Hõõguvate kivide LED -lamp: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Paljud täiskasvanud mäletavad, et ehitasid puidust lambi ja kaunistasid seda soodakarbiga juba keskkoolis. See projekt meenutab neid aegu. Minu 13 a. vana tütar tahtis lampi ehitada ja sellest sai hea kodu-kooli teadusprojekt.

Pärast LED-ribadega projekti ehitamist jääb teile sageli osa jääkidest, see osa, mille te oma projekti lõpuleviimiseks täpse pikkuse saamiseks kärpisite. Sellel ülejääval lõigul puuduvad pistikud, see võib olla üsna lühike ja ei pruugi tunduda, et sellel on ilmne kasutus. Selles juhendis selgitatakse, kuidas selle järelejäänud LED -ribade korrastamise dekoratiivvalguseks muuta.

Projekti kokkuvõte:

Minu tütar soovis, et valgusel oleks automaatrežiim, mis kasutas osa LED-ide juhtimiseks fototakistit. Võtsime vooluringi ehitamiseks minu elektrikomponentide varu. Lisasime ülaosasse veel ühe LED -massiivi, mis oleks kõrgema valgustaseme jaoks käsitsi sisse lülitatud. Valisime tavalise kvartspurgipurgi, millel oli soovitud esteetika. Otsustasime keerata LED -riba papptoru ümber, et hoida valgustus külgedelt ühtlasel kaugusel ja vähendada vajalike klaashelmeste arvu. Ülejäänud ruumi täitis ta ilusa efekti saavutamiseks erinevat värvi klaashelmestega. Alus on kujundatud Fusion 360 ja 3D trükitud ning see sisaldab avasid alalisvoolu pistikupesa, fototakisti ja sisse-välja lülitamise lüliti jaoks.

Tarvikud

See projekt nõuab järgmisi osi:

• LED -ribad (uued või jäänud kärpimine)
• Klaasist purk kaanega
• Värvilised klaashelmed
• Puidust, meisterdatud või 3D -trükitud alus
• Papist toru (või 3D -trükitud toru) ja alumiiniumfooliumlint
• Toiteallikas, mis vastab LED -riba pingele.
• Juhtmed (18AWG või 20AWG) ühenduste tegemiseks.

• Elektrilised komponendid

  • Alalisvoolu pistik ja paneelipesa
  • Lüliti juhtimiseks, sel juhul sisse-välja
  • NPN transistor automaatseks juhtimiseks (2N2222a)
  • Fototakistid ja ⅛ -vatised takistid transistori juhtimiseks.
• Kummist tihend (kaitsmaks juhtmeid, mis läbivad kaane auku)

Kasutatavate tööriistade hulka kuuluvad:

• Jootekolb ja hõbedat sisaldav joodis (pliivaba)
• Mitme meetri leivaplaat (vooluringi testimiseks)
• Traadi lõikur/eemaldaja
• Elektriline lint
• Puurida ja hammustada.
• 3D -printer või puidutööriistad (aluse jaoks)

Samm: klaashelmed ja valgustoru

Esimene samm on vajaliku klaashelmeste koguse määramine. Sel juhul oli meil kolm kilo värvilisi helmeid. On oluline, et kasutatud helmed ei oleks LED -lindi avatud metallpindade tõttu elektrit juhtivad. Teine võimalus oleks klaasist marmor. Keskel olev papist toru aitab seda kogust vähendada, hoides samal ajal LED -riba purgi külgedest ühtlaselt kaugel. Toru lõigati pikkuseks, võttes arvesse, et purgi põhjas (lõpuks purgi ülaosas, et peita ülemine LED -massiiv) oleks klaashelmeid. Esteetika ja peegelduvuse parandamiseks kaeti see papist toru alumiiniumfooliumlindiga. LED -riba kinnitati spiraalse mustriga toru välisküljele. Kui soovitakse ühtlasemat valgusmustrit, on LED -ribalt väljuva valguse hajutamiseks valikuline samm - ribade ümber võib lisada hägust materjali, näiteks vahapaberit. See vähendaks mõningaid heledaid laike ja oleks hea mõte, kui enamik helmeid oleks selged ja mitte värvilised. LED -riba taaskasutamiseks peate jootma traadi vahelehtedele, mis jäävad LED -riba pikkuse lõikamisel alles. Mõnel komplektil on täiendavad pistikud, mida saab kasutada. Kui valite jootmise, on jootmise hõlbustamiseks eelistatud väike, tugev traat. Ma kasutan selleks 22awg tahket traati. "Abikäte" komplekt muudab selle ülesande palju lihtsamaks. Minu tütar tegi jootmist, kuna see oli selle tunni oluline osa. See oli tema teine jootmine ja need ühendused olid väiksemad kui eelmine ülesanne. Ta tegi head tööd.

