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8×8×8光立方 立体上位机散件制作教程

只看楼主收藏回复

先上一张完成后的图片

立方控制板采用一整块450px*462.5px的PCB,所有的灯焊接好后插到PCB上即可演示立体效果。
焊接好实体后使用动画软件制作好动画后,直接生成HEX文件下载到光立方就可以演示动画了,动画软件界面如下,动画软件支持仿真,制作好动画后可以先在电脑上进行仿真,仿真效果跟实体的一模一样,觉得动画效果满意后,再下载到实体。

下载到立方后的动画显示效果,是跟动画软件制作出来的一模一样。

所以只需要通过电脑仿真软件做好动画,再导出hex数据文件,然后下载到光立方,一切就ok了,所以即使不会写代码依然可以修改制作DIY动画!


1楼2018-11-28 09:26回复
    接上,下面继续讲下具体操作
    先附上所需的材料材料清单:
    1 ,5mm蓝色 雾状 LED 550PCS 实际用量512PCS
    2 ,数据线 1条 用量下载hex到控制小板
    3, 底板PCB 1块 450px*462.5px PCB
    4 ,底板元器件包 1包 包含底板用到的IC和器件
    5 ,亚克力条 1条 用于弯折灯矩阵
    6 ,焊接模具 1块 焊接灯矩阵用的木板
    7 ,亚克力外框 5块亚克力板 散件,需要自行粘合
    8 ,电源适配器 1个 5V/2A 5.5-2.5mm圆头
    9, 导线 1卷 用于层与底板连接
    10, 铜丝 1卷 用于固定LED矩阵

    下面介绍怎么制作立方实体,毕竟所有的操作都是基于先有光立方实体,所以还是先努力坚持把立方体焊接好。
    下图是焊接模具,适用于8x8x8的光立方。

    下面是底板和灯,整块的底板,尺寸450px*462.5px,

    接下来第一步,把短的那个脚折90度,一定要是那个短的脚,负极,如果这里就搞错了,那么,就没得玩了。立方是层供阳,列共阴。

    然后就这样折灯,一起需要512个灯,需要点耐心。

    然后,把灯照这样插进焊接模具,这里不用注意LED的方向,每次插得方向一致即可。

    就这样插成一排,两排,
    然后直到插满整个板子,

    然后开始焊接,,就这样一个一个搭着焊接,,,,,,,
    直到整个木板每一条都焊完,,一起焊接64个点,,,,,,,

    焊接完之后用一个2mm厚的亚克力条,或者尺子也可以,尽量2mm厚。
    然后就这样放在刚刚焊接的那一排脚的那一侧,把立着的脚弯下来,,这时候一定看清了,弯下来的是正极,长的那个脚,不要搞错了,然后注意,最边上这一排不要折,,,,

    折完就可以开始焊接了,,,,,

    焊完,这一面就ok了,,然后小心翼翼的拔出来


    2楼2018-11-30 20:41
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      接下来就是这个项目中最最伟大的工程了,,,,,,
      果断照着这一层copy 8份,,,,,,,,
      这个需要点时间,坚持一下就好了,一般也就几天就焊完了,

      焊接完灯,这时候一定不要急着把灯装到底板,不要忘了每一排灯都需要测试,确保每一个灯都是ok的,每一排,每一层都是ok的,,这个测试是必须的,,不然安装好矩阵后通电发现有灯是坏的,然后想去换灯,我觉得是个幻想。。。
      测试方法如下,使用3V电池或者5V电源适配器,正极接LED的正极,负极串联1K电阻后接LED负极,如下图,每一个LED都需要点亮测试,确认LED是可以点亮的,以防止LED焊坏或者焊反出现不亮灯的状况。

      2.2 焊接控制底板PCB的元器件
      接下来把底板上的芯片按照底板焊接图纸焊接完,购买焊接调试好的主板就可以直接跳过这一步,直接组装立方矩阵即可。
      按照资料包里面的焊接3D8底板焊接图纸上面的参数来焊接底板。

      所有电阻没有极性。
      二极管上的负极白线与板子上丝印的三角形方向对应焊接。
      所有的IC,圆缺或者圆点与板子上丝印的圆缺或者圆点对应方向焊接。

      底座灯长一点的脚对应+正极,电解电容长一点的脚对应图中正极。

      焊好的底板如下图:

      2.3 组装立方矩阵
      接下来是把灯焊接在底板上,灯的方向与底板上的标识符方向一致,如下图。
      然后把第一层立方的负极对准底板的焊盘放好。

      然后直接把负极焊接在底板上面。

      然后把第二排,第三排,全部焊接到底板.


