3D RGB LED ---PART 1---架橋與外殼

arthur0518

這個構想的由來是從下面這帖"影音短片"而來的

http://bbs.pigoo.com/thread-40962-1-1.html

由macliu版主所提供的一個教學網站..模仿而來的......(5樓)

http://gemlit.com/howto/

這些3色 LED(共陰)是由阿乾師傅提供的.....
先找一個木心板..畫出 4cm x 4cm 的方格..在交叉點鑽5mm孔



折腳....仿照教學網站.....



焊接.........組合.....










初步完成圖.....教學網站只教到這裡....一排一排的....沒有全部組合完成的圖示
做到這裡停頓了一段日子...一直在摸索應該如何組合在一起???
教學網站所教的....折腳...焊接...組合....好像出了問題???垂直沒有問題....
水平部分怎麼焊???(請參考第3圖....兩邊折腳...高度一樣...水平無法橫向連接)
解決方案 :  將水平方向的3支腳調整為不同高低位置.....得以橫向連接
(參考第9圖...左下方的LED....折腳已非原來的90度角)







初步完成架橋之後....先上電測試是否有假焊點......








測試無誤後....經過幾次的調整...修改....最終回的版本出爐了!!!!!....





底部接腳故意設計長短不一...方便插入壓克力底座.......



壓克力外盒登場囉!!!......(製造過程就省略了)
上面透明部分的尺寸是 :  12.5 CM  的立方體
下面黑色部分的尺寸是 :  12.5 CM    X    12.5 CM    X  3 CM(高)



底做部分.....掀開背面....底板做活動式的(鎖螺絲)
PCB板準備藏在裡面....旁邊再挖一個孔....準備接電源(供電用)
至於程式還寫得出不出來???........未知數!!!.....



接下來要在底座鑽孔....用紙質膠帶黏上...用鉛筆做記號....用小型鑽床鑽孔....
請注意 : 千萬不要用透明膠帶黏..不方便書寫....更改....
而且不方便"除膠".....會除膠除到.....哭出來!!!......
紙質膠帶撕下來.....不會留下殘膠....





LED和底座準備組合....設計長短腳.....這時候就很好用.....
哪支腳先碰到底座.....就喬哪一支......很快就穿好了!!!...





設計接腳如何排列.....
左方是共陰級的接點 :  分成3排3列...方便焊接
右方是每層3色的陽極 ...全部9支腳....排成一列(上5下4)



正面圖示 : 大概可以看出LED的折腳..已非教學網站所教的90度角...
他是如何焊接的?...到現在我還不清楚...這是我所能想到的折衷方法!!!.....



整體圖示 : 蓋上壓克力盒.... 裝上底板(還未固定).....看起來....好像有點"樣子".......
接下來就等材料到齊..再來準備第2階段PCB板..程式的設計....








實習心得 :

1.重新體驗如何架橋(立體焊接)，就像高工時期的"巴黎鐵塔"(避免焊成一坨一坨..增加美觀)


後記 :

1.感謝阿乾師傅提供便宜的3色LED (網拍一顆要7~~13元)
2.感謝macliu版主所提供的一個教學網站...從中學到了不少基本觀念。
3.接下來要做的線路圖....到時候若有問題...或程式寫不出來..希望各位單晶片達人能多多指導指導。

{:12_758:} {:12_758:} {:12_758:}

wooden

哦！構建像是空中樓閣(描述不當請請勿動氣哦！) 真的要非常的有條理，否則做到有問題處可要從頭再來，就不好玩了，給你按個讚！
加油啦！期待你的下一回。:sam31

legion

這個就請加油了,玩這個單純就只能用個人意志了
這個就要再等完成的大作了,請加油!!!

專炸元件

不知道有沒有可能硬體去實現呢??

winpapa

好精緻的架橋與壓克力盒,滿心期待續集.

fatzeros

arthur0518兄，
這個水喔！
接下來，期待你的驅動電路喔！

Dave

我光看這麼多條線就眼花潦亂了n_144|

antlu

ARTHUR大:
    早知道就多寄一些!!來一個台北101 !!
     做好了之後就可以千變萬化了!!
     讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!讚!......

arthur0518

wooden 發表於 2013-4-30 11:08 PM static/image/common/back.gif
哦！構建像是空中樓閣(描述不當請請勿動氣哦！) 真的要非常的有條理，否則做到有問題處可要從頭再來，就不 ...

wooden版主您好 :

              的確有像空中樓閣 ...我不會動氣啦!!!......

     倒是我那個寶貝兒子常常會在背後放"冷箭".......每當我肚子不舒服.....在排氣時......

     他就冷冷的回我一句  :  老爸!!!.....您!!!.....又在"生氣"啦!!!.....

