一种可编程多阶光立方装置制造方法及图纸

一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵、固定底板及控制板，其中，LED矩阵由多个单列LED矩阵通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵安装在固定底板上，控制板上安装有控制器，控制器与LED矩阵连接；而单列LED矩阵由单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极通过相互折弯，再将每一层的阴极焊接、每一列的阳极焊接组成。本发明专利技术结构紧凑、操作简单、观赏性非常强、高度集成且最为简单，成本相对较低，涵盖的年龄段非常广，即可作为面向大、中学校生的电子开发教学工具和软件编程验证工具，可用作教学工具，也可用在广告、舞会等烘托气氛场所，还可作为一种智能玩具推向适龄儿童。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D光显示
，尤其涉及一种可编程多阶光立方装置。
技术介绍
目前，裸眼3D显示技术是一种还处于研发阶段的高新技术，因此市场上仅有的几款裸眼3D显示器的成本非常高，且裸眼3D显示效果也并不出色。裸眼3D显示器的原理和结构特别复杂，涉及到半导体材料、电子信息和精密元器件制造工艺等，普通人根本无法尝试。而市场上的LED灯珠成本非常低廉，如何将LED灯珠应用在裸眼3D显示技术上，显示出一个完整的裸眼3D动态图案，以满足普通人体验3D显示效果的需求，已经成为本领域技术人员亟待解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种可编程多阶光立方装置，以解决上述
技术介绍
中的缺点。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现: 一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵、固定底板及控制板，其中，LED矩阵由多个单列LED矩阵通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵安装在固定底板上，控制板上安装有控制器，控制器与LED矩阵连接;而单列LED矩阵由单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极通过相互折弯，再将每一层的阴极焊接、每一列的阳极焊接组成。在本专利技术中，单列LED矩阵中，单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极相互垂直。在本专利技术中，LED矩阵阶数为4的整数倍阶。在本专利技术中，LED灯珠包括圆形LED灯珠、三色LED灯珠或其他发光装置。在本专利技术中，控制器包括51单片机、DSP。在本专利技术中，固定底板为洞洞板，可以直接将LED矩阵的阳极插入洞中焊接固定，而后通过走线将接口按照从下倒上、从左到右的原则编号并引出，配上接线柱，方便插拔。在本专利技术中，控制器通过导线与LED矩阵连接。在本专利技术中，控制配备有54个数字输入/输出接口和16路模拟量输入接口，控制器采用高度集成的arduino mega2560，其处理速度、I/O接口数量和输出电流都符合要求，不需要额外增加驱动电路、接口电路和锁存器电路，其上位机开发环境支持多种编程语言，操作非常方便；同时控制板的引脚直流电流O?40mA，可直接驱动LED灯珠，不需要添加任何降压和驱动电路;arduino mega2560工作时钟高达16MHz，拥有256KB的Flash Memory，可轻松编程光立方的显示画面，不需要额外增加锁存器电路;并在控制板上设置有电源，电源采用9V锂电池。在本专利技术中，光立方利用人眼的视觉暂留效应，通过控制器连续控制多个LED灯珠的闪烁，即可形成动态的3D图像或文字，具体实施步骤如下: 当控制LED矩阵中任意一个LED灯珠亮时，通过控制器接通控制板上对应引脚的电平，从而接通相应LED矩阵层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可亮起；当控制LED矩阵中任意一个LED灯珠灭时，通过控制器断开控制板上对应引脚的电平，从而断开相应LED矩阵层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可熄灭，从而实现3D显示效果。有益效果: 1)本专利技术高度集成且最为简单，成本相对较低，不需要另外设计扩展接口电路、驱动电路和锁存器电路； 2)本专利技术集成模块化设计，具有高度柔性化功能，利用USB接口连接电脑，配合自带的arduino IDE，支持多种编程语言，可方便设计多种动态的三维图像、文字的显示； 3)本专利技术具备可扩展性，应用于多种场合，市场前景广泛；由于可编程多阶光立方装置具备可编程功能和3D动态显示功能，具有很强的观赏性，且适用人群范围非常广，可用作教学工具，也可用在广告、舞会等烘托气氛场所，还可作为一种智能玩具推向适龄儿童。