Arduino-Projekt: Display für animierte Bilder mit nur einer LED

Uralt ist die Nipkow-Scheibe, mit der einst die Fernsehtechnik Ende des 19. Jahrhunderts begann. Jetzt nutzt Marcus M sie, um ein Farb-Display mit nur einer LED zu bauen, das auch Bewegtbilder darstellen kann.

Die Nipkow-Scheibe ist kreisrund und besitzt spiralförmig angeordnet kleine Löcher. Jedes Loch sitzt dabei um einen Lochdurchmesser näher zum Mittelpunkt der Scheibe. Mit solch einer Scheibe wurde zu Beginn der Fernsehzeit ein Bild in Zeilen zerlegt: Auf der einen Seite der Scheibe befand sich ein Objektiv, das sein Bild auf die Scheibenoberfläche projizierte. Hinter der Scheibe saß eine Photozelle. Dessen Ausgangssignal entsprach der Helligkeit der zeilenweise hintereinander angeordneten Bildpunkte. Die Bildqualität war allerdings gering.

Auf der Empfängerseite ging es umgekehrt: Hinter einer gleichartigen Scheibe saß eine Lampe, deren Helligkeit von dem von der Sendescheibe übertragenen Signal gesteuert wurde. Von der anderen Scheibenseite aus konnte man dann das aufgenommene Bild durch die Löcher hindurch betrachten, sofern die Scheiben auf Sende- und Empfängerseite synchron liefen. Allerdings war das nur ein Schwarzweißbild, denn es wurden nur Helligkeitssignale übertragen.

Diesen Mechanismus, zumindest den der Wiedergabeseite, macht sich das Projekt Arduino Nipkow Display zunutze. Gesteuert wird es aber nicht von einer Nipkow-Kamera, sondern von einem Arduino und Bilddateien. Dafür ist es allerdings ein Farbbild, denn als Lampe benutzt das Projekt eine RGB-LED, die mit 10W Leistung sogar für eine recht gute Helligkeit sorgt.

Scheibe und Halterungen sind 3D-gedruckt. Die Ansteuerung der LED erfolgt mit selbstgebauten Digital-Analog-Wandlern mit einer Auflösung von 6 Bit. Die im Arduino vorhandenen Wandler sollen für diese Aufgabe laut Projektentwickler zu langsam sein. Die Wandler bestehen aber nur aus einem IC und Widerständen und kann entweder auf einem Breadboard oder Platinen aufgebaut werden.

Angetrieben wird die Scheibe durch einen 12V-Motor. Dessen Drehzahl wird jedoch nicht vom Arduino gesteuert, da ja keine Synchronität zu einer Sendescheibe erforderlich ist. Stattdessen wird über einen Infrarot-Sensor lediglich die Drehzahl und Position der Scheibe gemessen und die sequentielle Ausgabe der drei Farb-Helligkeitssignale entsprechend gesteuert.

Die Bilddateien werden auf einer SD-Karte gespeichert. Zuvor müssen sie jedoch mit einem Konvertierprogramm ins Nipkow-Format gewandelt werden.

Ein entsprechendes Windows-Tool stellt der Projektentwickler ebenso wie alle 3D-Druckdateien und den Arduino-Sketch auf Thingiverse ebenfalls bereit. Weitere Infos gibt es auf hackster.io.

(hgb)