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单片机+光立方制作完全资料【非常详细】

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楼主
  虽然有着失败二字,只能说是器件选择和限流电阻选取出了点问题,代码有待优化,总体感觉还是凑合的。制作过程可丝毫不掺水啊,如果大家在制作过程中有所不懂得,可以随时问我哦~51黑论坛留言即可,下面进入主题。
       五一长假漫漫,时间很充分,正好有时间去干那些因为时间不足而搁置已久的一些想法,首先想到的是做一个光立方,器件年前就买了,因为时间问题被长久搁置了。
      之前论坛已经有人晒过,在此我将详细的向大家解析一下光立方的制作流程,望大家喜欢。先上资料:
光立方原理图.pdf (63.29 KB, 下载次数: 2724)
ULN2803_DataSheet.pdf (85.29 KB, 下载次数: 1051)
74HC573_DataSheet.pdf (61.23 KB, 下载次数: 736)
3D8光立方取模软件.rar (28.99 KB, 下载次数: 1201)   
此软件在部分XP系统上无法使用,解决办法唯有换电脑了,找遍整个互联网,我没找到适合我电脑使用的,可能是我的电脑比较特殊吧!但此软件为可用软件。我在同学电脑上用过没问题。
光立方_原始程序.rar (83.83 KB, 下载次数: 1847)

原理图截图:

首先是前期准备工作,器件的选取,我的器件清单如下:

      LED选取:如果有条件的话可以使用7色彩灯,视觉效果将会更好。或者是长方形发光二极管,方便焊接。
       后来由于光立方LED亮度过低,我将1K限流改成510R电阻,效果好多了。

      制作前先按照下图(此图直接采用网络图)对小灯进行弯折处理(如果看不懂的话,请努力发挥自己的空间想象能力,之后就会豁然开朗的),这是一个漫长而痛苦的过程,建议每天睡前折一些,我断断续续干了近十天吧!(五一前虽然大块时间没有,但是每晚折小灯的时间绝对是有的)实际焊接时,请注意变通,每一层都会有一行需要多弯一下的,以实现共阴处理。

        主要器件如下:

       先在万用板上规划一下光立方小灯之间的间隔,建议2CM为宜,用铅笔或者彩笔在板子上确定64个点,以方便下一步操作。
      找一块木板,最小是20*20CM,我找的时候费了点劲,采用爆破拆出来的 ,然后把万用板放在木板上,四角用大头钉固定(以确保扎点时位置不变),用圆规进行采点,记住是64个点,是7*7的方格。不要因为计算错误,以适用万用板而导致光立方间隔过密。

        采用手钻打孔,不直接用大钻,是防止打孔过程中,孔洞打偏。

       大钻扩孔,钻头选择要适宜,防止LED小灯插上后不稳,或者插上焊完取不出来,我采用的是2.8/2.9的钻头。游标卡车是为了测钻头大小的。

        焊接时,建议一列一列的焊接,(层共阴,列共阳)这样操作起来比较容易,防止全部插上在焊接时,过多的小灯产生阻碍,由于我是左撇子,所以我是从右向左焊接。这是焊接好的第一层。焊完之后,现将小灯阳极管教理顺,与共阴平面呈垂直关系,以方便之后焊接。将LED点阵层起下的时候,为美观起见,请注意不要破坏小灯的相对位置及高低层次,(为了增强光立方坚固度,建议,每层上跨接一些硬些的细铜丝)。
      经坛友 1006110218提醒现补充:焊完一层后切记要记得检测是否有小灯在焊接过程中损坏。检测方法如下:层接地,即阴极接地,用一个串有1K限流电阻的导线接5V,然后依次接小灯阳极。

        主控电路焊接,焊前首先考虑布局,此电路板尺寸7*12,有点小,但是好歹排上了,如果空间足够的话,建议限流电阻接在LED阳极上(即74hc573的输出端),晶振放IC座里侧能节省部分空间。

       背面图如下

         进行主要跳线后,跳线尽量要美观些。

         主控焊接完成后的背面图。

        正面图

         插上芯片后的效果图(请注意我把P3^0,P3^1管教引出了,以方便下载调试使用,毕竟调试时需要好多好多次下载来回插拔芯片绝对崩溃,但不建议使用锁紧座,太占地方,而且看起来不协调。)

         主控做好了,进行光立方之间的层层连接,由于焊接过程过于枯燥,所以建议焊完八层LED后,再焊控制板,最后在进行光立方的层层连接。焊接过程注意每层之间的高度,以及是否四角等高,别到最后才发现有一角低了。方法:四周架立柱,之后层层间用横梁支撑,直尺定高。

