Izzó kövek LED lámpa: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Sok felnőtt emlékezhet arra, hogy fából lámpát épített, és szódabikarbónával díszítette a középiskolában. Ez a projekt azokra az időkre emlékeztet. 13 évesem. öreg lánya lámpát akart építeni, és ez jó lezárást, otthoni iskolai tudományos projektet eredményezett.

Miután felépített egy projektet LED-csíkokkal, gyakran marad egy része a maradványoknak, az a rész, amelyet levágott, hogy pontos hosszúságot kapjon a projekt befejezéséhez. Ez a megmaradt rész nem tartalmaz csatlakozókat, meglehetősen rövid lehet, és nem tűnik nyilvánvalónak. Ez az utasítás elmagyarázza, hogyan lehet a megmaradt LED -szalagdíszítést dekoratív világítássá alakítani.

Projekt összefoglaló:

A lányom azt akarta, hogy a lámpa automatikus üzemmódban legyen, amely fotóellenállást használ a LED-ek egy részének vezérlésére. Az elektromos alkatrészek készletéből kihúztuk az áramkört. Egy másik LED -tömböt tettünk a tetejére, amely manuális bekapcsolási módban működik a magasabb fényerő érdekében. Egy szabványos konzervdobozt választottunk, amely a kívánt esztétikával rendelkezett. Úgy döntöttünk, hogy a LED szalagot egy kartoncső köré tekerjük, hogy a világítás egyenletes távolságban legyen az oldalaktól, és csökkentsük a szükséges üveggyöngyök számát. Megtöltötte a fennmaradó teret különböző színű üveggyöngyökkel a szép hatás érdekében. Az alapot Fusion 360 és 3D nyomtatással tervezték, és nyílásokat tartalmaz az egyenáramú tápcsatlakozóhoz, a fényellenálláshoz és a ki-be kapcsolóhoz.

Kellékek

Ez a projekt a következő részeket igényli:

• LED szalag (ok) (új vagy megmaradt vágás)
• Üveg konzerv edény fedéllel
• Színes üveggyöngyök
• Fa, kivitelezett vagy 3D nyomtatott alap
• Kartoncső (vagy 3D nyomtatott cső) és alumínium fóliaszalag
• A LED szalag feszültségének megfelelő tápegység.
• Vezetékek (18AWG vagy 20AWG) a csatlakoztatáshoz.

• Elektromos alkatrészek

  • DC csatlakozó és panelre szerelhető aljzat
  • Vezérlő kapcsoló, ebben az esetben ki-be
  • NPN tranzisztor az automatikus vezérléshez (2N2222a)
  • Fotóellenállás és ⅛ wattos ellenállások a tranzisztor vezérléséhez.
• Gumi tömítés (a fedél lyukán áthaladó vezetékek védelmére)

A használt eszközök a következők:

• Forrasztópáka és ezüsttartalmú forrasztóanyag (ólommentes)
• Többméteres kenyértábla (az áramkör teszteléséhez)
• Huzalvágó/levágó
• Elektromos szalag
• Fúró és maró.
• 3D nyomtató vagy fa megmunkáló eszközök (az alaphoz)

1. lépés: Üveggyöngyök és a fénycső

Az első lépés a szükséges üveggyöngyök mennyiségének meghatározása. Ebben az esetben három kiló színes gyöngyünk volt. Fontos, hogy a használt gyöngyök ne legyenek elektromos vezetőképességűek a LED -szalag szabadon lévő fémfelületei miatt. Egy másik lehetőség az üveggolyó. A közepén lévő kartoncső segít csökkenteni ezt a mennyiséget, miközben a LED -csíkot állandó távolságra tartja az edény oldalaitól. A csövet hosszúságúra vágták, figyelembe véve, hogy az edény alján üveggyöngyök lesznek (végül az üveg teteje, hogy elrejtse a felső LED -tömböt). Az esztétika és a tükröződés javítása érdekében ezt a kartoncsövet alumínium fóliaszalaggal borították. A LED -csíkot spirálszerűen rögzítették a cső külső részére. Opcionális lépés a LED -szalagról leeresztett fény eloszlatása, ha egyenletesebb fénymintát kívánunk - zavaros anyagot, például viaszpapírt lehet hozzáadni a csíkok körül. Ez csökkentené a fényes foltok egy részét, és jó ötlet lenne, ha a gyöngyök nagy része tiszta és nem színezett. A LED szalag újrafelhasználása érdekében a vezetéket forrasztani kell a fülekhez, amelyek a LED szalag hosszúságú vágásakor megmaradnak. Néhány készlet extra csatlakozókat tartalmaz, amelyek használhatók. Ha a forrasztást választja, a forrasztás megkönnyítése érdekében előnyös egy kicsi, tömör huzal. 22awg tömör huzalt használok erre a célra. A „segítő kezek” összessége jelentősen megkönnyíti ezt a feladatot. A lányom végezte a forrasztást, mivel ez fontos része volt ennek a leckének. Ez volt a második forrasztása, és ezek a kapcsolatok kisebbek voltak, mint az előző feladat. Jó munkát végzett.

