LED lampa za užareno kamenje: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Mnogi odrasli mogu se sjetiti da su izgradili svjetiljku od drveta i ukrasili je limenkom sode još u srednjoj školi. Ovaj projekat podsjeća na one dane. Mojih 13 godina stara kćerka je htjela izgraditi svjetiljku i to je dovelo do dobrog zaključanog naučnog projekta za kućnu školu.

Nakon što izgradite projekt sa LED trakama, često vam ostaje dio zaostalih dijelova, dio koji ste obrezali kako biste dobili točnu dužinu za dovršetak projekta. Ovaj preostali odjeljak nema konektore, može biti prilično kratak i može se činiti da nema očiglednu upotrebu. Ova instrukcija će vam objasniti kako pretvoriti tu preostalu LED traku u ukrasno svjetlo.

Sažetak projekta:

Moja kćerka je htjela da svjetlo ima automatski način rada koji je koristio fotootpornik za kontrolu dijela LED dioda. Izvukli smo moju zalihu električnih komponenti kako bismo konstruirali krug. Na vrh smo dodali još jedan LED niz koji bi bio uključen u ručnom načinu rada za viši nivo svjetlosti. Odabrali smo standardnu teglu za konzerviranje od četvrtine koja je imala željenu estetiku. Odlučili smo LED traku omotati oko kartonske cijevi kako bismo osvjetljenje zadržali na ujednačenoj udaljenosti od strana i smanjili broj potrebnih staklenih perli. Preostali prostor napunila je staklenim perlicama različitih boja za uredan efekt. Baza je dizajnirana u Fusion 360 i 3D štampanju i uključuje otvore za DC utičnicu, foto-otpornik i prekidač za uključivanje-isključivanje.

Supplies

Ovaj projekat zahtijeva sljedeće dijelove:

• LED trake (nove ili ostatke obrezivanja)
• Staklena tegla za konzerviranje sa poklopcem
• Staklene perle u boji
• Drvena, izrađena ili 3D štampana baza
• Kartonska cijev (ili 3D štampana cijev) i traka od aluminijske folije
• Napajanje koje odgovara naponu LED trake.
• Ožičenje (18AWG ili 20AWG) za povezivanje.

• Električne komponente

  • DC utikač i utičnica za montažu na ploču
  • Prekidač za kontrolu, uključivanje-isključivanje-uključivanje u ovom slučaju
  • NPN tranzistor za automatsko upravljanje (2N2222a)
  • Foto otpornik i otpornici od ⅛ vata za kontrolu tranzistora.
• Gumeni držač (za zaštitu ožičenja koje prolazi kroz rupu na poklopcu)

Alati koji se koriste uključuju:

• Lemilica i lemilica sa srebrom (bez olova)
• Višemetarska ploča (za ispitivanje kola)
• Rezač žice/skidač žice
• Električna traka
• Bušilica i glodalica.
• 3D štampač ili alati za obradu drveta (za podlogu)

Korak 1: Staklene perle i svjetlosna cijev

Prvi korak je odrediti potrebnu količinu staklenih perli. U ovom slučaju imali smo tri kilograma perlica u boji. Važno je da korištene perle nisu električno provodljive zbog izloženih metalnih površina LED trake. Druga opcija bila bi staklena kugla. Kartonska cijev u sredini pomaže pri smanjenju ove količine, dok LED traka održava dosljedno razmaknutu od stranica staklenke. Cijev je odrezana po dužini, uzimajući u obzir da će se na dnu staklenke nalaziti staklene perle (eventualno na vrhu staklenke kako bi se sakrila gornja LED matrica). Radi poboljšanja estetike i refleksije, ova kartonska cijev bila je prekrivena trakom od aluminijske folije. LED traka je pričvršćena na vanjsku stranu cijevi spiralno. Postoji izborni korak za raspršivanje svjetla koje silazi s LED trake ako se želi ujednačeniji uzorak svjetla - mutni materijal, poput voštanog papira, mogao bi se dodati oko traka. Ovo bi smanjilo neke od svijetlih mrlja i bila bi dobra ideja ako je većina perlica bistra i bez boje. Da biste ponovno upotrijebili LED traku, morate lemiti žicu na jezičke koji su preostali kada odrežete LED traku na određenu dužinu. Neki kompleti imaju dodatne konektore koji se mogu koristiti. Ako se odlučite za lemljenje, preferira se mala, čvrsta žica radi lakšeg lemljenja. U tu svrhu koristim čvrstu žicu od 22 awg. Skup „ruku pomoći“čini ovaj zadatak mnogo lakšim. Moja kćerka je lemila jer je to bio važan dio ove lekcije. Ovo je bilo njeno drugo lemljenje i te su veze bile manje od prethodnog zadatka. Uradila je dobar posao.