          一开始用的是吃饭剩的一次性筷子,后来筷子不够,灵机一动上锯条。

          焊完后的光立方,自我感觉良好,不过由于小灯弯折有点参差不齐,所以个别地方不是太美观。

          焊接底座时建议一列列得插,以减轻插接难度。毕竟64个小灯引脚不是那么好弄得。

          进行跳线。不要随意跳线,要有一个统一的顺序,这样编程时方便些。

           使用杜邦线进行连接。

           最后拍了下视频,由于小灯质量限制,以及限流可能有点大,所以最后效果不是太好,但是切记限流绝对不能省。



论坛用户tsj1992 的程序移植到我的光立方的效果图(限流电阻已改为510欧姆)配乐为青春纪念册。希望tsj1992 不要介意啊! 开学了,不想弄了,有时间再继续研究下程序吧!程序是我的伤……


问题解答区

1、LED接的时候是共阳的吗?573是控制一层LED,那么层与层之间怎样处理啊,假设每层的阳极都接在一起,这样就会有8根线,这8根线怎样接到底板上而不会影响美观?
答:层共阴,列共阳(即曾与层之间的连接),记住是每层的阴极连在一起,曾与层之间的阳极焊在一起。最终达到有8个阴极,64个阳极的效果。杜邦线连接,是在板上哦,我用的是8根灰色杜色邦线连接8层的共阴引脚,颜色相近,所以美观问题不算大,帖子照片上有效果图。
2、还有那个2803的技术及资料不是太明白,是说输入+5V电源就能输出50V/500mA电流吗?不过500mA是不是不太够用啊,LED工作电流,就算每个10mA64个也600多了啊?
答:按你假设:最大输出500ma,不够用,这确实将是个问题,但是500ma差不多,因为极少数情况下点亮的小灯超过80个,一般是64个左右,相当于每个小灯5ma的电流。但是你想过限流电阻吗?我采用的是1K电阻限流,既然有1K的限流电阻,那么说明最大通过每个引脚的电流为5V/1K=5ma,所以通过每个小灯的电流不会超过5ma,但是点亮小灯的多少直接影响光立方整体效果,毕竟小灯也总有内阻啊!(切记不要轻易修改限流电阻的大小,小灯质量有好坏,性能不平均,所以不要因为一个小灯接220R限流能用,就盲目地认为所有的采用220R限流都行,更不要不用限流,网上有一个人因为接220R电阻感觉小灯亮度有点暗,就拿掉了,然后他在网上问,为什么有些小灯不亮了,你认为原因是什么呢?)。
3、每层的驱动电流大概是150mA是吗?
答:请问这个是你怎么得出的啊?我的理解是每层电流多大是根据你点亮小灯的个数而决定,没有定性的多少ma。
4、你那个P0口是干什么用的?
答:P0口接的是每个74573的输入端已进行图形控制,你如果想问74573的作用是什么?他是通过片选来控制P0口的信号控制,是对IO的拓展。片选的切换,意味着573芯片的切换,也就意味着LED阳极管教的切换。
5、帖子里你说是层共阴列共阳,那么8个层阴极端子是不是接2803输出口,64个列阳极通过74ls573和单片机连接,那样的话不就是由单片机提供电流了吗?单片机能提供那么大的电流吗?电压也不够啊?
答:请先弄明什么是层共阴,列共阳。不明白的话你如何焊接,焊的每一层是在阴极相连的基础上进行的。细细品味一下。ULN2803相当于驱动作用,要不然,你认为单凭一个IO口能点亮那么多小灯吗?
6、是不是只要在uln2803处接限流电阻就行了,不用每个LED都加限流电阻吧?
答:光立方的连接是阴极连接74573输出,阳极连接ULN2803输入那么随便阴极或阳极一端加限流都行,但是你要明白:总共有64个阳极。8个阴极,哪个方便些啊!但是我建议的是你在确定限流最小值后把限流接在阴极上,虽然焊起来麻烦一丁点,但是效果可能会好些,我是迫于板子大小刚够,所以才在ULN2803的输出上接的限流,但是感觉效果不是太好,单论安全性上,64个限流比8个限流安全得多,切记焊接前先测电阻阻值,别不小心掺杂了小电阻,这样的话,一个不小心你的努力就白费了,制作过程中,心情愉快为大,一旦急躁,那么后期制作的质量就会下降,或者直接使制作破产。

由于自己能力有限,不敢说已经弄透,所以我的观点只是一点建议,并不代表绝对正确。同时,由于实验室没有网,短期内无法恢复,上网困难,所以回答不及时之处,望请见谅。

疑问解答会根据网友提问进行不定期更新,欢迎大家关住

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来自 2#
光の勇者 发表于 2014-4-3 09:14 | 只看该作者
你那些LED是雾状的还是透明的那种啊,我买了雾状的那种焊接的时候坏了很多,不知道是LED的质量问题还是焊接过程有问,人家都是这样焊接的,不过我用红发红色的LED就没问题,一次全部成功。我的烙铁都已经接地线了,但还是坏了,焊好一面之后测试好所有LED,但装上去跟其他的连一起的时候又坏了,而已击穿了还导致其他都微亮,非常的郁闷。你选用的是哪种LED,给个链接看一下!
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板凳
fvgk2004 发表于 2013-6-13 16:24 | 只看该作者
正想做呢,下来参考下,谢谢了, 51Hei(51黑)论坛有你更精彩
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地板
zkblzg 发表于 2013-7-4 22:19 | 只看该作者
fvgk2004 发表于 2013-6-13 16:24
正想做呢,下来参考下,谢谢了

