董兵 張文斌 陳坤紅 陳芬芬

摘要：本文介紹了光立方體制作無錫焊連接方法，通過對五種類型的發(fā)光二極管專用接插件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特定的功能的分析，實(shí)現(xiàn)積木式光立方體組合制作，避免了因采用電烙鐵焊接連接發(fā)光二極管的虛焊、堆焊、更換困難等問題。

Abstract： This paper introduces the without tin welding connection method for light cubes. Through the analysis of the internal structure and specific functions of the five types of LED-specific connectors， it realizes the combination making of light cube of building blocks and avoids the problems of diode soldering， surfacing and replacement difficulties due to the use of soldering iron to connect the light.

關(guān)鍵詞：光立方;接插件;發(fā)光二極管;焊接

Key words： light cube;connectors;light-emitting diodes;welding

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）29-0185-02

0? 引言

隨著電子科技領(lǐng)域的高速發(fā)展，用發(fā)光二極管制作的各種光立方吸引著廣大電子科技愛好者，光立方體給我們帶來視覺上的美感以及生活的樂趣。但目前光立方體均采用手工錫焊的方式對多種類型發(fā)光二極管連接，由于手工錫焊存在的焊接工藝問題，一旦在測試過程中出現(xiàn)光立方體內(nèi)的某個(gè)發(fā)光二極管損壞，需要用電烙鐵將旁邊大發(fā)光二極管管腳發(fā)光二極管拆焊下后才能更換，給光立方的制作和調(diào)試帶來不更。本文提出光立方體制作無錫焊連接的方法，研究一組制作光立方體的發(fā)光二極管專用接插件，在設(shè)計(jì)和制作發(fā)光二極管組成的立方體時(shí)無需焊接，只需通過發(fā)光二極管專用接插件直接將發(fā)光二極管之間的管腳接插，實(shí)現(xiàn)類似塔積木一樣的光立方組合，省時(shí)省力，便于更換，且設(shè)計(jì)制作出的光立方體行列整齊，層面美觀，通透性好，可以通過不同的空間組合結(jié)構(gòu)形成不同體積的光立方體，不用焊錫焊接，解決了焊接時(shí)間過長容易損壞發(fā)光二極管，焊接排列不整齊，焊點(diǎn)大小不一，虛焊接造成接觸不良，不易更換發(fā)光二極管的難題。

1? 光立方體制作無錫焊連接整體結(jié)構(gòu)

光立方體制作無錫焊連接整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。由多個(gè)發(fā)光二極管和五種類型的發(fā)光二極管專用接插件組成。

其中構(gòu)成光立方體的發(fā)光二極管可以有多種類型，如兩管腳單色發(fā)光二極管，三管腳雙色發(fā)光二極管，四管腳三色發(fā)光二極管等，尤其是四管腳三色發(fā)光二極管制作光立方體時(shí)，焊接和更換更加困難。

發(fā)光二極管專用接插件用于將不同類型的發(fā)光二極管通過插件的物理連接取代現(xiàn)有的管腳間的錫焊，根據(jù)光立方的整體要求和發(fā)光二極管管腳結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管專用接插件共有L字型、I字型、μ字型、T字型以及Z字型五種，每一種發(fā)光二極管專用接插件分別與發(fā)光二極管不同方向的管腳接插，形成光立方的層或面。L字型發(fā)光二極管接插件用于最外圍發(fā)光二極管的管腳與同層左或右邊的發(fā)光二極管的管腳相連，構(gòu)成穩(wěn)定的光立方結(jié)構(gòu);I字型發(fā)光二極管專用接插件用于延長發(fā)光二極管之間的距離，接插相鄰發(fā)光二極管的管腳;μ字型發(fā)光二極管接插件用于發(fā)光二極管管腳連接上一層發(fā)光二極管的管腳以及下一層發(fā)光二極管的管腳;T字型發(fā)光二極管專用接插件用于發(fā)光二極管管腳與左右兩邊的發(fā)光二極管管腳相連，用于層控的安裝和連接;Z字型發(fā)光二極管專用接插件用于最頂層發(fā)光二極管的管腳接插下一層發(fā)光二極管的三種管腳，形成上下層的結(jié)構(gòu)組合。

2? 各類型發(fā)光二極管專用插件內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

光立方體制作無錫焊連接主要是通過五種不能類型的發(fā)光二極管專用插件與各種類型的發(fā)光二極管連接形成。每一種發(fā)光二極管專用接插件分別通過向上、向下和水平方向的針座與發(fā)光二極管管腳接插，通過不同方式的空間組合，組合成光立方層和面的空間結(jié)構(gòu);發(fā)光二極管專用接插件的針座內(nèi)部設(shè)置有圓筒形金屬制成的空心漏斗形緊鎖裝置，所述空心漏斗形緊鎖裝置呈上大下小的漏斗形針座，從收小的漏斗底部處對稱向上一半處開有四個(gè)呈分裂狀的縫隙。當(dāng)發(fā)光二極管的管腳插入空心漏斗形緊鎖裝置，由于分裂狀縫隙產(chǎn)生的張力，可卡住插進(jìn)來的發(fā)光二極管管腳，從而固定光立方體整體結(jié)構(gòu)。

2.1 發(fā)光二極管I字型專用接插件

發(fā)光二極管I字型專用接插件由兩發(fā)光二極管管腳喇叭型插口，空心漏斗形緊鎖裝置，大空心圓柱，小空心圓柱，和I字型圓柱形實(shí)心支撐組成，上下對稱成鏡像針座，組合成I字型接插件。

