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基于51单片机的双电源POV

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基于51单片机的双电源POV

       在51黑论坛投稿,想写的专业点,免得让朋友们笑话,放心的打开IE游览器,在强大的百度搜索中搜索“POV”的字样,结果不尽人意,五花八门的词条中找不到让电子爱好者眼前一亮的解释,无奈之下只能加大搜索范围。功夫不负有心人,终于让我找到了还算正式的解释——“POV LED国外的电子爱好者首先发起的,利用人眼的视觉暂留效应,在运动的物体上显示静态或动态的画面。”对的,这才是这篇文章的主题,这个制作的诞生还要从一次闲逛电子城说起。放假闲的没事干,去电脑城瞎逛,在废品处见到一个光碟盒,下意识的就带回家了。今天无意中把一个裁过的长条洞洞板放到上面,竟然发现刚刚好可以放进去,还可以旋转,顿时一个熟悉的名字出现在脑子里——POV。说干就干,经过一天的硬件加工、软件调试,一个好看的小东西诞生在这个世界上了···闲话少说开始制作部分,让我们先来看看制作所需的元器件吧!

元件清单
元器件名称
数量
洞洞板
1
STC12C5A32S2
1
12MHZ晶体震荡
1
弯角排针
8
CR2032电池 3V
2
CR2032电池座
1
30pF电容
2
4.5V电池盒
1
1.5V干电池
3个 4.5V
开关霍尔
1
电机
1
磁铁
1
       元器件都很常见,相信爱好者朋友们手边都有一大堆。万事俱备,准备制作。常见的POV在运动方式上分类有摇臂式和旋转式两种,供电方式上则有自感应供电、无线输电、双电源供电、机械传导供电这4种常用方式。这里就值得耐心说一说了,因为供电方式直接影响到POV作品的质量。自感应供电和无线输电算是比较高级的供电方法,它们共同的优点是避免了机械磨损,这意味着它们的噪声非常小。但是世上的万物都是有利有弊的,噪声小的代价是它们的电流也比较小,只适合LED数量较少的制作。再来说说机械传导,顾名思义,它的供电是采用电刷跟滑环,通过机械接触来传输电流。这样的方法简单易懂,电流也不存在问题,但是机械摩擦会产生噪音,采用该方案时要做出取舍。看文章的标题,本制作应该是双电源的供电方案了,三节5号或7号组成4.5V的电源给电机供电,两片CR2032给单片机供电。这个方法不用担心电压不稳造成的各种问题,避免了噪音,电流也够用,但是却给电机带来了不小的负载,而且比较浪费电池。本作品之所以采用这种方法,是因为驱动的LED数量不是很多,两节CR2032足够用几天了,加起来的电压是6V左右,在STC12C系列单片机的承受范围内,重量也很小。还有就是我希望这个制作门槛很低,极易制作,所以避免了复杂的无线供电电路和不容易DIY的机械结构,这是权衡利弊之后的结果。当然,如果你有更好的方案,你完全可以对它大做改造并且自信的展示你的创意,我们会共同进步,共同成长,借一句《甄嬛传》中的台词——“这样便是极好的”。说完了供电方式再来说说运动方式,细心的朋友看过元件清单后肯定猜到了本制作是旋转式的了,所以在电路板焊接之前,旋转结构的搭建也很重要。底板就是那个捡来的CD盒底座,(图一)

       在其背面先用尺子比在任意一条直径上,用圆规尖或刻刀轻轻的划出一道痕迹,注意能看到即可不要太用力,然后在用相同的方法划一条与其垂直的直径,交点就是圆心。用电钻打眼扩孔,大小为电机下部刚刚好露出引脚。用导线将正负极从底部引出(图2)

然后使电机与底板垂直,用热熔胶固定牢固。(如图3)

       到此,旋转结构制作完毕。轻轻的把电脑放到一边,打开烙铁的开关,再把电路图点开大图显示,嗯···我们开始电路的制作!

       电路图如图4,(程序下载口图中未画出)

       电路很简单,只是牵扯到贴片LED跟包漆线飞线的焊接,烙铁温度在350°左右为好。先从大的洞洞板上裁下一块长方形的,用来放置单片机跟电池,长度跟宽度刚刚能放到CD盒里为好。有一点值得一提,长和宽的焊盘数最好都是单数,因为这样电机的转轴在正中间,两边的长度一样以避免转动时离心。电池跟单片机分布在洞洞板的两头,建议先在一边的末端焊接单片机,完成之后在板子的对称轴上用尺子等物体做支点,调整电池的位子,达到平衡时再焊接电池。最后焊接晶振,电容以及下载程序用的排针,完成的样子如图5。

            接下来焊接LED显示板,显示板是由16个贴片LED显示单元组成的,颜色可以自行搭配,但是要注意,尽量使用驱动电压相似的颜色做搭配,避免亮度不一的瑕疵。贴片LED是直接焊接在洞洞板背面的,与单片机则是用包漆线飞线连接,焊接时先在一侧焊盘上加少量锡,再用镊子夹起LED从一旁水平插入,先撤烙铁,待到锡凝固后再松开镊子,焊接时间不能过长。另一侧焊接就比较容易了,只是要记得连带包漆线一起焊接。不用怕漆皮掉不了,经本人实验,在烙铁温度350°的情况下5秒左右即可。焊接完成的板子如图6所示。  

