光立方制作方法.docx

光立方的制作01、LED灯珠，最好选择长脚5mm，雾状（乳状）蓝色的灯珠，效果更好。记住，长脚的，不要短脚的，3mm的也可以，当然也能自己换喜欢的颜色，仅仅是推荐蓝色。（话说我就是短脚的，结果效果很不好。）价格在70-90元一包，一包1000个，店家不会散卖的。02、74HC573，8个，记得要1-2元左右的，太便宜的可能是用过返新的，IC芯片都是一分钱一分货，便宜的全是旧的，别老想着贪便宜。（建议买十个，多买两个以备特殊情况。）03、UNL2803，1个，这个便宜，要0.5-1.5元的就行，同样建议买俩。04、IC座，9个，不过一般商家不会单卖，一卖就得卖10或15个，这个可以多买点，记得买20P的。一般0.2-0.6元一个。05、焊接飞线，自己有导线也行，一定要结实耐用，准备10米，一定要多准备，我仅仅焊接一个9cm*12cm的驱动板就用了6米的飞线。06、电阻，基本上100-500欧都可以，我用的是220欧的，用来接在UNL2803上，给LED分压。不过最好是100欧的，其实2803不加电阻也完全可以。一般都是卖一包，很稍有单卖的，一包12-18元，买精度低的就行，精度低的便宜，12-15左右。07、排针，用来焊接，这个就不多说了。0.5元一排，40个。08、杜邦线，8p的4个，2p的1个，建议多买点，以备不时之需。0.25元一根，记得买30cm的，短的不好使，8p的一般0.8-1.2元。09、3节一体的电池盒，用于装3节5号南孚电池。1.2-2元。10、南孚电池，一板，5号的。这个木有价格木有图。11、洞洞板，初学者建议用面积比较大的，15cm*20cm的，别买太小的，不好焊接。（话说我用的是9cm*12cm的，结果焊的时候那个纠结啊。）稍微好点的8-16元，用单面覆铜的就行。12、木板，用来做模具。尽量找光滑的，容易打眼的，塑料板也行。13、电烙铁，30W或40W的，如果有经济条件最好买防静电的，带焊台，手头不宽裕那就买十几块一个的普通电烙铁就行。7-30元，价格具体看质量而定。14、防静电镊子，一个，用来夹灯珠，最好是塑料的。1-3元。15、单片机系统，懂行的可以自己焊接，初学者建议去网上买一套51最小系统板，推荐奥能特旗舰店（不是打广告），他们店的板子可以直接用USB下载，这样笔记本很方便。一套板子42元，不能算最便宜的，但绝对好使。16、热熔胶枪，用于后期的驱动板线路固定及美化。10-40元，价格具体视质量而定。17、热熔胶棒，可以多买点，一定要和你买的胶枪直径相配套，一般0.3-0.8元一根，先来十根的。18、STC12C5A60S2芯片一个，这种芯片内存大，有60K的FLASH空间，比奥能特旗舰店的STC89C52好用，可以用来存储较多的动画。19、尖嘴钳子，一把。20、焊锡，有条件的最好用无铅的，没条件的就跟我一样用10块钱一卷的吧。无铅焊锡30-80一卷。21、万用表，最好是液晶屏显的，这个可以在实体店买，价格视质量不等，35-100元。22.网线，2-3米，普通网线即可，散装的便宜，不用接头。2-10元。【灯体焊接】下面开始制作，对LED的脚进行折弯，LED有两个引脚，长的接正极，短的接负极，本方案采用层共阴、束共阳的办法，就是每层64个灯珠的负极接在一起，每束8个灯珠的正极接在一起。具体如下图1：注意要从距灯珠2mm以下开始折弯，避免折角过于靠近灯珠导致引脚断裂。正极折两个弯，先向外折2mm，再折回来，这样便于焊接。不要慌不要忙，耐心地完成512个LED的折弯工作，折弯后，我们开始模板的制作，用你找到的可以打眼的模板或者塑料板，像下图2一样打出8*8的64个眼，一定要规则整齐，否则直接导致焊接效果不均匀。