     
     

arthur0518

fatzeros 發表於 2013-5-1 08:55 AM static/image/common/back.gif
arthur0518兄，
這個水喔！
接下來，期待你的驅動電路喔！

大胖兄您好 :

驅動電路???...還在想!!!......不知是用74LS245還是用74HC595???......

網路上很多線路圖都有問題???.....有些覺得怪怪的......

arthur0518

antlu 發表於 2013-5-1 11:02 AM static/image/common/back.gif
ARTHUR大:
    早知道就多寄一些!!來一個台北101 !!
     做好了之後就可以千變萬化了!!

阿乾師傅您好 :

                   等我下次要"蓋大樓"時....再向您申請料件吧!!!.......

                   啊您的比薩斜塔呢???....

arthur0518

legion 發表於 2013-4-30 11:46 PM static/image/common/back.gif
這個就請加油了,玩這個單純就只能用個人意志了
這個就要再等完成的大作了,請加油!!! ...

legion版主您好 :

                   請教您一個疑惑???....  

                   類似像這種線路....應該選用74LS245還是用74HC595來搭配???......

                   如果是以.....程式要簡單一點.....為考量!!!....謝謝您!!!....

popcorn

單色隨便殺肉都很多，雙色三色倒是沒用過，阿乾師傅對您老人家比較照顧唷
焊工技術超棒的說，壓克力盒製作超優
雖然不知阿SIR寫程式要控制什麼? 給您按讚就對了:sam42

arthur0518

popcorn 發表於 2013-5-1 08:53 PM static/image/common/back.gif
單色隨便殺肉都很多，雙色三色倒是沒用過，阿乾師傅對您老人家比較照顧唷
焊工技術超棒的說，壓克力 ...

popcorn大大 :

  單色一顆1.2元......殺不夠工錢啦........(湊不到相同的!!!......)

  雙色的3隻腳....一般大都用在電源燈...

  三色的....控制得好....可做出七彩變化(我還不會!!!)

寫程式是要控制LED要怎麼亮...要亮什麼色......隨您高興!!!....

  叫您來作"同門師兄弟".....您偏不聽.....師傅那裡還有........粉多......

tone

厲害!
再加上單晶片應該就無敵了

robotai

看起來就是大工程，接下來控制驅動又是另一大工程，厲害！

P.S. 我看了連結的網站，那5片板好像不用連在一起。看第一片PCB上除了5組RGB孔外，不是有平均分配在整片板上的5x5個洞，那應該就是用來接每個板那垂直的5條線吧。

fatzeros

arthur0518 發表於 2013-5-1 08:29 PM static/image/common/back.gif
大胖兄您好 :

驅動電路???...還在想!!!......不知是用74LS245還是用74HC595???......

我覺得，使用74hc595比較好一點，
他可以串連使用，
還有一個鎖存的功能(這個我還不太懂！)
使用起來，應該比較簡單好用的啦！

arthur0518

robotai 發表於 2013-5-1 09:48 PM static/image/common/back.gif
看起來就是大工程，接下來控制驅動又是另一大工程，厲害！

P.S. 我看了連結的網站，那5片板好像不用連在一 ...

robotai大大您好 :

         每個板那垂直的5條線.....是共陽級!!!...

        每一層的RGB也要連在一起......要橫向連接.....要3條線.....

        所以總共((5+3)X5層)要40條...才須用到5個74595

        小弟這組只要18條線....因此中間3個74595可以省略....只要2個74595+1個2803+1個電晶體

        只是線路圖的LED式共陽級.....但是我的是共陰級      

arthur0518

fatzeros 發表於 2013-5-1 10:02 PM static/image/common/back.gif
我覺得，使用74hc595比較好一點，
他可以串連使用，
還有一個鎖存的功能(這個我還不太懂！)

大胖兄 :

         我是有想照"網站"那個線路來做....只差在"共陽"跟"共陰"

         只要2個74595+1個2803+1個電晶體....應該可行....???

         2003或2803好像只能接在陰極(還不太確定??)

         我有看過用74245來推.....感覺應該會比較快....(只要3個74245....不用加電阻限流)

         不用像74595要各循環8次才輸出
      
         程式會不會比較容易寫一點點???(程式部分.....目前只會看...不太會寫!!!....)

legion

arthur0518 發表於 2013-5-1 08:37 PM static/image/common/back.gif
legion版主您好 :

                   請教您一個疑惑???....  