Korak 2: Napajanje

Za ovaj projekt potrebno je istosmjerno napajanje. Decenijama sam skupljao elektroničke dijelove, pa je pronalaženje odgovarajućeg izvora napajanja bilo prilično jednostavno. Ako trebate kupiti jedan za projekt, obratit ćete pažnju na ocjenu izlaznog istosmjernog napona i istosmjernu struju napajanja. Ako želite ponovo upotrijebiti rezervnu opremu koja vam leži, morate utvrditi je li regulirana ili neregulirana. Regulirana (ponekad se nazivaju i "sklopna") napajanja imaju isti izlazni napon pri svakom opterećenju (ispod nazivne nosivosti). Neregulirano napajanje imat će izlazni napon koji varira ovisno o opterećenju, što znači da može biti 18VDC bez ičega spojenog i 10VDC s priključenim velikim opterećenjem. Ova opskrba ima nazivni naponski izlaz na određenoj struji opterećenja, odnosno 12VDC @ 500mA. Ako povećate opterećenje, napon pada i, obrnuto, ako stavite manje opterećenje, napon se povećava. Možete ih koristiti ako želite, ali to zahtijeva pažljiv odabir jer će prekoračenje LED trake uzrokovati njihov brži kvar (veća struja kroz LED čip povećava svjetlinu, ali smanjuje vijek trajanja). Ako ne znate opterećenje svojih LED niza, možete mjeriti opterećenje digitalnim višemetarom kada su spojeni na izvor napajanja. Naše LED trake imale su 200mA opterećenja, a koristili smo napajanje naznačeno na 600mA. Radi jednostavnosti, preporučujem korištenje reguliranog napajanja za vaše projekte istosmjernog napona. Slika za testiranje prikazuje korištenje dva metra za mjerenje i napona i struje.

Korak 3: Krug

Dizajn kola je prilično jednostavan i postoji mnogo opcija koje ga čine manje ili više kompliciranim. Prekidač za uključivanje/isključivanje bio bi vrlo jednostavan način da se ovo poveže. Dodali smo krug "senzora za tamno" koji uključuje svjetlo kada je nivo ambijentalnog svjetla nizak i zatamnjuje svjetlo kako bi se povećalo. Ovo kolo koristi razdjelnik napona za kontrolu napona u bazi NPN tranzistora.

Da bismo naučili upravljanje rasvjetom i principe kola, prvo smo krug izgradili na ploči za kruh. Napajanje koje smo koristili za svjetiljku korišteno je za ploču za kruh za pružanje realnih informacija. Ovdje smo isprobali različite kombinacije otpornika kako bismo postigli željenu kontrolu. Referencirali smo podatkovni list za NPN tranzistor i upotrijebili digitalni multimetar za mjerenje raspona otpora odabranog foto otpornika (do 10k ohma u mraku). Otpornik od 1 k ohma dodan je u seriji s foto otpornikom kako bi se stvorila minimalna vrijednost dna razdjelnika napona. Promjenjivi otpornik je opcionalna značajka na vrhu razdjelnika napona kako bi se omogućilo podešavanje, ali odlučili smo da otpornik od 22 k ohma na vrhu razdjelnika napona pruža odgovarajuću kontrolu i nudi dodatnu jednostavnost. Ove komponente su sastavljene na maloj perforiranoj ploči na mjestu foto otpornika i lemljene na mjestu. LED traka kruži kroz dio kolektora-emitera NPN tranzistora, kontrolirajući struju kroz LED traku. Razlika između "svjetlosnog senzora" i "tamnog senzora" je jednostavno postavljanje foto otpornika u krug razdjelnika napona (tj. Gornji ili donji). Jedna od komplikacija našeg kruga bila je želja da se unutrašnja traka napaja u AUTO ili ON načinima, dok se gornji LED niz napaja samo u ON modu. Dvopolni prekidač omogućio je da unutrašnja traka ima izolirane izvore napajanja od gornjeg niza.