【附图说明】图1是本专利技术较佳实施例的结构示意图。图2是本专利技术较佳实施例的电路接线图。图3是本专利技术较佳实施例中的单个LED灯结构示意图。图4是本专利技术较佳实施例中的单列4阶立方结构示意图。图5是图4的左视图。图6是图4的俯视图。图7是图4的引脚标号不意图。图8是本专利技术较佳实施例的实物图。【具体实施方式】为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。参见图1?图8的一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵1、固定底板2、控制板3、LED灯珠阴极4、LED灯珠阳极5;其中，LED矩阵I是由4*4*4共64个LED灯珠通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵I安装在固定底板2上，控制板3上安装有控制器，控制器与LED矩阵I连接;如图3所示，单个LED灯珠阴极4与LED灯珠阳极5相互垂直，弯成图示形状，再通过层共阴极、列共阳极的方法焊接成如图4所示单列形状;再将四个单列LED灯珠通过层共阴极、列共阳极的方法焊接成如图5、图6、图7、所示形状的4阶LED矩阵;按照从下到上原则，给每一层的阴极接口编号A1、A2、A3、A4，每一列的阳极按照从左到右、从下到上原则编号Bll?B14、B21?B24、B31?B34、B41?B44。在本实施例中，LED矩阵I中单个的LED灯珠阴极4与LED灯珠阳极5按照图3所示方法折弯，然后再将每一层的阴极焊接，每一列的阳极焊接，形成单列矩阵结构。在本实施例中，LED矩阵I阶数可以提高至4的整数倍阶，如8*8*8、16*16*16......。在本实施例中，LED灯珠包括圆形LED灯珠、三色LED灯珠或其他发光装置。在本实施例中，控制器包括51单片机、DSP。在本实施例中，固定底板2为洞洞板，可以直接将LED矩阵I的阳极插入洞中焊接固定，而后通过走线将接口按照从下倒上、从左到右的原则编号并引出，配上接线柱，方便插拔。在本实施例中，控制板3配备有54个数字输入/输出接口和16路模拟量输入接口，对应的接线如图2所示，控制器3采用高度集成的arduino mega2560，其处理速度、I/O接口数量和输出电流都符合要求，不需要额外增加驱动电路、接口电路和锁存器电路，其上位机开发环境支持多种编程语言，操作非常方便；同时控制板3的引脚直流电流O?40mA，可直接驱动LED灯珠，不需要添加任何降压和驱动电路;arduino mega2560工作时钟高达16MHz，拥有256KB的Flash Memory，可轻松编程光立方的显示画面，不需要额外增加锁存器电路;并在控制板3上设置有电源，电源采用9V锂电池。在本实施例中，控制器通过导线与LED矩阵I连接。在本实施例中，光立方利用人眼的视觉暂留效应，即光象一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光象的感觉维持一个有限的时间，通过控制器连续控制多个LED灯珠的闪烁，即可形成动态的3D图像或文字，具体实施步骤如下: 如图5?7所示，LED矩阵I通过层共阴极、列共阳极的方式焊接成矩阵结构，当要控制LED矩阵I中任意一个LED灯珠亮时，接通相应LED矩阵I层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可亮起，当要控制LED矩阵I中任意一个LED灯珠灭时，断开相应LED矩阵I层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可熄灭;如图5所示，若让最下面一层的从左到右的第一个LED的亮灭，只要接通Al和B11，控制器即可让AOI输出口为低电平、DOI输出口为高电平即可。在本实施例中，控制板3高度集成且最为简单，成本也相对较低，不需要另外设计扩展接口电路、驱动电路和锁存器电路，并利用USB接口连接电脑，配合自带的arduin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵、固定底板及控制板，其特征在于，LED矩阵由多个单列LED矩阵通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵安装在固定底板上，控制板上安装有控制器，控制器与LED矩阵连接；而单列LED矩阵由单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极通过相互折弯，再将每一层的阴极焊接、每一列的阳极焊接组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁磊，陈鸣晖，郑友胜，罗炜，闵炜振，唐珑，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36