制作這款旋轉LED球形屏跨越了好幾個月的時間,總共制作了三版,現在看到的是最終版。
第一版是我用萬用板做的,外形跟現在的基本相似,也是一個圓,圓面上焊接的插裝的LED,所有的都是飛線連接,工作量可想而知。做了好幾天才焊好。結果還算可以,跟網上傳的差不多,但是效果沒人家理想,主要是供電做的不好,還有就是插裝的LED旋轉起來的效果不好。
第二版是用DXP軟件制作電路板,畫這種圖是很累人的,電路板腐蝕是用的鹽酸+雙氧水,為了防止線被腐蝕斷,在畫PCB時把線畫的都是比較粗的,單面板肯定是畫不成的,所以畫的PCB是雙面的,焊接的LED是用的貼片的,面積明顯小了很多,而且更加輕便了,更加像是一件工藝品。制作出來后發現在旋轉的情況下,普通0808封裝的貼片LED亮度有點小,不過還湊合,還有就是LED個數少,導致分辨率不高,但是作為普通的使用還是足夠了。
為了精益求精,制作了第三版,還是采用雙面的PCB,只不過采用1206封裝的LED,個數比第二版的提高了一倍。由前兩次的經驗,這次做的還是比較快的,效果還算理想。
通過制作旋轉LED球形屏,我學到了很多,發現自己要做的還有很多。下面是我制作旋轉LED球形屏的總結。
1. 供電方式
a. 采用模仿電機供電,把固定讀硬盤的磁頭那一部分取下來當作電刷用,收音機天線的鋁管當作換向器,如此可以把直流電通過"電刷"傳給"換向器",再傳給上部旋轉部分的控制器及LED.
實驗結果:自制的電刷及換向器的導電效果很不好,時有斷電的情況,即使是在上部旋轉部分的供電處并聯一個很大的電容也不行,效果不理想。
b. 采用電機本身供電,就是從電機的換向器上引線,一般是細銅絲,從電機上部引出,銅線跟電機軸同步,把上部旋轉部分固定到電機軸上,電源通過電機本身的電刷及換向器。
實驗效果:這種方式是網上很推崇的,也是最穩定的一種。但是由于本人在做硬件改造方面做的不好,改了兩個電機都是以失敗而告終。
c. 采用在電機上套裝與直流電機同樣的換向器及電刷,把與電機同規格的換向器及電刷套到電機伸出的軸上,固定的這個換向器與上部的旋轉部分相連接,電源通過該電刷把電源傳給換向器,再傳給上部旋轉部分。
實驗效果:效果很好,沒有出現斷電的情況,這樣與下部電機基本上沒有關系,不會產生很大的干擾。
2. 電機選擇
a. 選用直流電機,直流電機控制方便,改變速度效果明顯,之前一直在用直流電機。但是直流電機有個最大的缺點就是改裝不方便,噪聲大,速度跟力矩的比例關系太大。
b. 選用無刷電機,無刷電機改造容易,可以很方便的從中間安裝一個軸,這個軸可以固定上部旋轉部分,速度快,穩定,力矩也大。但是研究了一星期也沒有搞定無刷電機的控制方式,最笨的方法就是直接用硬盤的驅動板,感覺那樣沒啥意思,就放棄了這種方案。
3. 電路的選擇
a. 采用74LS595級聯控制LED,電路圖簡單,布線方便。但是最大的缺點是不能位控,最少是8位控制,不符合最初的設想。
b. 采用矩陣的方式控制LED,通過3片74LS138控制矩陣的X、Y,選擇點亮的點,控制方便、靈活、速度快。
4. 書寫屏幕的方式
a. 采用自制的電刷,采用自制的電刷,弄四個環當換向器用,這四個環分別連接上部旋轉部分的電源正、負、RXD、TXD,通過串口傳輸數據。
實驗結果:數據傳輸很不穩定,經常出現錯誤,而且由于制作工藝問題,電刷與換向器連接不是很好,影響速度。
b.采用無線通信的方式,把需要傳輸的數據通過無線的方式傳給上部旋轉部分,使上部旋轉部分改變顯示的內容。
實驗結果:經過多次驗證,最后確定供電方式采用在電機上套裝與直流電機同樣的換向器及電刷,電機用直流電機,電路用矩陣的方式控制LED,書寫屏幕的方式采用無線通信方式。