自制一个永不过时的8x8x8LED光立方

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LED光立方永远不会过时。

不过单单是构建LED立方体就非常耗时,驱动这些LED立方体的电子电路对于入门级爱好者来说可能相当复杂,并且如果出现问题可能不容易排除故障。

今天,我们就来介绍如何做一个我们自己的8x8x8 LED立方体,希望入门级爱好者能够顺利完成它。

一个8x8x8的LED立方体由8x8x8=512个LED组成,我们不用一次控制所有这512个LED,只要以极快的速度一次控制64个LED,由于视觉暂留效应,我们看到的就好像控制了所有的LED。

学习这个项目,需要具备一些基本的焊接技能、了解一些基本的电子知识、熟悉Arduino。

尽管这个项目会非常耗时,可能需要相当大的投入,但在完成的那一刻,会觉得还是蛮值得的。

材料

  • Arduino Nano
  • LED(5毫米)512个
  • 100Ω 电阻器
  • 2N2222 NPN晶体管
  • 74HC574八进制D型触发器
  • 120引脚的IC插座
  • 816引脚IC插座
  • 15V电源
  • 公接头
  • 母接头
  • 带针座的连接器
  • 连接导线
  • 剥线器
  • 烙铁
  • 跳线
  • 切割器/剥线钳
  • 尖嘴钳

效果演示

测试LED

第一步就比较费时间。

因为是8x8x8的LED光立方,所以我们需要512个LED。

第一步是测试所有512个LED,你可以用一个3V的锂电池来测试各个LED。

这一步很关键,因为一旦我们开始焊接,就很难把它们拆下来。

扩散型和透明型LED的对比

显而易见:

处理LED针脚

首先将短的那条腿(阴极)弯曲成90度角。

完成之后,用钳子剪去多余的部分,最后应该是这样的:

然后把其他的511个也一样处理了……

创建分层

每一层都是8×8的LED矩阵组成,一共由64个LED组成。

我们先拿一块中纤板(MDF),间隔2.5CM的距离上依次打孔。

然后放置LED并开始把所有阴极焊接在一起。

具体操作

为了增加稳定性,在LED之间焊接一些连接导线。

先用工具拉直:

然后穿过LED的孔:

除了充当支撑杆外,这些导线还将使该层的所有阴极短路。

两侧也分别加一条充当导线,

修剪掉多余的部分:

现在,再测试一下LED的情况,因为在这个阶段更换有问题的LED会比较容易。

把完成的层放在一边,

照葫芦画瓢,继续制作好剩下的其他七层。

组装LED

在完成了八层之后,我们现在垂直堆叠这些层。

这边注意,每根都插入阳极的孔里面,然后焊接。一共64根。

完成之后的样子:

接着我们开始逐层焊接。

期间我们可以用尺子,或者一块小木片来辅助,更好地确定每层的层高。

往后几层也是,以此类推,

叠加完八层后,完成的结构看起来是这样的:

电路部分

电路图

下图显示了使用Arduino Nano的8x8x8 LED Cube的完整电路图。

组装电路

项目作者已经为这个项目设计了电路。

74HC574集成电路被连接到LED立方体的阳极、Arduino Nano、晶体管和电源上。

连线焊接:

在底板上同样焊上线,然后理线:

将底板的线与电路板连接,然后放入盒底。

烧录代码

将做好的光立方连接上电脑:

烧录代码,看看效果吧!

整个项目,原作者大概花了近20个工作小时(包括测试LED、弯曲和切割LED、制作8个LED层(每个层由64个LED组成)、拉直导线以增加抗拉强度、垂直堆放各层、设计PCB、蚀刻PCB、在PCB上焊接元件、把LED立方体连接到PCB上、烧录代码并测试效果)。

总的来说,整个过程还是非常锻炼耐心和细心的。

希望动手的小伙伴们都能成功!

原项目英文链接:https://www.instructables.com/How-to-Build-8x8x8-LED-Cube/

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