      3楼2018-11-30 20:49
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        然后在立方的正中间焊接一根铜丝,这样立方就更加牢固,焊接间距23mm。

        直到焊接完底板的64个脚,然后把侧面的脚对齐焊接好,把最后一排脚剪掉,一个完整的立方就焊接完了。

        为了让立方更加劳固,再在中间岔开加了3根1mm的铜丝。

        然后将每一层都用线拉到底板,一起8跟,注意一下,最上面一层焊接在最左边,最下面一层焊接在最右边,必须分清楚左右的,因为如果左右反了,出来的英文就是反的,,到时候要么重新焊接,要么做字幕的时候全部反过来,都比较麻烦,所以提前预防。

        到这里立方的焊接就全部结束了,,,
        果断用亚克力框罩着,防止压扁,氧化,灰尘,,,


        4楼2018-11-30 20:54
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          该楼层疑似违规已被系统折叠 查看此楼


          5楼2018-12-01 17:08
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            3.1.1 文件菜单
            文件菜单下主要是进行一些新建保存等基本操作,界面如下:

            选择保存,填写一个文件名保存,文件默认为.gpro8的文件,文件名可以为中文名称。

            编译生成烧写文件可以导出hex烧录文件,当制作好动画后选择“编译生成烧录文件”,会弹出一个框显示已经使用了多大的内存空间,然后会自动在软件所在的文件夹生成一个output.hex的文件,如下图。将这个文件烧录到小板即可运行你制作的动画。烧录教程详见下载调试详细教程。

            3.1.2 调试菜单
            调试菜单主要是进行制作好的动画的电脑仿真操作。

            点击“电脑仿真运行”,会弹出一个仿真的效果框图,在框图中可以用鼠标拖动到不同的角度来查看,使立体效果更加明显。


            6楼2018-12-01 17:14
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              3.1.3 配置菜单
              配置菜单主要是起配置硬件设备操作,硬件包含了按键和音频功能,可以通过软件配置打开这两个功能,软件界面如下,勾上既有相关功能。


              配置【开启音频检测】时请注意,当钩上开启音频后,立方就完全受音频控制,必须插上音频线,然后有音乐时动画才会继续运行(音量尽量开大一些),音乐停止,动画就会停止,这一点需要注意一下。
              3.2 界面区域划分介绍与说明
              界面分为五部分,分别是动画组、预览效果、图形资源列表、操作区域、资源索引表,以下分别讲解各部分的作用。
              3.2.1 动画组
              本软件所有动画制作采用制作flash的方式进行,每一个文字或者图片的动画效果,都是一帧一帧做好后,顺序播放的。
              动画组定义:动画组是所有动画的集合,我们看到的demo动画里面有很多不同的动画在播放,每一个不同的动画效果就是一个独立的动画组。每一个动画组下面可以有很多不同的动画单元。

              所有的动画效果都在动画组进行排布,动画组里面支持添加各种动画,复制或者粘贴动画效果,移动动画效果等操作,还可以预览查看单个动画效果。
              在动画组框内空白处右击,可以添加动画组,选中动画组,可以右击添加动画单元,动画单元就是一个独立的动画,可以设置动画单元的运行世间和循环次数等操作。

              双击动画组,会出来动画组的设置,动画组可以设置循环次数,循环次数设置为0的时候,动画组关闭,运行时这一组动画不会被播放。这个设置为0主要是为了方便屏蔽掉有些动画,因为有时候又不想直接删除动画组。

              双击动画组下面的动画单元,动画单元的每一个操作位就会显示在操作区域的框框里面,如下图:


              建立好动画单元后,首先必须要设置动画的帧数,也就是动画的长度,因为默认为0帧,所以其他的操作也做不了。
              如果不知道动画有多长,可以先设置大一点,这里先设置100帧,效果如下,设置后就出来了像flash制作一样的帧的标尺。

              帧间隔就是每一帧之间间隔的时间,时间越长,动画跑得越慢。
              循环次数是整个帧循环播放的次数。可以在这里设置循环,也可以在动画组里面设置循环。(注意:这里设置的循环是单个动画的循环,动画组里设置的循环是所有动画组里的动画循环,注意区分)
              为了达到任意插播动画,动画组支持移动,复制,等操作,如下:
              (注意:复制,粘贴操作请不要跨软件,否则会出错)