這個就要看你自己選擇了,
使用595的話,就是變成由串列輸入595,由595作並列輸出
你只要先確認1個595的動作,從輸入到閉鎖輸出,那麼用的腳數不用太多就能有多輸出
595和245相比就差在速度而己,但用led又不用太快,595的程式應該到處都能找到,也不用寫太多的

使用245的話,就等於是由mcu作輸出,要寫的程式,只有作那個245的選擇而己,
但是先提醒你一下,245是作bus用的,是作雙向資料流,如果是3色又只用兩棵作輸出時
那就要用有latch的ic,如ic1作1色,ic2作第2色,那麼ic1和ic2同時動作的bit就成了第3色
那就不該用245要換成用373了
只要多練習一下,找個程式作函數直接使用,那麼用595就應該可以了
除非你打算用組合語言,那就變成用373會比較方便一點,看個人使用了

robotai

arthur0518 發表於 2013-5-1 10:04 PM static/image/common/back.gif
robotai大大您好 :

         每個板那垂直的5條線.....是共陽級!!!...

因為是立體3x3x3所以只要(3+3)x3共18條線，了解。

不過那個"共陽"部份可能會有點麻煩，2003應該只能用在"共陰"的架構，大部份的Line Driver好像高電壓也只能負荷到40mA而已，可能得自已直接用9個PNP電晶體或MOS來驅動了。
用595的話，如果只用一個要處理9條線的話，就要用到第Q7S那條線，那個也會需要一些程式處理功夫。

arthur0518

robotai 發表於 2013-5-1 11:18 PM static/image/common/back.gif
因為是立體3x3x3所以只要(3+3)x3共18條線，了解。

不過那個"共陽"部份可能會有點麻煩，2003應該只能用在 ...

2003..2803不是可以負荷到500mA嗎??

第9條線的話...會不會就是直接用.....也就都是Q7反向而已??

robotai

arthur0518 發表於 2013-5-1 11:34 PM static/image/common/back.gif
2003..2803不是可以負荷到500mA嗎??

第9條線的話...會不會就是直接用.....也就都是Q7反向而已?? ...

2003, 2083是內建達靈頓晶體，像這個電路，

主要電流大是指電流從LED到C極到E極再接地，所以只能用在"共陽"極模式。共陰極的話，這個沒法用。需要有PNP電晶體，由電源正極->PNP->LED->電源負極。2003做不到。

另外595是有8個輸出，但是如下圖，

在位移的最後有一個Q7S，那是原當第9個bit輸入時，第1個bit會被擠出到這來。如果去看那個網頁，可以看到電路圖上其實那3個595是串在一起的，前一個595的Q7S(OUT)是接到下一個595的輸入DS(SER)，最後一級595的Q7S直接接LED，所以三個595剛好有8+8+9=25個輸出，真是完全不浪費啊。

(編輯：改正"共陰"，"共陽"的錯誤)

arthur0518

robotai 發表於 2013-5-2 12:14 AM static/image/common/back.gif
2003, 2083是內建達靈頓晶體，像這個電路，

主要電流大是指電流從LED到C極到E極再接地，所以只能用在"共 ...

robotai大大您好:

            小弟想再請教一個疑或???...... 若以我所做的共陰極LED來說(網路是用共陽極LED)....

           照我所想的18條線....最左邊用74595接9條共陽級線.....

           最右邊用74595+2803+1個電晶體接9條共陰級線......這樣是否可以???

           假如不行???.....能否告知小弟...問題出在哪裡???.....

           麻煩您了!!!...謝謝!!!......

arthur0518

legion 發表於 2013-5-1 10:44 PM static/image/common/back.gif
這個就要看你自己選擇了,
使用595的話,就是變成由串列輸入595,由595作並列輸出
你只要先確認1個595的動作 ...

legion版主您好 :

               您所說明的原理.....小弟略懂一些(還是要多看幾遍.....)

               能否針對24樓的問題.....有空的話....麻煩您看一下......

               給小弟一些些指導!!!!....謝謝您~~麻煩您了...

scottwang

arthur0518 發表於 2013-5-1 11:34 PM static/image/common/back.gif
2003..2803不是可以負荷到500mA嗎??

第9條線的話...會不會就是直接用.....也就都是Q7反向而已?? ...

ULN2003,2803的每支腳都可以流進最大到500mA,全部的腳加起來也是只能用500mA,實際在使用時,不管是單腳或全部的腳,都不要超過500mA x 33%=165mA,可能的話,只用150mA(30%)以下,以延長使用壽命.

robotai

arthur0518 發表於 2013-5-2 01:00 AM static/image/common/back.gif
robotai大大您好:

            小弟想再請教一個疑或???...... 若以我所做的共陰極LED來說(網路是用共陽 ...