Samm: toiteallikas

Selle projekti jaoks on vaja alalisvoolu toiteallikat. Olen elektroonikaosasid kogunud aastakümneid, nii et sobiva toiteallika leidmine oli üsna lihtne. Kui peate projekti jaoks selle ostma, pöörate tähelepanu toite alalisvoolu pingele ja alalisvoolu reitingule. Kui soovite ümber paigutatud varuosi uuesti kasutada, peate otsustama, kas see on reguleeritud või reguleerimata. Reguleeritud (mõnikord nimetatakse ka lülitamiseks) toiteallikate väljundpinge on igal koormusel sama (alla nimikoormuse). Reguleerimata toiteallika väljundpinge varieerub sõltuvalt koormusest, see tähendab, et see võib olla 18 V alalisvool, kui midagi pole ühendatud, ja 10 V alalisvool, kui ühendatud on suur koormus. Nendel toiteallikatel on nimipinge väljund kindla koormusvoolu juures, st 12VDC @ 500mA. Kui paned rohkem koormust, langeb pinge ja vastupidi, kui pinge väheneb. Soovi korral saate neid kasutada, kuid see nõuab hoolikat valikut, kuna LED -riba nimiväärtuse ületamine põhjustab nende kiirema ebaõnnestumise (suurem kiirus läbi LED -kiibi suurendab heledust, kuid vähendab eluiga). Kui te ei tea oma LED-massiivi (te) koormust, saate koormust mõõta digitaalse multimeetriga, kui need on toiteallikaga ühendatud. Meie LED -ribade koormus oli 200 mA ja kasutasime 600 mA võimsust. Lihtsuse huvides soovitan oma alalisvooluprojektide jaoks kasutada reguleeritud toiteallikat. Testpilt näitab kahe meetri kasutamist nii pinge kui ka voolu mõõtmiseks.

3. etapp: vooluring

Vooluahela disain on üsna lihtne ja selle muutmiseks enam -vähem keerukaks on palju võimalusi. Sisse/välja lülituslüliti oleks väga lihtne viis selle ühendamiseks. Lisasime “tumeda anduri” vooluringi, mis lülitab valguse sisse, kui ümbritseva valguse tase on madal, ja summutab valguse, kui ümbritseva valguse tase suureneb. See vooluahel kasutab pingejagurit, et juhtida pinget NPN -transistori alusse.

Valgustuse juhtimise ja vooluringi põhimõtete õpetamiseks ehitasime esmalt vooluringi leivaplaadile. Toiteallikat, mida me lambi jaoks kasutasime, kasutati leivalaua jaoks, et anda realistlikku teavet. Siin proovisime soovitud juhtimise saavutamiseks erinevaid takisti kombinatsioone. Viitasime NPN-transistori andmelehele ja kasutasime valitud fototakisti takistusvahemiku mõõtmiseks digitaalset multimeetrit (pimedas kuni 10 kΩ). Pingejaguri põhja minimaalse väärtuse loomiseks lisati fototakistiga järjest 1k oomi takisti. Muutuv takisti on pingejaguri ülaosas valikuline funktsioon, mis võimaldab reguleerimist, kuid otsustasime, et pingejaguri peal olev 22 k oomi takisti tagab piisava juhtimise ja pakub lihtsust. Need komponendid monteeriti fototakisti kohas väikesele perforeeritud tahvlile ja joodeti kohale. LED-riba lülitatakse läbi NPN-transistori kollektori-emitteriosa, kontrollides voolu läbi LED-riba. Erinevus “valgusanduri” ja “tumeda anduri” vahel on lihtsalt fototakisti paigutus pingejaotusahelasse (st ülemine või alumine). Üks meie vooluahela komplikatsioone oli soov, et sisemine riba saaks toite AUTO või ON režiimides, samal ajal kui ülemine LED -massiiv toideti ainult sisse lülitatud režiimis. Kahepooluseline lülituslüliti võimaldas sisemisel ribal olla ülemisest massiivist isoleeritud toiteallikaid.

