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发一个详细的16x16x16光立方制作教程

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taci 发表于 2018-12-5 09:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 taci 于 2018-12-7 15:52 编辑

话不多说先上一波成品演示图集


3D16-008-5.jpg

所需的材料清单



  
1
  
5mm蓝色 雾状 LED
5包(5000PCS)
实际用量4096PCS
2
数据线
1
用量下载hex到控制小板
3
底板PCB
1
38cm*38cm PCB
4
底板元器件包
1
包含底板用到的IC和器件
5
控制小板
1
焊接好调试好,可直接使用
6
焊接模具
1
焊接灯矩阵用的木板
7
亚克力外框
5块亚克力板
散件,需要自行粘合
8
电源适配器
1
5V/2A   5.5-2.5mm圆头
9
导线
1
用于层与底板连接
10
铜丝
1
用于固定LED矩阵
11
亚克力条
1
用于弯折灯矩阵
焊接好实体后使用动画软件制作好动画后,直接生成HEX文件下载到光立方就可以演示动画了,动画软件界面如下,动画软件支持仿真,制作好动画后可以先在电脑上进行仿真,仿真效果跟实体的一模一样,觉得动画效果满意后,再下载到实体。
2.1  使用焊接模具焊接LED
下面介绍怎么制作立方实体,毕竟所有的操作都是基于先有光立方实体,所以还是先努力坚持把立方体焊接好。

下图是焊接模具,适用于16x16x16的光立方,尺寸40*40cm,孔间距23mm。
3D16-010.jpg
下图是立方控制底板PCB,尺寸38cm*38cm,厚1.6mm黑色FR4优质板材。
3D16-011.jpg
然后是数不清的灯,,一起4096个,,,
3D16-012.JPG
把短的那个脚折90度,一定要是那个短的脚,弯折负极,立方的16层为正极,256列为负极,如果这里就搞错了,那么,就没得玩了。
3D16-013.JPG
然后就这样折灯,一起需要4096个灯,需要点耐心。

   然后,把灯照这样插进焊接模具,这里不用注意LED的方向,每次插得方向一致即可。
3D16-014.JPG
就这样插成一排,两排,,,,,,
3D16-015.JPG
然后很多排,,一起16排,,,,,直到整个木板插满,,,,,,,





3D16-017.JPG

为了让文字绕四周旋转的动画颜色更加一致,达到更加清晰的效果,我将红色和绿色两种灯,每层的1和16竖条LED使用蓝色的LED,让整个立方前后左右四个面都是蓝色的LED。
16块焊接好的LED矩阵中:
6块蓝色LED,即整块256个LED全部为蓝色。5块红色LED,两侧为蓝色LED,及224个红色LED,32个蓝色LED,摆放方式如下图。5块绿色LED,两侧为蓝色LED,及224个绿色LED,32个蓝色LED,摆放方式如下图。

摆放灯的时候,如下图,1和16条是蓝色的LED,中间的2-15条是红色的LED或者绿色的LED。
1.JPG
如果使用蓝色LED焊接单色彩的立方,上面这一步就不用管了,16层4096个灯全部是蓝色,每一面都是蓝色,就好了。
然后开始焊接,,就这样一个一个搭着焊接,,,,,,,

直到整个木板每一条都焊完,,一起焊接256个点,,,,,,,
3D16-018.JPG
3D16-019.JPG
焊接完之后用一个2mm后的亚克力条,或者尺子也可以,尽量2mm厚。
然后就这样放在刚刚焊接的那一排脚的那一侧,把立着的脚弯下来,,这时候一定看清了,弯下来的是正极,长的那个脚,不要搞错了,然后注意,最边上这一排不要折,应该看得出是哪一排吧,,,,
3D16-020.JPG
3D16-021.JPG
3D16-022.JPG
折完就可以开始焊接了,,,,,
3D16-023.JPG
3D16-024.JPG
焊完,这一面就ok了,,然后小心翼翼的拔出来,16*16的比较大,慢慢搞就好了,适应了就好,,,,,,,,
3D16-025.jpg
接下来就是这个项目中最最伟大的工程了,,,,,,
果断照着这一层copy16份,,,,,,,,
这个需要点时间,坚持一下就好了,一般也就十来天就焊完了,,
3D16-027.JPG
直到终于有一天,16层,全部焊接完了,4096个灯,全部焊完了,堆起来大概有这么高。
3D16-028.JPG
这时候一定不要急着把灯装到底板,不要忘了每一排灯都需要测试,确保每一个灯都是ok的,每一排,每一层都是ok的,,这个测试是必须的,,不然安装好矩阵后通电发现有灯是坏的,然后想去换灯,我觉得是个幻想。。。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif    测试方法如下,使用3V电池或者5V电源适配器,正极接LED的正极,负极串联1K电阻后接LED负极,如下图,每一个LED都需要点亮测试,确认LED是可以点亮的,以防止LED焊坏或者焊反出现不亮灯的状况。
3D16-028-1.JPG
2.2  焊接控制底板PCB的元器件
接下来把底板上的芯片按照底板焊接图纸焊接完,购买焊接调试好的主板就可以直接跳过这一步,直接组装立方矩阵即可。

