsam auf einer Platine angeordnet sind. The LEDs of the modules are preferably arranged in each case in a plane, so that the modules are formed flat. This is especially given in those embodiments in which the LEDs are arranged together on a circuit board.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind die flächigen Module gemeinsam in einer Ebene angeordnet. Es ergibt sich somit eine große ebene Fläche zur Darstellung der Signalisierung, was beispielsweise zur Darstellung von Bewegtbild vorteilhaft ist. In a preferred embodiment of the system according to the invention, the planar modules are arranged together in one plane. This results in a large flat surface for displaying the signaling, which is advantageous, for example, for displaying moving images.
Bei alternativ bevorzugten Ausführungsformen sind die flächigen Module nicht ein einer Ebene, sondern als Seitenflächen eines Körpers angeordnet. Bei dem Körper handelt sich bevorzugt um einen Quader, um ein Prisma oder um eine Pyramide. Dabei muss nicht in jeder Seitenfläche des Körpers eines der Module angeordnet sein. Besonders bevorzugt umfasst das System mindestens vier der flächigen Module, die als Seiten eines Würfels angeordnet sind. Hierdurch kann das System an einem Punkt in einem Raum angeordnet werden, wobei die Signalisierung für Passanten aus allen Richtungen erkennbar ist. In alternatively preferred embodiments, the sheet-like modules are arranged not as a plane but as side surfaces of a body. The body is preferably a cuboid, a prism or a pyramid. It does not have to be arranged in each side surface of the body of one of the modules. Particularly preferably, the system comprises at least four of the sheet-like modules, which are arranged as sides of a cube. In this way, the system can be arranged at a point in a room, whereby the signaling for passers-by is recognizable from all directions.
Bei einfachen bevorzugten Ausführungsformen ist durch die LEDs eines jeden der Module monochromes und gleichfarbiges Licht emittierbar. In simple preferred embodiments, the LEDs of each of the modules emit monochrome and the same color light.
Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die LEDs eines jeden der Module durch RGB-LEDs gebildet. Mit diesen RGB-LEDs sind alle Farben des entsprechenden RGB-Farbraumes darstellbar, sodass eine Wiedergabe von Farbbildern und farbigem Bewegtbild mit den Modulen möglich ist. In preferred embodiments, the LEDs of each of the modules are formed by RGB LEDs. With these RGB LEDs, all colors of the corresponding RGB color space can be displayed, so that a reproduction of color images and colored moving image with the modules is possible.
Die Systemansteuerung weist bevorzugt eine Videoschnittstelle zur Empfangen eines Videosignals auf. Die Systemansteuerung ist bevorzugt dazu ausgebildet, das Videosignal in die an die Module zu übermittelnden Signalisierungsmuster umzurechnen, wofür sie bevorzugt einen MPEG-Dekoder umfasst. Die Videoschnittstelle ist bevorzugt digital. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Videoschnittstelle um ein HDMI. The system driver preferably has a video interface for receiving a video signal. The system control is preferably designed to convert the video signal into the signaling pattern to be transmitted to the modules, for which it preferably comprises an MPEG decoder. The video interface is preferably digital. Most preferably, the video interface is an HDMI.
Die Systemansteuerung weist bevorzugt mindestens eine Datenschnittstelle zur Empfang von Daten auf. Die Systemansteuerung ist dazu ausgebildet, die empfangenen Daten in die an die Module zu übermittelnden Signalisierungsmuster zu konvertieren. Die Datenschnittstelle ist bevorzugt durch ein LAN-Modul oder durch ein USB-Modul gebildet. The system control preferably has at least one data interface for receiving data. The system control is designed to receive the received To convert data into the signaling patterns to be transmitted to the modules. The data interface is preferably formed by a LAN module or by a USB module.
Die Systemansteuerung weist bevorzugt mindestens eine drahtlose Datenschnittstelle zur drahtlosen Empfang von Daten auf. Die Systemansteuerung ist dazu ausgebildet, die drahtlos empfangenen Daten in die an die Module zu übermittelnden Signalisierungsmuster zu konvertieren. Die drahtlose Datenschnittstelle ist bevorzugt durch ein WLAN-Modul, durch ein LTE-Funkmodul, durch ein Bluetooth-Modul oder durch ein WiFi-Zugriffsmodul gebildet. The system controller preferably has at least one wireless data interface for the wireless reception of data. The system driver is designed to convert the wirelessly received data into the signaling patterns to be transmitted to the modules. The wireless data interface is preferably formed by a WLAN module, by an LTE radio module, by a Bluetooth module or by a WiFi access module.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen: Further advantages, details and developments of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention, with reference to the drawing. Show it:
Das erfindungsgemäße System umfasst eine Systemansteuerung
Das serielle Datenbusinterface
Die zentrale Recheneinheit
Über die zentrale Recheneinheit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 01 01
- LED-Modul LED module
- 02 02
- LED-Matrix LED matrix
- 03 03
- Ansteuereinheit control unit
- 04 04
- Träger carrier
- 05 05
- 06 06
- Systemansteuerung system control
- 07 07
- Bus bus
- 08 08
- FPGA FPGA
- 09 09
- zentrale Recheneinheit central processing unit
- 10 10
- 11 11
- serielles Datenbusinterface serial data bus interface
- 12 12
- Bildwiederholspeicher refresh memory
- 13 13
- Steuereinheit mit Adresszähler Control unit with address counter
- 14 14
- Eingang entrance
- 15 15
- 16 16
- Ausgang output
- 17 17
- Stromversorgung power supply
- 18 18
- Programmspeicher program memory
- 19 19
- LED-Treiber LED driver
- 20 20
- 21 21
- zentrale Recheneinheit central processing unit
- 22 22
- Universal Asynchronous Receiver Transmitter Universal Asynchronous Receiver Transmitter
- 23 23
- serielles Datenbusinterface serial data bus interface
- 24 24
- FPGA FPGA
- 25 25
- 26 26
- Eingang entrance
- 27 27
- Ausgang output
- 28 28
- serielles Datenbusinterface serial data bus interface
- 29 29
- USB-Verbindung USB connection
- 30 30
- 31 31
- UART-USB-Adapter UART-USB adapter
- 32 32
- Ethernet-Adapter Ethernet adapter
- 33 33
- SD-Kartenleser SD card reader
- 34 34
- Mini-PCI-Steckplatz Mini-PCI slot
- 35 35
- 36 36
- USB-Hub USB hub
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