Jednosmjerna utičnica za montiranje na ploči pruža zgodnu vezu, a utikač za spajanje je lemljen na ožičenje napajanja. Vaše napajanje možda već ima istosmjerni utikač, u tom slučaju samo ćete kupiti odgovarajuću utičnicu za montiranje ploče. Obratite pažnju na polaritet utikača za napajanje, ponekad je centar pozitivan, ponekad je centar negativan. Znati ovo je važno jer LED diode rade samo s ispravnim polaritetom.

Korak 4: 3D štampana baza

Baza je dizajnirana u Fusion 360 i prilično je osnovna. Grubi oblik određen je na temelju dimenzija staklenke, a visina na temelju dubine prekidača. Rupe za utičnicu i prekidač su zasnovane na izmjerenim dimenzijama odabranih komponenti. Lokacija foto otpornika bila je udubljena s izrezima za elektrode, a dio je ostao za nanošenje vrućeg ljepila za pričvršćivanje foto otpornika. Mjesta zavrtnja za montažu su takođe modelirana i uvučena tako da štampani poklopac može da stane u bazu. Rupe na poklopcu bile su blago upuštene. Navoj vijaka M6 modeliran je u podnožju. Debljine zida korištene su 2 mm, a model je štampan u PLA sa ispunom od 40% žiroida između 4 gornjeg i donjeg sloja. Visina sloja je bila 0,2 mm sa mlaznicom od 4 mm. Pazite da malo povećate rupe kako biste uzeli u obzir skupljanje nakon što se otisak ohladi.

Priložene slike i datoteke su kasnija verzija od one koju smo prvo odštampali, uzeli smo neke naučene lekcije i dodali udubljenje za pričvršćivanje poklopca na bazu. Naša baza je izostavila udubljenje i samo stavila podlogu između poklopca i staklenke koja je zahtijevala vruće ljepilo kako bi se spriječilo okretanje. Želimo izgraditi još nekoliko njih i očekujemo da će se dizajn s vremenom dalje razvijati. Slobodno koristite priložene datoteke kao polazište za svoj projekt.

Korak 5: Montaža

Sastavljanje ove lampe je bilo ovako:

1. Očistite sve delove i delove, teglu, poklopac i perle.
2. Umetnite nekoliko slojeva na dno staklenke kako biste zaklonili vrh cijevi.
3. Umetnite cijev s pričvršćenim i ožičenim LED nizovima.
4. Ostavite nekoliko centimetara dodatne žice iz usta staklenke za kasnije povezivanje.
5. Pažljivo dodajte staklene perle po želji.
6. Privremeno smo ožičili LED niz kako bi moja kći mogla vidjeti učinak dok dodaje perle.
7. Kad se napuni, izbušite rupu na poklopcu i dodajte gumeni držač da zaštitite ožičenje od oštrih rubova.
8. Sastavite električne komponente u podnožje.
9. Sastavite poklopac i spojite ga na bazu.
10. Zalijepite ili pričvrstite poklopac i podnožje tako da se staklenka ne može okretati ili povući. U našem slučaju, poklopac/prsten na staklenci učvršćivao je podlogu za staklenu posudu, a zatim je korišteno vruće ljepilo za sprječavanje rotacije.
11. Spojite LED ožičenje na krug, dvije žice po LED traci/nizu/nizu.
12. Ugradite poklopac.

Ova lampa je ukrasna, prilagođena i bila je dobro iskustvo za učenje za moju kćer. Naučila je o kruženju, lemljenju, strpljenju i pažnji na detalje. Predviđam da će ovo iskustvo biti jednako nezaboravno kao i moja prva svjetiljka u 7. razredu.