光立方由若干个二极管led灯以立方体形式搭建,444、888、161616甚至更多,又由单片机、锁存器、译码器等电器元件驱动,形成立体动画效果。其中888光立方最为常见。
例如:888光立方是由512个发光二极管按照立方体的方式搭建焊接起来的,有层共阴束共阳和层共阳束共阴两种方案,每一层有88个发光二极管,共8层。用c语言编译单片机程序使自定义动画效果得以实现。
光立方工作原理
光立方简单讲就是用单片机控制很多规则排列的LED的亮和灭。
1、单个LED的控制方式
先了解单个LED的控制方式,可以是将正极接电源,负极通过一个限流电阻连接至单片机的某个IO口。IO口输出低电平时,LED就亮,反之,LED灭。
如果我们想驱动任意位置的led,我们只需要在该位置led所使用的列线接地,行线接上+V即可。
学过单片机的朋友们,都知道数码管是怎么点亮的,其中有位选和段选之分,通过扫描来实现所有数码管能正常工作以实现显示我们想要的数字。
点阵也一样,尽管是88的点阵,如果我们让整体能随意显示图案,那也需要用扫描的方式才能够实现,否则,无法实现对其精准的控制。
所谓扫描,就是说,我们一次只能让一行排或者一竖排的灯亮。每次只能这么点,8次为一个周期,从左至右依次点一次,那么循环起来,我们看到的就是完整的图像了。
2、每一层LED的控制方式
若按照单个LED的控制方式,每个LED需要占用单片机的一个IO口,控制100个LED就需要100个IO口。那么,有没有一种方式,可以用较少的IO口,控制较多的LED呢?答案是肯定的,这种方法,就是扫描驱动电路。
22扫描驱动电路
所以一般情况下,光立方的每一层虽然有64个灯,但是我们会有64跟线分别连接到这些灯上,从而实现一次性的对64个灯进行控制,通常单片机引脚较少,一般将采用74hc573,74hc595等芯片进行拓展。
3、(基于74hc573的)888光立方LED的控制方式
数据通过并行的方式,分别打入每一个74hc573中,再控制器储存这些数据,从而实现一层64个灯同时的点亮。下面描述一下一个固定画面的显示,所需要硬件执行的过程。
1)将第一层64个点的数据传入8个74hc573中,控制uln2803层控制芯片打开第一层开关,使第一层点亮,这个时候,其他层是灭的。
2)等待时间t。
3)熄灭第一层,开始向74hc573中传输第二层的数据,锁存,开启第二层总控制开关,点亮第二层。
4)等待时间t。
。。。
熄灭第一层,将第八层的的数据传进所有74hc573中,锁存,开启第八层总开关,点亮第八层。
再回到第一步,循环下去。。
这样,便实现了一个周期画面的显示,由于人眼的视觉暂留的特性,只要刷新的够快,我们看到的就是光立方整体都在亮。便实现了我们想要的效果。为了画面的稳定,上面间隔点亮t要保持一致,否则会出现亮度不均的情况。
在实际使用上述电路的时候,最好给74hc573输出的64个引脚分别加一个限流电阻,这样能起到很好的二极管保护作用和整体功耗的限制以及亮度的调节。
仔细分析上述控制过程,可以发现进一步节约IO口的数量方法。
以16&TImes;16的整列为例,若限定16列中,每次只亮一列,就可以用4根IO线加一个4~16译码器替代。这样,就变为16+4只有20个IO口了。而行还是保留16根,因为这样做,可以一次控制1列中的多个LED同时亮。加快扫描进度。
基于74hc573的888光立方电路图
以上原理有了,可以开始动手了
(很多 ,打开需要时间 请耐心等待。。。)
下面我们来搭建 光立方的点阵部分,
步骤:
1,先把512个LED,负级全部弯成90度
2,摆到搭建模版上,进行负极 与 负极间的焊接,一共是8列。
3,歪曲正极90度,进焊接,一共7列。
到这LED的点阵列就焊接完成了,像这样的阵列一共要8片。
把LED插的 模具上,将 LED的负极弯成90度,备用等待焊接,一共要512个。
光立方是由四千多棵光艺高科技“发光树”组成的,在2009年10月1日天安门广场举行的国庆联欢晚会上面世。这是新中国成立六十周年国庆晚会最具创意的三大法宝之首。自从国庆60周年联欢晚会开始演练后,一个全新的名词“光立方”,吸引了全国人民的关注。国庆联欢晚会三样法宝,光立方为最。包括总导演张艺谋、执行总导演甲丁在内的导演组对“光立方”给予高度评价。
1、3D8光立方取模软件的视图分为:正视图,侧视图和俯视图,取模时只需要在你想要的视图上 *** 作即可,不必管其他视图的变化
代表光立方的三视图分别是:正视图,侧视图和俯视图
2、用鼠标点击88的小方格,白色代表点亮,灰色代表熄灭,数据会显示在下面的hex显示区内
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