Lampă LED cu pietre strălucitoare: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Mulți adulți își pot aminti să construiască o lampă din lemn și să o decoreze cu o sifon înapoi la liceu. Acest proiect amintește de acele zile. De 13 ani. fiica bătrână a vrut să construiască o lampă și acest lucru a dus la un bun proiect științific de școală acasă.

După ce construiți un proiect cu benzi LED, rămâneți adesea cu o secțiune de resturi, partea pe care ați tăiat-o pentru a obține o lungime exactă pentru a finaliza proiectul. Această secțiune rămasă nu are conectori, poate fi destul de scurtă și poate să nu pară că are o utilizare evidentă. Această instrucțiune vă va explica cum să transformați acea bandă cu LED-uri restante într-o lumină decorativă.

Sumarul proiectului:

Fiica mea a dorit ca lumina să aibă un mod automat care să folosească un rezistor foto pentru a controla o parte din LED-uri. Am scos din stocul meu de componente electrice pentru a construi circuitul. Am adăugat o altă matrice de LED-uri în partea de sus, care ar fi activată în modul de pornire manuală pentru un nivel de lumină mai mare. Am ales un borcan de conserve standard, care avea aspectul estetic dorit. Am decis să înfășurăm banda LED în jurul unui tub de carton pentru a menține iluminarea la o distanță uniformă de laturi și pentru a reduce numărul de margele de sticlă necesare. Ea a umplut spațiul rămas cu mărgele de sticlă de diferite culori pentru un efect îngrijit. Baza a fost proiectată în imprimare Fusion 360 și 3D și include deschideri pentru mufa de alimentare DC, rezistor foto și comutator pornit-oprit-pornit.

Provizii

Acest proiect necesită următoarele părți:

• Benzi LED (tăiere nouă sau rămase)
• Borcan de conservare din sticlă cu capac
• Mărgele de sticlă colorate
• Baza din lemn, artizanală sau imprimată 3D
• Tub de carton (sau tub imprimat 3D) și bandă din folie de aluminiu
• Sursa de alimentare care se potrivește cu tensiunea benzii LED.
• Cablare (18AWG sau 20AWG) pentru realizarea conexiunilor.

• Componente electrice

  • Fișă DC și priză montată pe panou
  • Comutator de comutare pentru control, pornit-oprit-pornit în acest caz
  • Tranzistor NPN pentru control automat (2N2222a)
  • Rezistor foto și rezistențe ⅛ watt pentru controlul tranzistorului.
• Paste din cauciuc (pentru a proteja cablurile care trec printr-o gaură din capac)

Instrumentele utilizate includ:

• Lipit de fier și de argint (fără plumb)
• Multi-Meter Breadboard (pentru testarea circuitului)
• Tăietor / decupant de sârmă
• Bandă electrică
• Găuri și muște.
• Imprimantă 3D sau instrumente de prelucrare a lemnului (pentru bază)

Pasul 1: Mărgele de sticlă și tubul luminos

Primul pas este de a determina cantitatea de margele de sticlă necesare. În acest caz, am avut trei kilograme de mărgele colorate. Este important ca mărgelele utilizate să nu fie conductoare electric datorită suprafețelor metalice expuse ale benzii cu LED-uri. Marmura de sticlă ar fi o altă opțiune. Tubul de carton din centru ajută la reducerea acestei cantități, păstrând în același timp banda LED distanțată constant de părțile laterale ale borcanului. Tubul a fost tăiat la lungime, luând în considerare faptul că ar exista margele de sticlă pe partea de jos a borcanului (în cele din urmă partea de sus a borcanului pentru a ascunde matricea de sus a LED-urilor). Pentru a îmbunătăți estetica și reflectanța, acest tub de carton a fost acoperit cu bandă de folie de aluminiu. Banda LED a fost aderată la exteriorul tubului într-un model spiralat. Există un pas opțional pentru difuzarea luminii care iese din banda LED dacă se dorește un model de lumină mai uniform - un material tulbure, cum ar fi hârtia de ceară, ar putea fi adăugat în jurul benzilor. Acest lucru ar reduce unele dintre petele luminoase și ar fi o idee bună dacă majoritatea mărgelelor sunt limpezi și nu sunt colorate. Pentru a reutiliza banda LED, trebuie să lipiți firul pe filele rămase când tăiați banda LED la lungime. Unele truse au conectori suplimentari care pot fi utilizați. Dacă alegeți să lipiți, un fir mic și solid este preferat pentru ușurarea lipirii. În acest scop, folosesc sârmă solidă de 22awg. Un set de „mâini ajutătoare” face această sarcină mult mai ușoară. Fiica mea a făcut lipirea, deoarece aceasta a fost o parte importantă a acestei lecții. Aceasta era a doua oară când lipea și aceste conexiuni erau mai mici decât sarcina anterioară. A făcut o treabă bună.