              7楼2018-12-01 17:21
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                动画组里面的【预览运行效果】只对当前动画进行预览,就省去了在调试里面预览必须要等前面的动画播完才能播放当前动画的等待时间。
                3.2.2 预览效果区域
                预览效果区主要用来查看制作的动画的实时效果。
                双击动画组里面的动画单元时,会在操作区域显示动画的每一帧,这时候用鼠标点击帧的标尺,就可以在预览框看到这一帧的效果图,如下:

                可以使用鼠标拉动【预览效果】框的位置,来实现从各个不同的角度查看预览效果图,如下:

                3.2.3 图形资源列表
                图形资源列表里面包含了所有动画的资源,主要包括平面图形和立体图形两种。图形资源支持复制功能,变化比较小的图形可以复制后稍作修改,提高制作动画的效率。

                右击添图形,默认以数字排序,双击建立平面图形的【平面图形1】,会在操作区域弹出图形1的操作界面。平面图形就只有一层。

                平面图形因为就只有一层,可以直接看到效果,所以没有做预览效果。
                平面图形可以直接在操作界面绘制图形,绘制时鼠标左键是画点,如果需要删除点,按住ctrl再用鼠标点击即可。

                平面图形操作界面右键会出来很多选项,支持清空全部,显示全部,复制,粘贴,旋转,镜像等功能。

                双击图形资源里面的【立体图形1】,弹出立体图形编辑框,立体图形是一个立体,分为8层,每一层可以显示不同的内容已达到立体的效果。

                在第一层画一个框,就可以直接在预览区域看到预览效果。也可以在旁边的框看到其对应的顶面视图和左面视图的效果图,如下:

                发挥充分的立体想象力,如果需要画一个立方框图,只需要将第一层画一个框,8层画一个框,其他2-7层都只有四个角的四个点,如下:



                8楼2018-12-01 17:27
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                  其他立体图形的做法跟这个一样,需要什么样的图形直接绘制好即可。
                  3.2.4 操作区域
                  操作区域是所有动画制作的地方,每一个动画都在这个区域制作好。操作区域的右侧有所有动画的位置值和参数的设置。
                  以下将会教几个不同的动画的制作方法,来具体的讲解操作区域的全部操作方法。

                  3.2.5 资源索引表
                  资源索引表可以让动画资源根据一个索引函数来进行各种动画操作。
                  在目前的基本动画的制作中基本不会用到索引表,在这里将暂时不做讲解。
                  3.3 动画制作操作介绍3.3.1动画操作介绍
                  动画的操作包括点操作,线操作,屏幕操作,立体操作等,如下:
                  点操作:对动画侦里面的某一个点设定一个动作轨迹。
                  线操作:对动画侦里面的某一根线设定一个动作轨迹。
                  平面操作:对动画侦里面选定的平面资源设定一个动作轨迹。
                  平面操作:对动画侦里面选定的立体资源设定一个动作轨迹。
                  首先建立动画组,然后在动画组下面建立动画单元,双击动画单元,就可以在操作区域看到动画单元的详细界面,先设定一个帧数,然后就可以添加各项操作了,如下图,右击添加各项操作。

                  3.3.2动画参数设置框详细介绍
                  我们先添加一个平面操作,如下:

                  然后在操作对应的时间条上面右击插入动画侦,如下:

                  插入一帧后,将鼠标指向侦的边沿可以拖动到很多侦,最终系统运行的就是这样一帧一帧的图像,运行速度快之后就形成了动画。

                  右击插入很多不同的动画侦,直接用鼠标点中侦就可以选中某一帧,选中的侦颜色会变成棕色。

                  当选中某一帧后,在动画侦的右侧就会弹出动画参数设置框,在这里面设置动画的各种动画效果,就可以完成动画的制作。

                  3.3.3动画操作详解
                  下面详细介绍如何通过各种操作制作动画效果。
                  A:点操作
                  点操作就是使用某一个点来完成动画效果,首先添加一个点操作,新建16帧长度的动画侦,选中动画侦,就出来了设置框,框中有这个点的XYZ的坐标,以及点的起始位置,也就是运行轨迹。通过改变这个坐标的值,就可以显示出不同的点的运行轨迹的动画。

                  点的XYZ坐标的方向如下图,交汇点的XYZ坐标均为0,0-7沿着尖头方向排开,顶端坐标均为7.