(51黑)论坛有你更精彩
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5#
zkblzg 发表于 2013-7-4 22:21 | 只看该作者
(51黑)论坛有你更精彩
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6#
单板哥之旅 发表于 2013-7-4 23:44 | 只看该作者
这个效果实在太牛逼 太诱人了 我也做
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7#
单板哥之旅 发表于 2013-7-4 23:45 | 只看该作者
终于找到组织了 51hei
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8#
L-JUN 发表于 2013-7-15 18:29 | 只看该作者
51黑有你更精彩!!
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9#
匿名  发表于 2013-7-16 10:29
真的很好呢,itngbucuo
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10#
匿名  发表于 2013-7-17 08:23

只剩下赞了
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11#
人生过客 发表于 2013-7-20 11:37 | 只看该作者
看起来很不错
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12#
kxm2008 发表于 2013-7-21 08:16 | 只看该作者
谢谢楼主的东西
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13#
shanweiheng 发表于 2013-7-21 11:03 | 只看该作者
好漂亮啊,,,我小白,,做不出这东西。。
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14#
遗忘jy 发表于 2013-7-25 20:12 | 只看该作者
楼主强大
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15#
查农王伟 发表于 2013-7-25 22:42 | 只看该作者
楼主强大
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16#
小新 发表于 2013-7-29 11:22 | 只看该作者
去仔细看完全文,觉得楼主是下了很大的功夫的。
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17#
鲜の水晶葡萄 发表于 2013-7-31 19:27 | 只看该作者
高手在这里
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18#
ymh1314520 发表于 2013-8-6 16:10 | 只看该作者
很不错的东西
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19#
wfzhaoyuwei 发表于 2013-8-8 22:32 | 只看该作者
终于找到组织了 51hei啊
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20#
匿名  发表于 2013-8-9 20:03
第一个视频的 歌曲 是什么名啊  好好听啊  那位大仙赐教一下
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21#
小新 发表于 2013-8-12 14:57 | 只看该作者
我也做了一个,感觉效果很不错。
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22#
00我的梦 发表于 2013-8-12 19:10 | 只看该作者
我都买好了,就开始开工咯
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23#
00我的梦 发表于 2013-8-12 19:43 | 只看该作者
做一个做一个做工个
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24#
一首因为了解 发表于 2013-8-16 19:31 | 只看该作者
不错不错
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25#
一首因为了解 发表于 2013-8-16 19:31 | 只看该作者
好想自己做一个
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26#
czxsyqh 发表于 2013-8-17 21:45 | 只看该作者
也想做一个。
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27#
陨落的Einstein 发表于 2013-8-18 13:40 | 只看该作者
楼主,什么原理?8个锁存器控制8*8立柱+8个驱动控制8层?
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28#
跃86 发表于 2013-8-27 19:21 | 只看该作者
不错  厉害的
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29#
Sean张斐 发表于 2013-9-3 18:02 | 只看该作者
好棒!
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30#
sunfengger 发表于 2013-9-5 10:33 | 只看该作者
请教各位大神,2803驱动光立方,应该驱动的是光立方的阳极把,而且2803只有一个,所以说光立方应该是层共阳,列共阴,最后得到八个阳极,64个阴极,请问这个对吗
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31#
冷夜辰 发表于 2013-9-11 18:45 | 只看该作者
今天买了元器件。。。等到东西来了就动工。。。。哈哈哈。。。。这两天先把图画好。。。原理搞清楚。。。
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32#
红泥 发表于 2013-9-12 20:34 来自手机 | 只看该作者
很详细的呢,不过为什么要888的呢?可以用444的,只要一片51就可以了,,,,,,省财省时,,,xd,,,
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33#
量子力学的 发表于 2013-10-8 13:06 | 只看该作者
不错 不错  
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34#
路在脚下 发表于 2013-10-8 21:23 | 只看该作者
非常好,我可以自己做了
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35#
无ya 发表于 2013-10-10 12:57 | 只看该作者
大神我太崇拜你了  我明天就买元件 开工
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36#
wentao 发表于 2013-10-11 10:55 | 只看该作者
不错,这个帖子我太喜欢了,实际做的时候再请教你吧
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37#
13620819446 发表于 2013-10-13 23:09 | 只看该作者
不错过来看看
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38#
幸福维修站 发表于 2013-10-14 12:40 | 只看该作者
好赞!!!!!!!!!!!!!!!!!11
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39#
殤华♂嬗年 发表于 2013-10-14 13:07 | 只看该作者
终于可以自己去试一下去制作了  嘿嘿
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40#
殤华♂嬗年 发表于 2013-10-14 13:23 | 只看该作者
楼楼能将论坛用户tsj1992 的光立方的程序打包给我么,谢谢,我在论坛上没有找到
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41#
769928318 发表于 2013-10-14 16:06 | 只看该作者
不错的创意
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