[发明专利]亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置及控制方法

权利要求书

1.一种亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，包括多个3DRGB光立方单元、WIFI无线路由器和移动终端，所述多个3D RGB光立方单元通过WIFI无线路由器与移动终端连接，每个3D RGB光立方单元包括多个RGB发光二极管组成的阵列光立方、面驱动电路、数控电阻电路、层驱动电路、单片机控制器、USB接口、WIFI模块和光传感器，所述面驱动电路、数控电阻电路、层驱动电路、光传感器、USB接口以及WIFI模块均与单片机控制器连接，所述阵列光立方与面驱动电路和数控电阻电路连接，所述数控电阻电路还和层驱动电路连接；所述WIFI无线路由器将3D RGB光立方单元的WIFI模块传输的数据与移动终端连接，实现远程控制各3D RGB光立方单元的功能。

2.根据权利要求1所述亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，每个3D RGB光立方单元由8×8×8只RGB LED组成的阵列光立方，所有的RGB LED为共阴极RGB LED，额定驱动电压2.7V-3.8V；额定驱动电流为20mA。

3.根据权利要求1所述亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，所述数控电阻电路包括固定电阻和与固定电阻并联的数字电位器；所述数控电阻电路在单片机控制器的控制下，根据每个面驱动RGB LED的数目实时改变限流电阻的阻值，保持流过每个RGBLED的电流基本一致，实现光立方亮度的均匀；同时，根据外围光环境的变化时实改变数据电阻的阻值，使流过RGB LED的电流基本一致，自动改变3D RGB光立方单元的亮度。

4.根据权利要求1所述亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，所述层驱动电路是在单片机控制器的控制下，用于同数控电阻电路共同实现对每个层的RGB LED驱动和亮度度控制；所述层控制电路采用9926A场效应管模块作为层控制器，根据控制电平高低来控制场效应管的导通和截止，从而控制每个层的RGB LED阴极公共端与电源负极的通断，并通过单片机控制器控制片选层组成不同的图案。

5.根据权利要求1所述亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，所述面驱动电路是在单片机控制器的控制下，用于接收单片机控制器发来的数据，并驱动和控制选通后的某个面的2D RGB LED；所述面驱动电路采用74HC573作为面驱动电路，控制RGB LED的R、G、B三个管脚，当层扫描信号通过层驱动电路产生后，由74HC573驱动选通或关闭面2D RGB LED上的RGB LED阳极。

6.根据权利要求1所述亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，所述单片机控制器用于输出面数据，控制数控电阻电路和层扫描，实现对3D RGB光立方体进行亮度和色度控制，在3D RGB光立方体上显示各种各样的图案以及RGB色彩的变化；所述单片机控制器采用STC15W4K单片机。

7.根据权利要求1所述亮度和色度可调的组合式3D RGB LED光立方装置，其特征在于，所述USB接口用于完成上位机与单片机控制器的数据通信；所述USB接口采用CH340G芯片；

所述WIFI模块通过单片机控制器与USB接口的连接，实现数据的无线网络传输；所述WIFI模块采用DT-06无线WIFI串口透传模块；

所述光传感器用于时实监测当前环境亮度，并将与当前亮度成正比的测光电压连接到单片机控制器的AD接口端，将模拟测光电压转换为数字量。