喇叭型插口呈喇叭型，其底部半徑小于空心漏斗形緊鎖裝置上部半徑，用于擋住和卡緊空心漏斗形緊鎖裝置上部，防止發(fā)光二極管管腳拔出去時(shí)，由于受力帶動(dòng)空心漏斗形緊鎖裝置一起拔出，防止空心漏斗形緊鎖裝置松動(dòng)，同時(shí)喇叭的形態(tài)也便于發(fā)光二極管管腳較容易插進(jìn)去。

空心漏斗形緊鎖裝置呈內(nèi)空漏斗形，空心漏斗形緊鎖裝置上半發(fā)光二極管管腳內(nèi)側(cè)光滑，下半發(fā)光二極管管腳內(nèi)側(cè)由對稱的四個(gè)縫隙分裂成四片。當(dāng)發(fā)光二極管的管腳插入空心漏斗形緊鎖裝置，由于分裂狀縫隙產(chǎn)生的張力，可卡住插進(jìn)來的發(fā)光二極管管腳，防止發(fā)光二極管管腳松動(dòng)，得以固定光立方體整體結(jié)構(gòu)。

大空心圓柱，呈空心圓柱型，用于保護(hù)空心漏斗形緊鎖裝置，其次空心圓柱的圓筒與空心漏斗形緊鎖裝置下半發(fā)光二極管管腳留有一定的空隙，便于空心漏斗形緊鎖裝置下半發(fā)光二極管管腳分裂的四個(gè)鐵片有向外擴(kuò)張的空間。

小空心圓柱呈空心圓柱型，空心圓柱的內(nèi)圍半徑等于發(fā)光二極管的管腳半徑大小，使發(fā)光二極管管腳插進(jìn)并通過空心漏斗形緊鎖裝置之后還有一定的長度固定管腳，使發(fā)光二極管管腳更加穩(wěn)定。

I字型圓柱形實(shí)心支撐為圓柱形實(shí)心支撐，用于連接對稱的頭尾發(fā)光二極管管腳，即增強(qiáng)了接插件強(qiáng)度，又起到對發(fā)光二極管管腳的限位作用。

2.2 發(fā)光二極管L字型專用接插件

發(fā)光二極管L字型專用接插件組成與發(fā)光二極管L字型專用接插件相似，所不同的是L字型圓柱形實(shí)心支撐呈90度互相垂直針座，用于連接呈90度的互相垂直方向發(fā)光二極管管腳。

2.3 發(fā)光二極管Z字型專用接插件

發(fā)光二極管Z字型專用接插件組成與發(fā)光二極管L字型專用接插件相似，所不同的是Z字型圓柱形實(shí)心支撐呈右上方和左下方互相平行針座，用于連接呈互相平行方向發(fā)光二極管管腳。

2.4 發(fā)光二極管T字型專用接插件

發(fā)光二極管T字型專用接插件組成與發(fā)光二極管L字型專用接插件相似，所不同的是T字型圓柱形實(shí)心支撐呈豎直方向和水平方向呈90度互相垂直針座，用于連接呈豎直方向和水平方向呈90度互相垂直方向的發(fā)光二極管管腳。

2.5 發(fā)光二極管μ字型專用接插件

發(fā)光二極管μ字型專用接插件組成與發(fā)光二極管T字型專用接插件相似，所不同的是μ字型圓柱形實(shí)心支撐呈上方發(fā)光二極管管腳互相平行，下方發(fā)光二極管管腳和左上方發(fā)光二極管管腳對稱呈鏡像針座，用于連接對稱的頭尾發(fā)光二極管管腳和平等方向的發(fā)光二極管管腳。

3? 結(jié)論

光立方體制作無錫焊連接方法采用發(fā)光二極管專用接插件與發(fā)光二極管管腳接插，無需使用錫焊接技術(shù)焊接，只需通過五種類型的發(fā)光二極管專用接插件直接將發(fā)光二極管的管腳相互連接，即可實(shí)現(xiàn)類似塔積木一樣的光立方體的組合制作。該光立方體制作包括有五種類型的發(fā)光二極管專用接插件，每一種發(fā)光二極管專用接插件都有特定的功能，分別與不同方向的管腳接插，實(shí)現(xiàn)了發(fā)光二極管管腳之間連接穩(wěn)固并且互不沖突。通過制作光立方的發(fā)光二極管專用接插件的技術(shù)研究，使接插件直接與發(fā)光二極管管腳相接插，能穩(wěn)固連接，避免了因采用電烙鐵焊接連接發(fā)光二極管的虛焊、堆焊、更換困難等問題;通過制作光立方的發(fā)光二極管專用接插件的連接，能夠任意延長發(fā)光二極管腳的長度，解決了在制作光立方時(shí)因發(fā)光二極管管腳長度有限制作困難的問題;通過制作光立方的發(fā)光二極管專用接插件的插接式連接，在測試光立方的過程中出現(xiàn)某個(gè)發(fā)光二極管損壞時(shí)，無需將損壞發(fā)光二極管周邊大發(fā)光二極管管腳的發(fā)光二極管拆焊下后更換，直接通過接插件的拆裝即可完成對任何一個(gè)發(fā)光二極管的更換，省時(shí)省力。

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