無線刷屏技術(shù)的實(shí)現(xiàn) - 工程師電子制作故事：時(shí)尚旋轉(zhuǎn)LED球形屏DIY設(shè)計(jì)

　　本球形屏采用無線技術(shù)刷新屏幕，方便實(shí)用。主要是通過RF2401模塊實(shí)現(xiàn)無線通信，該屏幕的大腦STC12C5A60S2全面分析接收過來的信息，然后快速把處理的數(shù)據(jù)送至各個(gè)模塊，執(zhí)行下一步動(dòng)作。無線發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成整個(gè)屏幕運(yùn)行的血液，控制著整個(gè)屏幕的運(yùn)行狀態(tài)。

　　①測試數(shù)據(jù)經(jīng)測試得出電流的數(shù)據(jù)如表1.

　　表1 電流的數(shù)據(jù)

　?、跍y試結(jié)果分析通過實(shí)際測量，發(fā)現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)LED球形屏功耗在2W左右，而顯示相同內(nèi)容的點(diǎn)陣屏功耗在10W左右的，功耗降低到1/5左右。

　　利用LED的高亮度，還可以作為警示效果，比如高壓警示，水深警示等危險(xiǎn)場所；由于其炫酷的顯示效果、小巧輕便等諸多效果是送朋友生日新型的時(shí)尚禮物。

　　五、制作過程

　　制作這款旋轉(zhuǎn)LED球形屏跨越了好幾個(gè)月的時(shí)間，總共制作了三版，現(xiàn)在看到的是最終版。

　　第一版是我用萬用板做的，外形跟現(xiàn)在的基本相似，也是一個(gè)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(jié)果還算可以，跟網(wǎng)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(zhuǎn)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(shí)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(fā)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)的情況下，普通0808封裝的貼片LED亮度有點(diǎn)小，不過還湊合，還有就是LED個(gè)數(shù)少，導(dǎo)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(gè)數(shù)比第二版的提高了一倍。由前兩次的經(jīng)驗(yàn)，這次做的還是比較快的，效果還算理想。

　　通過制作旋轉(zhuǎn)LED球形屏，我學(xué)到了很多，發(fā)現(xiàn)自己要做的還有很多。下面是我制作旋轉(zhuǎn)LED球形屏的總結(jié)。

　　1. 供電方式

　　a. 采用模仿電機(jī)供電，把固定讀硬盤的磁頭那一部分取下來當(dāng)作電刷用，收音機(jī)天線的鋁管當(dāng)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(zhuǎn)部分的控制器及LED.

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：自制的電刷及換向器的導(dǎo)電效果很不好，時(shí)有斷電的情況，即使是在上部旋轉(zhuǎn)部分的供電處并聯(lián)一個(gè)很大的電容也不行，效果不理想。

　　b. 采用電機(jī)本身供電，就是從電機(jī)的換向器上引線，一般是細(xì)銅絲，從電機(jī)上部引出，銅線跟電機(jī)軸同步，把上部旋轉(zhuǎn)部分固定到電機(jī)軸上，電源通過電機(jī)本身的電刷及換向器。

　　實(shí)驗(yàn)效果：這種方式是網(wǎng)上很推崇的，也是最穩(wěn)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(gè)電機(jī)都是以失敗而告終。

　　c. 采用在電機(jī)上套裝與直流電機(jī)同樣的換向器及電刷，把與電機(jī)同規(guī)格的換向器及電刷套到電機(jī)伸出的軸上，固定的這個(gè)換向器與上部的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)部分。

　　實(shí)驗(yàn)效果：效果很好，沒有出現(xiàn)斷電的情況，這樣與下部電機(jī)基本上沒有關(guān)系，不會(huì)產(chǎn)生很大的干擾。

　　2. 電機(jī)選擇

　　a. 選用直流電機(jī)，直流電機(jī)控制方便，改變速度效果明顯，之前一直在用直流電機(jī)。但是直流電機(jī)有個(gè)最大的缺點(diǎn)就是改裝不方便，噪聲大，速度跟力矩的比例關(guān)系太大。

　　b. 選用無刷電機(jī)，無刷電機(jī)改造容易，可以很方便的從中間安裝一個(gè)軸，這個(gè)軸可以固定上部旋轉(zhuǎn)部分，速度快，穩(wěn)定，力矩也大。但是研究了一星期也沒有搞定無刷電機(jī)的控制方式，最笨的方法就是直接用硬盤的驅(qū)動(dòng)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(jí)聯(lián)控制LED，電路圖簡單，布線方便。但是最大的缺點(diǎn)是不能位控，最少是8位控制，不符合最初的設(shè)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(diǎn)亮的點(diǎn)，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(gè)環(huán)當(dāng)換向器用，這四個(gè)環(huán)分別連接上部旋轉(zhuǎn)部分的電源正、負(fù)、RXD、TXD，通過串口傳輸數(shù)據(jù)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：數(shù)據(jù)傳輸很不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)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?shù)臄?shù)據(jù)通過無線的方式傳給上部旋轉(zhuǎn)部分，使上部旋轉(zhuǎn)部分改變顯示的內(nèi)容。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：經(jīng)過多次驗(yàn)證，最后確定供電方式采用在電機(jī)上套裝與直流電機(jī)同樣的換向器及電刷，電機(jī)用直流電機(jī)，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。