简单有趣的LED摇字光棒设计

一、电路介绍

电路图如图1所示，电路由IC1单片机PIC16C505-20P及少量的外围元件组成。开关SW1为画面切换按钮;SW2为水银开关，可在摇晃光棒时触发电路工作。电阻R1～R6为发光二极管的限流电阻。电阻R7、R8分别为集成电路触发端的上拉电阻。LD1～6为组字的发光二极管，它们在印刷电路板上排成一条直线。

使用摇字棒时，用手握紧光棒，左右摇晃，水银开关就会频繁触发电路，使6只发光二极管按照程序点亮，组成“HELLO”等字符串，如图2所示。

二、光棒显示文字的原理

光棒利用人眼的视觉暂留效应，显示平面图形。如果6只竖直排列成一条直线的亮点快速水平移动，看起来就不再是一条发亮的光棒，而是一片亮点。如果让6只发光二极管在快速移动的过程中，每个二极管在不同的时刻根据一个图形在该处的状况来发光，由于人眼睛的视觉暂留效应，就可以看见光棒组成了这个图形。

光棒组成图形有两个条件，一个是每个发光二极管要按照预先制定的程序定时发光;二是必须按照一定的频率摇动光棒。电路的控制芯片IC1已经内置了多达几十种字符串的程序，使用时可按动一次开关SW1(不要按住不动)逐个选择不同的文字。

三、制作过程

在套件提供的印刷电路板上组装并焊接，完成光棒的制作;套件如图3所示。制作步骤如下：

步骤1.根据色环辨认82Ω和47k两种电阻，再将它们装入印刷电路板，如图4所示。

步骤2.插入集成电路IC1的插座。要按照印刷线路板上面半圆形缺口的指示方向插入插座，如图5、图6所示。

步骤3.安装按钮开关SW1，如图7所示。

步骤4.安装水银开关SW2。为了保证摇动光棒时，字符串及图形从左到右正确显示，水银开关应大体上水平放置;而且头在右边，接线在左边;如图8、图9所示。

步骤5.安装6只发光二极管;要注意二极管的正负极不得接反。二极管管脚一长一短，长为正，短为负。印刷线路板上有两个孔，靠近圆缺的孔为负极，如图10、图11所示。

步骤6.焊接印刷线路板焊接时所用电烙铁最大不超过40W。以焊接电阻为例，焊接注意事项如图12所示。

步骤7.焊接电源线焊接电池盒导线，要区分电池盒两根引线的极性;红线为正极，黑线为负极，分别焊接在线路板相应的焊点上，如图13所示。

步骤8.插入集成电路IC1，要使IC1上面的半圆形标记与插座上的标记放在同侧，如图14所示。

四、通电测试

在电池盒内装入两节5号电池，即可测试了;如图15所示。

为了便于使用，可将电池盒用胶带固定在印刷电路板背面。选一处比较暗的地方，用手握住光棒，左右摇晃，对面的人就可以看到光棒组成的字符串。再按一下SW1，就可以组成另一个字符串;如图16、图17所示。

五、拓展活动

1.更多的LED灯，更多的字符和图案。

本作品比较简单，仅仅能驱动6只LED灯，这就限制了它的功能。如果要组成汉字，则最少需要16只LED。可以用其他光棒芯片实现这一目标。现在五六电子已经推出16位LED和32位LED的摇摇棒套件，大家可以购买。

2.用更复杂的芯片，通过编程组成所需要的图案。

可以用单片机制作摇光棒;根据所要显示的图案编程序灌入芯片。