       所有LED焊接完成后,我们来说说两块板子的连接方法吧。连接是用弯角排针焊在两块板子中间,刚好使两块板子相互垂直。(如图7)

       为了正面的美观,包漆线的另一端也是直接焊接在单片机所在洞洞板的背面。焊接的时候小心烙铁碰到左右的线,避免发生短路。稳妥起见,焊接完成后需要用万用表测试。最后,把霍尔元件大头朝下的焊接到单片机那一侧的边缘上。(如图8

            好了,到这里,你已经完成了99%了,好奇的朋友可能会问;“还差的那一点是什么?”哈哈,这一点其实就是板子跟电机轴的连接啊!可别小看这一点,它可是非常重要的。你想啊,如果连接不牢固,在别人欣赏你的作品时,一块不明物体高速飞驰而出,额···POV摇身一变就成了武器了!回到我们的问题上,我想到的固定方法是这样的,用电钻在板子上扩一个跟电机轴大小差不多的洞,(如图9)

       然后把板子往电机轴上插,可能会有一点紧,但是这正是我们需要的。如果太紧就在扩 大一点,多试几次就会找出刚刚好插进去的大小。调整好板子的高度,不要让板子底部与电机有摩擦。给电机上电试一试,这样已经很紧了对吧?但是为了保证万无一失,再往唯有的一点空隙中倒入三秒胶,这样,板子就稳稳的跟轴结合在了一起。(如图10)

       最后,用下载模块把程序下载到单片机中(源程序跟HEX文件在最下方),嗯?没有灯亮啊!别紧张···这是因为霍尔元件要与它的好朋友——磁铁 一起才能正常工作的。拿一块高度适当的磁铁,形状任意,在霍尔的正下方放置,给单片机上电,如果灯全亮,则工作正常,如果没有反应,就把磁铁倒转方向,因为霍尔是有极性的。如果反复转动都没有亮灯,就把磁铁往高点试试。找到合适位置后用热熔胶固定。到此,所有的制作完毕。(如图11)


       最后来说说字符更改的方法,因为字符的显示类似于点阵屏,所以用到了取模软件。我常用的是一款叫做“晓奇工作室多用取模”的软件,该软件属于免费软件,功能强大,非常适合初学者使用。取模的参数设置如图所示:

       设置好参数后点击右上方的“参数确认”,再往下方的输入栏里输入需要的文本,之后点击“输入字串”就得到了字幕的十六进制码。之后粘贴到程序的数组中,到这里已经完成一半了,最后只要按需更改while循环中的参数即可,修改方法如下图:

       POV可以按照我们的意愿显示字符了。快点自己动手更改吧!无论是显示出温暖的文字送给家人,还是闪烁出真挚的问候送给朋友,亦或旋转出浓浓的爱意送给爱人,相信我,这种独特的方式会让你的讨好事半功倍。

       关掉电灯,与家人朋友凑在一起,打开电源,美丽的灯光在空中划出一道美丽的弧线,像魔术般的,空中闪出温馨的祝福话语,在家人朋友的赞叹声中,感受电子DIY给你带来的无穷乐趣吧!

效果图:






小橙出品,必属精品
请大家多多支持宅晓橙


源程序及HEX文件:
LED POV.zip (27.7 KB, 下载次数: 76)

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沙发
ID:263813 发表于 2018-1-5 15:40 | 只看该作者
就像知道如何给单片机供电的?
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板凳
ID:272206 发表于 2018-1-6 07:37 | 只看该作者
是靠2颗纽扣电池供电,
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地板
ID:89286 发表于 2018-1-6 07:58 | 只看该作者
thanks for sharing
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5#
ID:160690 发表于 2018-1-9 22:55 | 只看该作者
cpfmly 发表于 2018-1-5 15:40
就像知道如何给单片机供电的?

楼下说的对,两节CR2032
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6#
ID:125648 发表于 2018-1-26 15:29 | 只看该作者
看楼主的帖子就是欣赏艺术品,膜拜
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7#
ID:86689 发表于 2018-5-8 22:57 | 只看该作者
感谢分享
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8#
ID:153760 发表于 2018-5-21 16:11 | 只看该作者
谢谢分享
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9#
ID:153760 发表于 2018-5-21 16:11 | 只看该作者
谢谢分享啊哈哈哈哈
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10#
ID:356535 发表于 2018-6-22 00:00 来自手机 | 只看该作者
楼主,能否联系我,我有应用需求
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11#
ID:356535 发表于 2018-6-22 00:01 来自手机 | 只看该作者
qq 1457303635
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12#
ID:356605 发表于 2018-6-22 14:31 | 只看该作者
楼主做的不错的,为你点赞。
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13#
ID:517951 发表于 2020-11-15 10:32 | 只看该作者
很漂亮的作品,
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14#
ID:540334 发表于 2021-9-25 02:10 来自手机 | 只看该作者
感谢楼主分享!我有点看不明白,发光二极管到底是共阴极还是共阳极?图中是共阳极,那么应该是接VCC才对啊
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15#
ID:976767 发表于 2021-12-9 14:34 | 只看该作者
Aizlna 发表于 2021-9-25 02:10
感谢楼主分享!我有点看不明白,发光二极管到底是共阴极还是共阳极?图中是共阳极,那么应该是接VCC才对啊

共阳,原图不小心画错了吧
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