                  如下,设置X点的帧长度为8,起始值为0,结束值为7,那么x点的运动轨迹就是沿着X轴从0跑到7,且步进为1(每步跑1格),出来的动画效果如下图:点中某一帧,这一帧上面就会出现红色竖杠,且预览框会有这一帧动画的相应的预览效果图。


                  9楼2018-12-01 17:36
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                    如果设置的帧长度为4格,那么x点0-7对应点的步进轨迹长度则为2.
                    同样Y和Z轴也是一样的,设置不同的值可以得到不同的动画效果。
                    B:面操作
                    平面的操作跟点操作类似,也是设置不同的坐标值,平面就会跟着设置的值对应的XYZ坐标移动。不一样的是平面操作可以选择不同的平面资源,而且支持不同的视角,和旋转、镜像等操作。

                    如下,设置平面图形字符【3D】移动通过正前面,首先我们可以想象,当平面图形【3D】出现在最左边的时候,他的第一点就是X族最左边的坐标7,而当图形【3D】离开这个面后,他的第一点的坐标已经离开X的0点7格了,所以他的坐标就应该是-7,他走过的轨迹就是16帧,实际效果,如下:


                    选择不同的图形,就可以得到不同的移动的动画效果。
                    下面看一下不同视角和旋转镜像等功能。

                    以下是同一个图形在不同视角出来的不同的效果,需要注意的是,设置视角后,相应的XYZ坐标也会跟着视角相应的改变。


                    C:立体操作
                    立体操作跟平面操作基本一样,在此不做说明,详细见动画制作页。
                    3.4 动画制作实例3.4.1一点画线(点操作)
                    实例实现了通过点操作来画出不同的图形。
                    首先准备工作一个都不能少,先建立动画组,然后建立动画单元,双击动画单元,弹出操作窗口,设置帧数,右击添加点操作,在侦的时间轴右击插入侦,将帧数拉长到一屏的宽度8侦。

                    接下来通过设置XYZ坐标的值,让这个点沿着上图中箭头的方向跑一个圈。
                    一圈会包括4条边,就需要建立4个独立的侦条,让每个侦条设置不同的值,就可以执行不同的操作,达到画圈的目的。

                    首先第一条由左至右,这一条中圆点的坐标是X族从0移到7,Y和Z的值没有改变。只需要将X的结束值改为7,就实现了点从左至右的运动轨迹。
                    接下来是第二条,对应侦条选中第二个,这一条是从下至上,这个位置圆点的坐标是X为7,Y的轨迹是从0到7(最上面)。所以只要做这两个设置即可,如下:


                    10楼2018-12-01 17:42
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                      接下来是第三条,对应侦条选中第三个,这一条是从右至左,这个位置圆点的坐标是Y为7,X的轨迹是从7到0。所以只要做这两个设置即可,如下:

                      接下来是第四条,对应侦条选中第四个,这一条是从上至上下,这个位置圆点的坐标是X为0,Y的轨迹是从7到0。所以只要做这两个设置即可,如下:


                      这样就完成了由点画框的动作,当操作中把换侦时清除缓存勾去掉时,点每移动一次产生的轨迹就不会被清除,点跑过的轨迹就是一条实线,就可以实现利用点操作绘制各种图形的功能。

                      3.4.2 X旋转动画(线操作)
                      实例实现了通过线操作来画出不同的图形动画效果。
                      首先,建立动画组,然后建立动画单元,双击动画单元,弹出操作窗口,设置帧数,右击添加2条线操作(这个动画其实就是两条线在沿着对角线旋转),在侦的时间轴右击插入侦,帧数拉长到一屏的宽度8侦

                      第一条线的动作是左下端向上运动,右上端向下运动,在这个动作中左下端点向上运动对应的X坐标的值一值都是0,只是Y的坐标是从0-7,而右上端点向下运动对应的X坐标的值一值都是7,只是Y的坐标是从7-0。

                      第二条线的动作是左上端向右运动,右下端向左运动,在这个动作中左上端点向右运动对应的X坐标的值0-7,而Y的坐标一直是7,而右下端点向左运动对应的X坐标是7-0,而Y的坐标一直是0。