Pasul 2: Alimentare

Pentru acest proiect este necesară o sursă de curent continuu. Colecționez piese electronice de zeci de ani, așa că găsirea unei surse de alimentare adecvate a fost destul de ușoară. Dacă trebuie să cumpărați unul pentru proiect, veți fi atenți la valoarea nominală de ieșire de tensiune continuă și la valoarea nominală de curent continuu a alimentării. Dacă doriți să refolosiți o piesă de schimb pe care o aveți, trebuie să stabiliți dacă este reglementată sau nereglementată. Alimentările reglementate (uneori numite „comutare”) au aceeași tensiune de ieșire la orice sarcină (sub capacitatea de încărcare nominală). O sursă de alimentare nereglementată va avea o tensiune de ieșire care variază în funcție de sarcină, ceea ce înseamnă că poate fi 18VDC fără nimic conectat și 10VDC cu o sarcină mare conectată. Aceste surse au o tensiune nominală de ieșire la un curent de sarcină specific, adică 12VDC @ 500mA. Dacă puneți mai multă sarcină, scade tensiunea și, dimpotrivă, dacă încărcați mai puțin tensiunea crește. Le puteți utiliza dacă doriți, dar necesită o selecție atentă, deoarece depășirea valorii benzii cu LED-uri le va face să cedeze mai repede (curent mai mare prin cipul LED crește luminozitatea, dar scade viața). Dacă nu cunoașteți încărcătura (lor) de LED-uri, puteți măsura sarcina cu un multimetru digital atunci când acestea sunt conectate la o sursă de alimentare. Benzile noastre LED au însumat 200 mA de încărcare și am folosit o sursă nominală de 600 mA. Pentru simplitate, vă recomand să utilizați o sursă de alimentare reglementată pentru proiectele dvs. de tensiune continuă. Imaginea de testare arată utilizarea a două contoare pentru a măsura atât tensiunea, cât și curentul.

Pasul 3: Circuit

Proiectarea circuitului este destul de simplă și există o mulțime de opțiuni disponibile pentru ao face mai mult sau mai puțin complicat. Un comutator de pornire / oprire ar fi o modalitate de bază de a conecta acest lucru. Am adăugat un circuit de „senzor de întuneric” care aprinde lumina atunci când nivelul de lumină ambientală este scăzut și estompează lumina la creșterea nivelului de lumină ambientală. Acest circuit folosește un divizor de tensiune pentru a controla tensiunea în baza unui tranzistor NPN.

Pentru a învăța controlul iluminării și principiile circuitului, am construit mai întâi circuitul pe o placă de pâine. Sursa de alimentare pe care am folosit-o pentru lampă a fost utilizată pentru placa de pâine pentru a oferi informații realiste. Aici, am încercat diferite combinații de rezistențe pentru a obține controlul dorit. Am făcut referință la foaia de date pentru tranzistorul NPN și am folosit un multimetru digital pentru a măsura intervalul de rezistență al rezistorului foto ales (până la 10k ohm la întuneric). Un rezistor de 1k ohm a fost adăugat în serie cu rezistorul foto pentru a crea valoarea minimă a fundului divizorului de tensiune. Un rezistor variabil este o caracteristică opțională pentru partea superioară a divizorului de tensiune pentru a permite ajustarea, dar am decis că un rezistor de 22 k ohm pe partea superioară a divizorului de tensiune oferă un control adecvat și oferă o simplitate suplimentară. Aceste componente au fost asamblate pe o placă mică perforată la locația rezistorului foto și lipite pe loc. Banda LED este circuitată prin porțiunea colector-emițătoare a tranzistorului NPN, controlând curentul prin banda LED. Diferența dintre un „senzor de lumină” și un „senzor de întuneric” este pur și simplu plasarea rezistorului foto în circuitul divizorului de tensiune (adică sus sau jos). O complicație a circuitului nostru a fost dorința ca banda internă să fie alimentată în modurile AUTO sau ON, în timp ce matricea LED de sus a fost alimentată doar în modul ON. Un comutator dual-pole a permis ca banda internă să aibă alimentare izolată din matricea superioară.

