Smart Digital Signage

Team: Sebastian Brawenz, Jakob Mayer, Matthias Preymann, Philipp Vanek

Ziel der Diplomarbeit ist es, ein modulares, LED-basiertes Anzeigesystem zu entwickeln. Das Anzeigesystem soll mehrere smarte Fähigkeiten inkludieren, wie etwa eine automatische LED-Ausfallserkennung, Echtzeit-Leistungsmessung, laufende Temperaturüberwachung an 5 Punkten sowie eine digitale Farbkorrektur. Zur Ansteuerung der einzelnen Anzeigeelemente soll ein eigenes Bussystem entwickelt werden, welches differenziell sowie potentialgetrennt überträgt.

Zum Schutz der Leiterplatte soll ein Gehäuse geplant und gebaut werden. Zur Konfiguration verschiedener Parameter im Anzeigesystem soll weiters ein PC Programm mit intuitiver GUI programmiert werden. Um die Bilddaten zu den Anzeigeelementen zu schicken, wird zusätzlich eine Ansteuereinheit entwickelt.

Um das System zu realisieren, wurde recherchiert, auf welche Arten man LEDs ansteuern kann und eine passende Ansteuerungsart gewählt. Weiters wurde nach passenden Bauteilen gesucht und mit diesen eine Schaltung entworfen. Zur Übertragung der Bilddaten musste ein eigenes, effizientes Übertragungsprotokoll entwickelt werden. Außerdem musste eine Leiterplatte mit einer programmierbaren Logik (CPLD) und einem Microprozessor konzipiert werden, um die hohen Datenraten zu verarbeiten. Damit der Aufbau leicht konfigurierbar ist, wurde eine Bediensoftware mit intuitiver grafischer Oberfläche entwickelt. Als Entwicklungsumgebung der Desktop-Anwendung wurde das Java-Script und Node.js basierende Electron verwendet. Um die Leiterkarten vor äußeren Einflüssen zu schützen, wurde ein Gehäuse dimensioniert, entwickelt und mit einem 3-D-Drucker gefertigt.

Es wurde ein CPLD-Steuerboard entwickelt, welches in der Lage ist, die Daten vom eigenentwickelten Bussystem, dem Pixelbus, zu empfangen und für die LED-Treiber auszuwerten. Die Implementierung mit einem CPLD war nötig, da Datenraten von bis zu 52 Mbit/s übertragen werden können, dies aber zu schnell für einen Microcontroller wäre. Es wurde ein Netzteil entwickelt, um die Spannung von 5 V mit der benötigten Stromstärke zu erzeugen. Es wurde eine LED-Platine mit 48 x 48 RGB LEDs dimensioniert und gefertigt.