按照资料包里面的焊接3D16底板焊接图纸上面的参数来焊接底板。
3D16-028-2.jpg
所有电阻没有极性。
二极管上的负极白线与板子上丝印的三角形方向对应焊接。

所有的IC,圆缺或者圆点与板子上丝印的圆缺或者圆点对应方向焊接。
3D16-028-3.jpg
底座灯长一点的脚对应+正极,电解电容长一点的脚对应图中正极。
3D16-028-4.jpg
焊好的底板如下图:
3D16-028-5.jpg
3D16-028-6.jpg
底板PCB上的针焊接在元器件的反面,如下图,针的焊盘设计为正面焊接,所以只需要将针插入PCB后,直接在针脚正面的焊盘上焊接即可,更加方便。
3D16-028-8.jpg
2.3  组装立方矩阵
把第一层立方插进底板的pin针里面。
3D16-029.JPG
如果使用三种颜色的LED焊接彩色的立方,在这里需要注意一下三种颜色的灯的排列位置,如下:

   16竖排灯矩阵,分别是蓝色的6排,绿色的5排,红色的5排,其排列顺序为【蓝绿红蓝绿红蓝绿红蓝绿红蓝绿红蓝】。
2.JPG
因为16*16*16比8*8大了整整8倍,所以光靠LED是站不稳的,每一层都有40cm*40cm那么大,所以为了让立方更加劳固,在中间加了8根1mm的铜丝,每一层2跟,岔开加了4层。
3D16-030.JPG
然后把一层一层慢慢的插进去,焊接成整体,每一层一层之间的间隔距离为23mm,用铜丝控制好了,确保这时候每一层都是跟水平面垂直,不然做完立方整体就会歪的,如果焊完歪了,就很难整回来了。
直到全部插完。焊接好。
3D16-032.JPG
然后把最后一排多出来的脚剪了,矩阵就ok了。。。。。
然后将每一层都用线拉到底板对应的针脚上,一起16跟,这个线需要粗一点,这个16*16一层是8*8的4倍大,,电流就有4倍大,就算一个led电流最大5ma,这个一层最大电流就有16*16*5ma=1.28A,所以这个线尽量粗一点。。

   然后注意一下,最上面一层焊接在最左边,最下面一层焊接在最右边,这个16*16不比8*8,是必须分清楚左右的,因为8*8只显示了动画,所以看不出来有什么差别,16*16左右反了,出来的汉字就是反的,,到时候要么重新焊接,要么做字幕的时候全部反过来,都比较麻烦,所以提前预防。
3D16-034.JPG
到这里立方的焊接就全部结束了,,
3D16-035.JPG
果断用亚克力框罩着,防止压扁,氧化,灰尘,,,
3D16-036.JPG


制作焊接部分就到此结束,关于动画设置部分,将于下一张帖子详细讲解!



3D16-018.JPG

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木林 发表于 2018-12-11 19:24 | 显示全部楼层
大佬,请接受膜拜
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MDME 发表于 2018-12-12 08:07 来自手机 | 显示全部楼层
棒棒哒
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admin 发表于 2018-12-13 04:37 | 显示全部楼层
用的哪个源码?
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15388781182 发表于 2018-12-15 13:03 | 显示全部楼层
赞一个,太棒啦~
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Arvin0011 发表于 2018-12-24 14:32 | 显示全部楼层
静等资料
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(^_^) 发表于 2018-12-25 18:08 | 显示全部楼层
做个标记,等下一贴
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43820167 发表于 2019-1-5 20:15 | 显示全部楼层
非常喜欢,谢谢楼主分享就等下一张帖子
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nailao 发表于 2019-1-9 21:01 | 显示全部楼层
楼主威武霸气我正在做8*8*8
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sleeper_dreamer 发表于 2019-1-11 19:48 来自手机 | 显示全部楼层
真有耐心
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xunxing 发表于 2019-1-15 21:21 | 显示全部楼层
这是真的强啊
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282313283 发表于 2019-2-12 14:43 | 显示全部楼层
强强强!!!!!!!!!!
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coolbydy 发表于 2019-2-12 15:14 | 显示全部楼层
做个标记,等下一贴
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TRANSHUMAN 发表于 2019-2-13 15:26 | 显示全部楼层
强强强!!!!!!!!
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