LED лампа за светещи камъни: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Много възрастни може да си спомнят, че са построили лампа от дърво и са я декорирали със сода, още в прогимназията. Този проект напомня за онези дни. Моите 13 г. старата дъщеря искаше да построи лампа и това създаде добър заключителен научен проект за домашно училище.

След като изградите проект с LED ленти, често оставате с част от остатъците, частта, която сте отрязали, за да получите точна дължина, за да завършите проекта си. В този оставен участък липсват конектори, може да бъде сравнително кратък и може да не изглежда, че има очевидна употреба. Тази инструкция ще обясни как да превърнете останалата подстригване на LED лента в декоративна светлина.

Обобщение на проект:

Дъщеря ми искаше светлината да има автоматичен режим, който използва фоторезистор за управление на част от светодиодите. Извадихме от склада ми електрически компоненти, за да изградим веригата. Добавихме още един светодиоден масив в горната част, който ще бъде включен в ръчен режим за по -високо ниво на осветеност. Избрахме стандартен буркан за консервиране с кварт, който имаше желаната естетика. Решихме да увием LED лентата около картонена тръба, за да поддържаме осветлението на еднакво разстояние от страните и да намалим броя на необходимите стъклени перли. Тя запълни останалото пространство със стъклени мъниста с различни цветове за чист ефект. Основата е проектирана във Fusion 360 и 3D печат и включва отвори за DC захранващия жак, фоторезистор и превключвател за включване-изключване.

Консумативи

Този проект изисква следните части:

• LED лента (и) (нова или остатъчна подстригване)
• Стъклен буркан за консервиране с капак
• Цветни стъклени мъниста
• Дървена, изработена или 3D отпечатана основа
• Картонена тръба (или 3D печатна тръба) и лента от алуминиево фолио
• Захранване, което съответства на напрежението на LED лентата.
• Окабеляване (18AWG или 20AWG) за осъществяване на връзки.

• Електрически компоненти

  • DC щепсел и гнездо за монтиране на панел
  • Превключвател за управление, в този случай включване-изключване-включване
  • NPN транзистор за автоматично управление (2N2222a)
  • Фоторезистор и ⅛ ватови резистори за управление на транзистора.
• Гумена втулка (за защита на окабеляването, преминаващо през отвор в капака)

Използваните инструменти включват:

• Поялник и спойка с носене на сребро (без олово)
• Многометрова платка (за тестване на веригата)
• Резачка/стриптизьор
• Електрическо тиксо
• Пробийте и бийте.
• 3D принтер или инструменти за обработка на дърво (за основата)

Стъпка 1: Стъклени мъниста и светлинната тръба

Първата стъпка е да се определи необходимото количество стъклени мъниста. В този случай имахме три килограма цветни мъниста. Важно е използваните мъниста да не са електропроводими поради откритите метални повърхности на LED лентата. Стъклените мрамори биха били друг вариант. Картонената тръба в центъра помага за намаляване на това количество, като същевременно поддържа LED лентата постоянно раздалечена от страните на буркана. Тръбата беше подрязана по дължина, като се има предвид, че на дъното на буркана ще има стъклени мъниста (в крайна сметка горната част на буркана, за да се скрие горната LED решетка). За да се подобри естетиката и отражението, тази картонена тръба беше покрита с лента от алуминиево фолио. LED лентата беше залепена от външната страна на тръбата по спираловиден модел. Има опционална стъпка за разсейване на светлината, излизаща от LED лентата, ако се желае по -равномерен модел на светлината - около лентите може да се добави мътен материал като восъчна хартия. Това би намалило някои от ярките петна и би било добра идея, ако повечето мъниста са чисти и не са оцветени. За да използвате повторно вашата LED лента, трябва да запоите жица към фиксаторите, които са останали, когато отрежете LED лентата на дължина. Някои комплекти имат допълнителни съединители, които могат да се използват. Ако решите да запоявате, за улесняване на запояването се предпочита малка, плътна жица. За тази цел използвам плътна жица 22awg. Набор от „помощни ръце“прави тази задача много по -лесна. Дъщеря ми направи запояване, тъй като това беше важна част от този урок. Това беше нейното второ запояване и тези връзки бяха по -малки от предишната задача. Тя свърши добра работа.

Стъпка 2: Захранване

За този проект е необходимо DC захранване. Събирам части от електрониката от десетилетия, така че намирането на подходящо захранване беше доста лесно. Ако трябва да закупите такъв за проекта, ще обърнете внимание на изходната мощност на DC напрежение и рейтинг на постоянен ток на захранването. Ако искате да използвате повторно резерв, който имате, трябва да определите дали е регулиран или нерегулиран. Регулираните (понякога наричани „превключващи“) захранвания имат същото изходно напрежение при всяко натоварване (под номиналната товароносимост). Нерегулираното захранване ще има изходно напрежение, което варира в зависимост от натоварването, което означава, че може да бъде 18VDC без нищо свързано и 10VDC със свързан тежък товар. Тези захранвания имат номинално изходно напрежение при специфичен ток на натоварване, т.е. 12VDC @ 500mA. Ако поставите по -голямо натоварване, напрежението пада и, обратно, ако поставите по -малко натоварване, напрежението се увеличава. Можете да ги използвате, ако искате, но това изисква внимателен подбор, тъй като превишаването на рейтинга на LED лентата ще доведе до по -бърз отказ (по -високият ток през LED чипа увеличава яркостта, но намалява живота). Ако не знаете натоварването на вашите LED масиви, можете да измерите натоварването с цифров мултицет, когато те са свързани към захранване. Нашите LED ленти възлизаха на 200mA натоварване и използвахме захранване с мощност 600mA. За простота препоръчвам да използвате регулирано захранване за вашите проекти с DC напрежение. Тестовото изображение показва използването на два метра за измерване на напрежение и ток.