                      这样两条线旋转一次之后,第一条线就回到了第二条线的初始位置,第二条线就回到了第一条线的初始位置,这样循环,就旋转起来了。


                      11楼2018-12-03 16:10
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                        3.4.3 3D8S移动(平面操作)
                        3D移动的动画主要是进行图形的平面操作,这个操作中【3】是从正前面的右侧移动到左侧,然后从左面的右侧移动到左侧。这个操作只需要将图形【3】做一个正面视图的右向左移动(平面操作),和一个左面视图的右向左移动(平面操作),将图形【D】做一个正面视图的右向左移动(平面操作),这样一起3个平面操作即可。

                        首先看【3】的移动操作,【3】的0点是从X坐标7处移动到X坐标0处(即[3]移入画面的动作),再从X坐标0移动到X坐标-7(即[3]移出画面的动作)。这一个操作一起执行了15格动画,插入侦的时候如果插入15侦,那么一帧动作1格,如果插入32侦,则一帧动作2格,这里按15侦操作。
                        插入15侦,选中侦,设置资源名称选择【3】,正面视角,然后设置图形移动的坐标值,即按X坐标,从7移动到-7,就完成了【3】移入画面然后移出画面的动作。


                        接下来就是【3】从左面的右边移动到左边的操作,这个操作采用左面视图的右向左移动,在这一动画里面,【3】只是移入画面(从坐标7移动到0),然后就停住了,没有移出画面,所以只需要8侦长度即可。
                        在这里采用左面视图,在左面视图下,【3】图形是沿着X坐标从7移动到0,只需要设置X坐标值,即可完成这个动作。


                        然后将图形【D】执行一样的动作。
                        最后将2个动作联合起来摆放到一定的时间轴就完成了整个动画效果。
                        时间轴上动画侦的排列顺序完全是按动画的出场顺序排列,如这一个动画,正面视图的【3】移入到正面中心做移出画面的动作时,左面视图的【3】就需要跟上,这样就形成了【3】从一个面移动到另一个面的效果,同理【D】也是在【3】移出正面视图时,移入画面,时间轴如下:

                        3.4.4上下波动动画(平面操作)
                        这个动画相对比较绚丽,但操作也比较复杂,整个动作由8个不同的平面操作完成,效果如下:

                        这个动画其实是由5个不同大小的圈圈按不同的出场顺序做上下移动的操作,然后循环,就形成了这样的动画效果,首先需要先将这个圈圈的平面图形制作好,如下:

                        图形制作好了,然后分解一下这个动画的详细动作过程

                        这个动作就是5个图像分别依次从大到小,从上到下移动,当圈1移动到最下面之后,就停在下面等待其他的圈一个一个落到最下面一层,等5个圈全部落到最底层后,再依次从大到小,从下向上移动到最上面一层。
                        这样每一个圈的操作其实是一样的,如下图,1-5个圈,每个圈占两层,分别以顶面视图的Z坐标轴从0移动到7.每一侦间隔一个格子,就形成了图像一帧接着一帧向下移动的效果,然后再加一个每侦掉到最下面时停留在最下面一层的效果(如红圈内),就形成了从上面一层一层掉到下面的效果。
                        反之向上移动也是一样的,只是全部反过来(Z的坐标从7到0)而已。
                        3.4.5立方移动动画(立体操作)
                        动物飞行或者奔跑的效果目前采用立体操作,立体操作相对其他操作更加简单,就是一帧一帧的播放就ok了。


                        12楼2018-12-03 16:15
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                          4.3 下载程序到小板
                          然后打开下载软件

                          打开软件后出现如下界面,首先选择MCU型号,我们底板的主控值STC122C5A60S2,然后设置COM,在设备管理器中可以看到下载线对应的COM号,然后打开程序文件,


                          选中HEX文件,点击打开,然后点击download。点击后download图标变成灰色,消息框显示正在与MCU握手连接。。。
                          这时候把下载线四根线中间红色的那一根插上,底板上电,程序就开始下载了。
                          上电下载时,消息框会显示下载进度。

                          下载完,消息框显示下载ok,已加密。

                          下载完,动画就会自动运行,到这一步,所有DIY的流程就全部走完了,上电就可以运行了。


                          14楼2018-12-03 16:23
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                            求这个软件


                            IP属地:广东17楼2018-12-28 09:43
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                              毕业设计搞了16*16*9LED矩阵显示屏,应该原理差不多吧,用到74HC573,还有个芯片忘了,总之是行扫描,列扫描,显示汉字,还写了一个VB上位机, nRF24l01可以无线传输数据,


                              IP属地:广东18楼2018-12-28 09:49
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