抱歉，共陽共陰老是寫錯。

網路上的"共陽"，可以一面25個LED同時亮，電流剛好是20mAx25=500mA，剛好是2003極限。但它的RGB應該不能同時亮，因為595的一個輸出只能負荷一個顏色的電流而已，應該沒辦法RGB三色同時亮。

因為你是用"共陰"，總共有3x3x3個LED，
所以總共有27條陰極線，所以陰極線9組，每組有3條接在一起。
但陽極線有RGB三色，所以總共有81條線，陽極線9組，每組有9條線接在一起。如果一面9個紅色要一起亮，595就要正電壓輸出9x20=180mA，595會輸出不出來。所以左邊的595要用PNP電晶體來提供足夠大電流才行。
如果左邊多加PNP電晶體，右邊用2803，這樣電流輸出才夠。PNP如果夠力，其實可以比網路上的更強，直接RGB三色同時輸出，那就壯觀了。

arthur0518

scottwang 發表於 2013-5-2 01:41 AM static/image/common/back.gif
ULN2003,2803的每支腳都可以流進最大到500mA,全部的腳加起來也是只能用500mA,實際在使用時,不管是單腳或 ...

scottwang版主 :

                   依小弟目前的架橋方式.....每一個陰極最大的電流就是同時點亮3顆LED(3色全亮).....

                   這種方式....用電晶體來推動....會不會卡有凍頭???.....

                   還是用2803.....就可以呢???......麻煩您指導一下.....謝謝啦!!!.....

arthur0518

robotai 發表於 2013-5-2 01:59 AM static/image/common/back.gif
抱歉，共陽共陰老是寫錯。

網路上的"共陽"，可以一面25個LED同時亮，電流剛好是20mAx25=500mA，剛好是20 ...

robotai大大 :

     您的意思是不是 : 最左邊用74595+PNP電晶體(推動)再接9條共陽級線.....

    最右邊用74595+2803+1個電晶體再接9條共陰級線......這樣就可以???

robotai

arthur0518 發表於 2013-5-2 02:10 AM static/image/common/back.gif
robotai大大 :

     您的意思是不是 : 最左邊用74595+PNP電晶體(推動)再接9條共陽級線.....

以驅動電流的能力來說，是的。但以整體運作來說，還有要調整的。可能得分三部份來說，

第一部份、基本原理
不知道你有沒有用過掃描式七節碼LED驅動，目前架構就有點像使用3個8字七節碼LED，每次只顯示其中一個8字，利用視覺暫留在3個七節碼間循環顯示，所以同一時間其實只有一個8字在顯示，但看起來像是3個字都在顯示。

第二部份、來看網路的設計
這就是我每次看國外設計都很佩服的原因，他們總是把東西設計的剛剛好，
在LED除了驅動電流要夠，電流也要一致，才能控制到一樣的亮度。
網頁的設計，跟上面七節碼LED提的架構一樣，有5個面，每面有25個LED。所以每次只顯示一面，在5個面間循環。
左邊25條線，各接單面上的其中一個LED，
右邊15條線，分成5組，每組三條線，各控制每一面的R或G或B。
當顯示一面時，只顯示R或G或B其中一個，所以左邊25條只有On或Off的控制，所以最多25全On(High),最少25全Off(Low)。
右邊15條線永遠只有其中一條On，其他Off，用來控制單一面要顯示某一個顏色。
所以如果左邊25條全On，右邊第一面的R是On的話。那就表示第一面的25個LED全部亮紅色。
如果左邊只有15條On，右邊第二面的B是On的話。那就表示第二面的其中15個LED亮藍色。
上面不管那一種情況，左邊25條線的輸出電流不是0mA(Off時)，就是20mA(On時)。但右邊15條中對應的線就會有25x20mA=500mA，或15x20mA=300mA的電流不同，所以在只要在左邊的25條線上加上電阻，就可以控制好每一條線的電流並維持固定。

第三部份、共陰極的狀況
左邊9條線，分成3組，每組3條，各接每一面的RGB。(加上PNP後，所以595輸出要為Low來點亮LED，估且還是叫On好了)，左邊9條線同時間只有一個會On
右邊9條線，各接每一面的9個LED其中一個的共陰極。
所以如果要點第一面的所有紅色，左邊第一面的R線要On,右邊的所有9條線也都要On。
如果要點第二面的3個藍色，左邊第二面的B線要On,右邊的其中3條線要On。
以上兩狀況會發現，左邊某一條線的電流輸出會有180mA跟60mA的不同，右邊的每一條線則固定在0mA(Off)或20mA(On)。
所以左邊的線要接PNP電晶體，並用反相控制(Low為On, High為Off)。右邊的線則要接電阻來限流，不需要接2803(因為不需要那麼多電流)，也是反相控制(Low為On, High為Off)。

如果要讓單面RGB可以同時顯示的話，左邊的線加PNP維持不變，只是可能同時間會有三條線(RGB)同時On,右邊的電流就會有0mA,20mA,40mA,60mA不同的可能，所以就要接2803(或用NPN電晶體)，但因為電流不固定，所以應該只能用定電壓的方式，可以看看把電阻換成1.5v的Zener或改成串接兩個二極體來降壓。