Стъпка 3: Свързване

Дизайнът на веригата е сравнително прост и има много опции, които го правят повече или по -малко сложен. Превключвателят за включване/изключване би бил много основен начин да свържете това. Добавихме верига „тъмен сензор“, която включва светлината, когато нивото на околната светлина е ниско и затъмнява светлината, за да я изключи с увеличаване на нивото на околната светлина. Тази схема използва делител на напрежение за управление на напрежението в основата на NPN транзистор.

За да научим принципите за управление на осветлението и схемите, първо изградихме веригата върху дъска за хляб. Захранването, което използвахме за лампата, беше използвано за дъската за хляб, за да предостави реалистична информация. Тук опитахме различни комбинации от резистори, за да постигнем желания контрол. Позовахме се на листа с данни за NPN транзистора и използвахме цифров мултиметър за измерване на обхвата на съпротивлението на избрания фоторезистор (до 10k ohm при тъмно). 1k ом резистор беше добавен последователно към фоторезистора, за да се създаде минималната стойност на дъното на делителя на напрежението. Променливият резистор е опционална функция за горната част на делителя на напрежението, която позволява регулиране, но решихме, че резистор от 22 k ома в горната част на делителя на напрежението осигурява адекватен контрол и предлага допълнителна простота. Тези компоненти бяха сглобени на малка перфорирана дъска на мястото на фоторезистора и запоени на място. LED лентата се циркулира през колекторно-излъчващата част на NPN транзистора, контролирайки тока през LED лентата. Разликата между „светлинен сензор“и „тъмен сензор“е просто поставянето на фоторезистора във веригата на разделителя на напрежението (т.е. отгоре или отдолу). Едно усложнение на нашата верига беше желанието вътрешната лента да се захранва в режими AUTO или ON, докато горният светодиоден масив се захранва само в режим ON. Двуполюсен превключвател позволява на вътрешната лента да има изолирани захранвания от горния масив.

DC жак за монтиране на панел осигурява удобна точка за свързване, а чифтовият щепсел е запоен върху захранващите проводници. Вашето захранване може вече да има DC щепсел, в този случай просто ще купите съответния жак за монтиране на панел. Не забравяйте да обърнете внимание на полярността на щепсела на захранването, понякога центърът е положителен, понякога центърът е отрицателен. Знанието за това е важно, защото светодиодите ще работят само с правилна полярност.

Стъпка 4: 3D печатна основа

Базата е проектирана във Fusion 360 и е доста базова. Груба форма се определя въз основа на размерите на буркана, а височината се основава на дълбочината на превключвателя. Дупките за крика и превключвателя се основават на измерените размери на избраните компоненти. Мястото на фоторезистора беше вдлъбнато с изрези за проводниците, а част остана за нанасяне на горещо лепило за закрепване на фоторезистора. Монтажните винтове също бяха моделирани и вдлъбнати, така че отпечатан капак да може да се побере вътре в основата. Отворите за капака бяха леко вдлъбнати. В основата бяха моделирани винтови резби М6. Използваните дебелини на стените са 2 мм, а моделът е отпечатан в PLA с 40% пълнеж от жироид между 4 горни и долни слоя. Височината на слоя беше.2 мм с.4 мм дюза. Внимавайте да увеличите малко дупките си, за да отчетете свиването след отпечатването.

Прикачените изображения и файлове са по -късна версия от тази, която първо отпечатахме, взехме някои поуки и добавихме вдлъбнатина за завинтване на капака към основата. Нашата база пропусна вдлъбнатината и просто постави основата между капака и буркана, което изисква горещо лепило, за да се предотврати въртенето. Искаме да изградим още няколко от тях и очакваме дизайнът да се развива допълнително с течение на времето. Чувствайте се свободни да използвате приложените файлове като отправна точка за вашия проект.

Стъпка 5: Монтаж

Сглобяването на тази лампа беше както следва:

1. Почистете всички части и парчета, буркана, капака и мънистата.
2. Поставете няколко слоя на дъното на буркана, за да скриете горната част на тръбата.
3. Поставете тръбата с LED масиви, закрепени и окабелени.
4. Оставете няколко сантиметра допълнителна дължина на проводника от устата на буркана за свързване по -късно.
5. Внимателно добавете стъклените мъниста по желание.
6. Временно свързахме LED масива, за да може дъщеря ми да види ефекта, докато добавя мъниста.
7. След като се напълни, пробийте дупка в капака и добавете гумена втулка, за да предпазите окабеляването от остри ръбове.
8. Сглобете електрическите компоненти в основата.
9. Сглобете капака и го свържете към основата.
10. Залепете или закрепете капака и основата, така че буркана да не може да се завърти или да се издърпа. В нашия случай капакът/пръстенът към буркана закрепи основата към стъкления буркан, след това беше използвано горещо лепило, за да се предотврати въртенето.
11. Свържете LED окабеляването към веригата, два проводника на LED лента/низ/масив.
12. Монтирайте капака.

Тази лампа е декоративна, персонализирана и е била добро обучение за дъщеря ми. Тя научи за кръгове, запояване, търпение и внимание към детайлите. Предполагам, че това преживяване ще бъде толкова запомнящо се, колкото и първата ми лампа за поп консерви в 7 клас.