Paneelile paigaldatav alalisvoolu pistik pakub käepärast ühenduspunkti ja paarituspistik joodeti toitejuhtme külge. Teie toiteplokil võib juba olla alalisvoolu pistik, sellisel juhul ostate lihtsalt sobiva paneelipesa. Pöörake kindlasti tähelepanu oma toitepistiku polaarsusele, mõnikord on keskus positiivne, mõnikord on negatiivne. Selle teadmine on oluline, sest valgusdioodid töötavad ainult õige polaarsusega.

Samm: 3D trükitud alus

Alus kujundati Fusion 360 -s ja on üsna lihtne. Purgi mõõtmete põhjal määrati kare kuju ja kõrgus lülituslüliti sügavuse põhjal. Tungraua ja lüliti avad põhinesid valitud komponentide mõõdetud mõõtmetel. Fototakisti asukoht süvendati juhtmete väljalõigetega ja osa jäi fototakisti kinnitamiseks kuuma liimi pealekandmiseks. Samuti modelleeriti ja süvistati kinnituskruvide asukohad, nii et trükitud kaas mahtus aluse sisse. Kaane augud olid veidi süvistatud. Aluses modelleeriti kruvikeermed M6. Kasutatud seinapaksused olid 2 mm ja mudel trükiti PLA -s 40% güroidtäidisega 4 ülemise ja alumise kihi vahel. Kihi kõrgus oli 0,2 mm koos 0,4 mm otsikuga. Olge ettevaatlik, et oma augud oleksid mõnevõrra suuremad, et arvestada kahanemisega pärast prindi jahtumist.

Lisatud pildid ja failid on hilisem versioon esimesest trükitud versioonist, võtsime mõned õppetunnid ja lisasime süvendi, et kaane alusele keerata. Meie alus jättis süvendi vahele ja asetas aluse lihtsalt kaane ja purgi vahele, mis vajas pöörlemise vältimiseks kuuma liimi. Soovime neid veel mõnda ehitada ja eeldame, et disain aja jooksul edasi areneb. Kasutage lisatud faile oma projekti lähtepunktina.

Samm: kokkupanek

Selle lambi kokkupanek oli järgmine:

1. Puhastage kõik osad ja tükid, purk, kaas ja helmed.
2. Toru ülaosa varjamiseks asetage purgi põhja paar kihti.
3. Sisestage toru kinnitatud ja juhtmega ühendatud LED -massiividega.
4. Jätke purgi suust mitu tolli lisatraadi pikkust hiljem ühendamiseks.
5. Lisage klaashelmed ettevaatlikult vastavalt soovile.
6. Me ühendasime ajutiselt LED -massiivi, et mu tütar näeks helmeid lisades efekti.
7. Kui see on täis, tehke kaanesse auk ja lisage kummist tihend, et kaitsta juhtmeid teravate servade eest.
8. Pange alusele kokku elektrilised komponendid.
9. Pange kaas kokku ja ühendage alusega.
10. Liimige või kinnitage kaas ja alus nii, et purk ei saaks keerutada ega eemale tõmmata. Meie puhul kinnitas purgi kaas/rõngas aluse klaaspurgi külge, seejärel kasutati pöörlemise vältimiseks kuuma liimi.
11. Ühendage LED -juhtmestik vooluahelaga, kaks juhtmest LED -riba/stringi/massiivi kohta.
12. Paigaldage kaas.

See lamp on dekoratiivne, kohandatud ja on olnud minu tütrele hea õppimiskogemus. Ta õppis vooluringidest, jootmisest, kannatlikkusest ja detailidele tähelepanu pööramisest. Ennustan, et see kogemus jääb sama meeldejäävaks kui mu esimene popplamp 7. klassis.