Nipkow-TV

Relaterade sidor: LED-hallogen, Negativ matning, Precisions-likriktare.

När experiment med överföring av rörliga bilder startade, var det några mekaniska system som bygdes. Man använde ofta roterande skivor med hål i, där hål längst kanten och passerar framför en ljuskälla och sveper ut linjerna som utgör bilden. Man ser också ett stort hack i kanten av skivan som används för synkronisering.

Den animerade bilden ovan visar hur hålen sveper förbi framför ljuskällan, en efter en. Man ser hur de 16 hålen är utspridda för att en och en svepa framför en skärm. Skärmens ljusstyrka bestäms av vilken intensitet man vill ge pixeln.

En svår designfråga är hur många linjer man vill visa. Problemet är att bildbredden minskar ju fler linjer man klämmer in, om man inte samtidigt ökar storleken på skivan. Nedanstående formel visar förhållandet mellan diameter på skiva, antal linjer, och bildbredd (egentligen översta linjens längd i bilden)

bildbredd=diameter*PI/antal_linjer
<==> diameter=bildbredd*antal_linjer/PI

Nedan kommer en färdig tabell för några diametrar och linjeantal

Diameter  antal   bildbredd  ljusdämpning (kvadratiska pixlar)
  (cm)    linjer    (cm)        (ggr) 
   10       8       3,93          64
   10      16       1,96         256
   10      32       0,98        1024
   10      64       0,49        4096
   20       8       7,85          64
   20      16       3,93         256
   20      32       1,96        1024
   20      64       0,98        4096
   20     625       0,10      390625
  200     625       1,01      390625

I dagens TV-apparater i Sverige har bilden 625 linjer (576 ??? synliga) som uppdateras totalt 25 ggr per sekund. Egentligen visas delbilder med varannan linje 50 ggr per sekund (mer info här). Vill man med en roterande skiva återge PAL-signaler här i sverige, behöver man en skiva med 625 hål, som roterar med 25 varv per sekund, eller 1500 varv i minuten. För 1 cm bildbredd behövs en skiva med diametern två meter, så man kan nog glömma TV-upplösning. Dessutom måste man tänka på hur hålstorleken påverkar ljusstyrkan. Är pixlarna kvadratiska, med sidorna 1/625 cm, blir ljusdämpningen (625*625) ggr. Det betyder att man måste ha en extremt stark ljuskälla för att återge standard PAL-upplösning.

Mitt bygge har bara 16 linjer, och ljusdämpningen blir 16*16=256ggr. Det visade sig vara precis lagom ljusdämpning när man har en LED-hallogen som ljuskälla.

Min första version hade en läsgaffel som kände av ett synk-hack som jag skurit i den roterande skiva. En microkontroller räknade ut skivans varvtal, och en PI-kontroller (proportionell och integrerande) polsbreddsmodulerade motorn som vrider skivan, så den snurrade prick 50 varv per sekund. Sen matar microkontrollern ut bildens första pixel vid sync-hackets slut, och fortsätter sen med pixlarna tills läsgaffeln detekterar syck-hacket vid nästa varv.

Efter detta ville jag få skivan att låsa sin rotation mot sync-pulser från en extern videokälla, och då blev det mycket svårare. Resultatet blir att bilden från externa källor "rullar", ungefär som bilden ibland kan göra på en TV. Nästa skiva jag gör kommer att ha många fler hack, för att man ska kunna kolla och korrigera syncen vid varje linje, i stället för en gång per varv.

"Drömmen" är att få till en multisync-monnitor, som låser rotationshastigheten mot alla källor med sexton linjer. Sen tänkte jag konvertera någon videosnutt till 16x16 pixlar, och spara den på ena ljudkanalen på en CD-skiva, samtidigt som snuttens ljud spelas upp på andra kanalen. Kommer att använda mencoder för omkodning till en massa 16x16 gråskalebilder, och sen octave för att koda datat på ett lämpligt sätt för lagring på CD-skivan.