O mufă DC montată pe panou oferă un punct de conectare la îndemână, iar ștecherul de împerechere a fost lipit pe cablul sursei de alimentare. Sursa dvs. de alimentare ar putea avea deja o priză de curent continuu, caz în care veți cumpăra doar mufa potrivită de montare pe panou. Asigurați-vă că acordați atenție polarității prizei de alimentare, uneori centrul este pozitiv, alteori centrul este negativ. Știind acest lucru este important, deoarece LED-urile vor funcționa numai cu polaritatea corectă.

Pasul 4: Baza imprimată 3D

Baza a fost proiectată în Fusion 360 și este destul de simplă. O formă brută a fost determinată pe baza dimensiunilor borcanului, iar înălțimea a fost bazată pe adâncimea comutatorului. Găurile pentru cric și comutator au fost bazate pe dimensiunile măsurate ale componentelor alese. Locația rezistorului foto a fost încastrată cu decupaje pentru cabluri și a rămas o porțiune pentru aplicarea lipiciului fierbinte pentru a asigura rezistorul foto. Locurile șuruburilor de montare au fost, de asemenea, modelate și încastrate, astfel încât un capac imprimat să poată intra în bază. Găurile pentru capac erau ușor înfundate. Filetele filetate M6 au fost modelate în bază. Grosimile peretelui utilizate au fost de 2 mm, iar modelul a fost tipărit în PLA cu umplutură de 40% giroidă între 4 straturi superioare și inferioare. Înălțimea stratului a fost de.2mm cu o duză de.4mm. Aveți grijă să vă supradimensionați puțin găurile pentru a ține cont de contracție după ce imprimarea se răcește.

Imaginile și fișierele atașate sunt o versiune ulterioară de la cea pe care am imprimat-o mai întâi, am luat câteva lecții învățate și am adăugat o adâncitură pentru a înșuruba capacul la bază. Baza noastră a omis locașul și a introdus baza între capac și borcan, care a necesitat adeziv fierbinte pentru a preveni rotația. Vrem să construim încă câteva dintre acestea și ne așteptăm ca designul să evolueze în timp. Simțiți-vă liber să utilizați fișierele atașate ca punct de plecare pentru proiectul dvs.

Pasul 5: Asamblare

Asamblarea acestei lămpi a fost după cum urmează:

1. Curățați toate părțile și bucățile, borcanul, capacul și mărgelele.
2. Introduceți câteva straturi pe fundul borcanului pentru a ascunde partea superioară a tubului.
3. Introduceți tubul cu matricele de LED fixate și cablate.
4. Lăsați câțiva centimetri de lungime suplimentară a firului din gura borcanului pentru conectare mai târziu.
5. Adăugați cu grijă mărgelele de sticlă după cum doriți.
6. Am conectat temporar matricea de LED-uri, astfel încât fiica mea să poată vedea efectul pe măsură ce adăuga margele.
7. Odată plin, găuriți o gaură în capac și adăugați o bucșă de cauciuc pentru a proteja cablajul de orice margini ascuțite.
8. Asamblați componentele electrice în bază.
9. Asamblați capacul și conectați-l la bază.
10. Lipiți sau fixați capacul și baza, astfel încât borcanul să nu se poată roti sau să fie tras. În cazul nostru, capacul / inelul de la borcan a fixat baza pe borcanul de sticlă, apoi s-a folosit adeziv fierbinte pentru a preveni rotația.
11. Conectați cablajul LED la circuit, două fire pe bandă LED / șir / matrice.
12. Instalați capacul.

Această lampă este decorativă, personalizată și a fost o experiență bună de învățare pentru fiica mea. A învățat despre circuit, lipire, răbdare și atenție la detalii. Prevăd că această experiență va fi la fel de memorabilă precum prima mea lampă pop din clasa a VII-a.