打眼的内径应和你买的LED相匹配，不能太小也不能太大，正好能把LED的灯珠按进去即可。之后对你辛辛苦苦折过弯的LED灯珠进行焊接吧！如下图3：焊接的方法这里我就不累赘了，大家可以百度，可以谷歌，还可以搜狗。但是焊接的时候要注意除静电，不除静电的危害是很大的（话说我制作的时候不会除静电，焊坏了十来个LED，其中有两个是最后把8层全部接起来后才发现坏了的，都郁闷死我了，光拆下并换上新的灯就费了我两个小时。）以下是我总结的几点焊接除静电的方法：1.有条件的当然可以购买防静电焊台，五十到二百大洋不等，这是最好的方法，但我木有这个经济实力，我唯一的焊台就是宿舍的破桌子，偶尔垫一本高数书_。2.木有防静电焊台的童鞋们可以找一根导电性良好的带绝缘层的导线，一段捆在焊头的末端，就是这个样子的，另一端和大地相连，比如三口插头的地线口（不推荐，因为很多插座坑爹，地线根本不给接地），也可以连接在暖气片上（我就是这么干的），或者另一端拴一个铁块放在地上，总而言之只要和大地保持良好接触就可以。注意别碰到那根接地导线，小心别被烫到。3.还可以利用电烙铁的余热进行焊接，因为静电主要来自电烙铁电源，只要电烙铁插上一段时间有足够的热量能用来焊接后，就可以拔下插头切断电源，利用余热进行焊接，不过这种方法比较费劲，可是很有效。4.在天气干燥的时候人体也会产生静电，除人体静电最有效的方法就是光着脚丫子踩在地面上进行焊接，这样肯定不会有静电，嘿嘿。焊接的时候一定要保证LED引脚的干净，不然很不容易焊接，焊出来也很难看。可以利用松香、焊宝等助焊剂，焊完记得用肥皂或洗涤灵洗手，焊锡是有一定重金属毒性的。焊接完成后应该是这个样子的（一层的阴极用导线焊接在一起）：4利用LED自身引脚的硬度及焊锡焊点的机械强度，我们可以保证一个层能够较为结实的连接在一起。焊接完8个层后，再把八个层连接起来，这样，一个完整的LED灯体就出来了。（每束的阳极焊接在一起，一共64束，每层的阴极焊接在一起，一共8层。）上图5最上面一层是64束的阳极（正极），最左边一束是8个层的阴极（负极）。总共引出64+8就是72个引脚。这72个引脚用来接到驱动板上。这就是我简陋的焊接工作台，我连8*8的模具都没做出来，只能做了个一排的。里面有个灯坏了，我只能这样进行替换，看着就蛋疼。【驱动板焊接】驱动板的焊接需要自己提前设计9个IC芯片（8个74HC573和1个ULN2803）的位置及输入输出口的位置，自己安排布局。这里我不多说，只要根据自己买的洞洞板大小合理设计，便于焊接并便于布线即可。这里我列出各个芯片的规格：这个是74HC573的封装图，让芯片的那个半圆形缺口朝上，从左上角开始逆时针数，分别为1到20号引脚。其中1号和10号引脚接5V直流电源（以下简称DC）的负极，就是图中的GND（表示接地端，接负极就行）；11号引脚接到STC单片机的P2口，一共8个573芯片，对应接到P2的0-7口（这个在买的单片机最小系统上有标识）；20号引脚接到5V DC的正极；2号引脚到9号引脚接到单片机的P01-P07;12号引脚到19号引脚接到一排8个LED的束。下面是我自己拿画图工具画的封装表示，画的特难看，不喜勿喷。还有UNL2803的封装图：其中1号引脚到8号引脚接单片机的P10-P17；11号引脚到18号引脚接LED的8层，可以在引脚和LED层之间加一排电阻，阻值在100-500欧，用来给LED分压，防止烧坏LED；9号引脚接5V DC负极；10号引脚接5V DC正极；焊接的时候先焊接IC座，因为直接焊接芯片有可能电烙铁温度会把芯片烧坏，等IC座焊好之后再把芯片插上。焊接时一定不要有虚焊的地方，因为焊点和飞线很多，焊的时候一定要细心，后期再想修改就很麻烦了。还要注意飞线一定要焊接牢固，不能有松动，焊好驱动板并测试无误后可以用胶枪把洞洞板背面的焊点和飞线全部粘死，这样就再也不会松动了。我就是这么干的，不过我的飞线有短路的，后来只能再拆一遍重新焊接，蛋疼死我了。下面是原理图直接放大图片，一共有8个573，所有573的2到9号脚都接P0的0到7，那根大粗线不是连在一起的意思，而是表示是8跟线。千万不要焊错了。焊接时把所有的输入输出口都接上排针，这样便于以后的拆卸与清洁。驱动板的所有正极和负极都可以接在一起，都是接5V直流（3节5号南孚就行）这个是我原来飞线有短路时候的照片，很乱很乱的，因为洞洞板面积很小，图中那个连着胶的飞线就是断路的那根，除去那根还有两根不知道什么时候断路的线。下面是我重新修改的照片：这次焊的时候就很小心了，先焊正负极（黑负红正），再焊P0的那几个。未封胶之前。为了防止线折断，我特地在每两个焊点间多留出一厘米的线。这个是正面，我单独引出了正负极接口，并把所有的573输入口焊上排针，因为嫌麻烦，输出口我没有焊排针。焊的时候一定要记得自己的线都连在哪儿，最好像我一样做上标记，新手很容易被乱七八糟的线弄得一团糟。【整体连接】完成了灯体和驱动板的焊接后，是不是越来越有信心了呢？别着急，接下来我们把灯体和驱动板连接起来。最好自己能找到一个底座，将LED灯体的64个正极束引脚插到底座上，这样更加美观。利用网线将64个LED的正极束分一排8个为一组，一共8组，用网线分别与驱动板的8个74HC573的接口相连。网线的另一端直接焊接在那64个正极束上，最好能用热熔胶封上，防止再发生断线的情况。这里建议先将杜邦线剪下，将杜邦线的头和网线焊接在一起，然后用医用胶带和塑料布捆扎严实，这样就可以直接和之前焊接的排针连在一起了，使用更加方便是不是呢，亲具体如下图：这个是我的底座：侧面那一束线是8个层的负极。相信有了之前的焊接，这里的连接就显得比较简单了，我就不多废话了。【加载程序】以上便是光立方全部的硬件制作过程。因为光立方的程序是一组动画，仅代码就有1500行之多，所以我就不教大家具体怎么写程序了，这个也不是十天半个月能教会的，需要有一定的C/汇编和51应用基础。我就只教大家下载程序。我在这里以奥能旗舰店的51最小系统板为例进行讲解，因为在win7和xp系统下软件版本不一样，而且他们店里的板子是直接用USB就可以下载的，而传统的下载方式是采用9P的串行接口，如果想具体了解如何进行程序下载，可以call我_如果你用的是奥能特店里的东西，他会给你一份系统板子的资料，里面有你所需要的下载软件。就是这个：打开后出现如下界面：你只需要在左面的一栏操作就可以了，因为右边的那一栏我看不懂是神马玩意。首先，选择芯片型号，就是大家买的STC的芯片；然后，打开程序文件，就是后缀为“.hex”的文件，这个我随本说明书一起打包压缩了。其次，选择com口，这个可以从设备管理器里找，当你插上USB数据线并连接单片机后，就可以在设备管理器中找到它是哪个com口，（别告诉我你不会找设备管理器。）如下左图：这个com口可以更改，如上右图，选择高级根据自己的电脑接口选择相应的com口，就是下面这样，如果com口正确，在你下载时com口右边的那个小灯是绿色的，否则为灰色。然后点击下载； 在下载前不要打开51板的电源，应该是先点击下载，再打开电源;之后出现如下提示：这时候打开51板的电源，出现如下提示：最后是下面的样子，显示已加密，并且成功数增加一位，就表示程序下载成功。恭喜你，一个由你亲自动手制作的光立方完成了。是不是迫不及待了呢？嘿嘿，赶紧用8P杜邦线连接好借口秀一下吧！再把上面的图贴一遍