2. lépés: Tápegység

A projekthez egyenáramú tápegységre van szükség. Évtizedek óta gyűjtöm az elektronikai alkatrészeket, így a megfelelő tápegység megtalálása meglehetősen egyszerű volt. Ha ilyet kell vásárolnia a projekthez, figyeljen a tápfeszültség egyenfeszültségére és egyenáramára. Ha újra szeretné használni a meglévő tartalékot, meg kell határoznia, hogy szabályozott vagy nem szabályozott. A szabályozott (néha „kapcsoló”) tápegységeknek ugyanaz a kimeneti feszültségük minden terhelésnél (névleges terhelhetőség alatt). A nem szabályozott tápegység kimeneti feszültsége a terheléstől függően változik, vagyis lehet 18VDC, ha nincs csatlakoztatva, és 10VDC, ha nagy terhelés van csatlakoztatva. Ezek a tápegységek névleges feszültségű kimenettel rendelkeznek egy adott terhelési áram mellett, azaz 12VDC @ 500mA. Ha nagyobb terhelést terhel, a feszültség csökken, és fordítva, ha kisebb terhelést jelent a feszültség növekedésére. Ezeket használhatja, ha akarja, de gondos kiválasztást igényel, mert a LED -szalag besorolásának túllépése gyorsabb meghibásodást okoz (a LED -chipen keresztül érkező nagyobb áram növeli a fényerőt, de csökkenti az élettartamot). Ha nem ismeri a LED-es tömb (ek) terhelését, akkor mérje meg a terhelést egy digitális multiméterrel, amikor az áramforráshoz van csatlakoztatva. A LED szalagjaink összteljesítménye 200 mA volt, és 600 mA teljesítményű tápegységet használtunk. Az egyszerűség kedvéért azt javaslom, hogy szabályozott tápegységet használjon egyenfeszültségű projektjeihez. A tesztképen látható, hogy két métert használnak feszültség és áram mérésére.

3. lépés: Áramkör

Az áramkör kialakítása meglehetősen egyszerű, és sok lehetőség áll rendelkezésre, hogy többé -kevésbé bonyolult legyen. Egy be/ki kapcsoló nagyon egyszerű módja ennek a vezetékeknek. Hozzáadtunk egy „sötét érzékelő” áramkört, amely bekapcsolja a fényt, ha a környezeti fény szintje alacsony, és elhalványítja a fényt, amikor a környezeti fény szintje nő. Ez az áramkör feszültségosztó segítségével szabályozza a feszültséget az NPN tranzisztor bázisába.

Annak érdekében, hogy megtanítsuk a világításvezérlést és az áramkör elveit, először az áramkört kenyértáblára építettük. A lámpához használt tápegységet a kenyértáblához használtuk, hogy reális információkat nyújtsunk. Itt különböző ellenállások kombinációit próbáltuk ki a kívánt vezérlés eléréséhez. Hivatkoztunk az NPN tranzisztor adatlapjára, és digitális multiméterrel mértük a választott fotóellenállás ellenállási tartományát (sötétben akár 10 k ohm). 1 k ohmos ellenállást adtak hozzá sorban a fotóellenállással, hogy megteremtsék a feszültségosztó alsó részének minimális értékét. A változtatható ellenállás opcionális funkció a feszültségosztó tetején, hogy lehetővé tegye a beállítást, de úgy döntöttünk, hogy a feszültségosztó tetején lévő 22 k ohmos ellenállás megfelelő vezérlést és további egyszerűséget kínál. Ezeket az alkatrészeket egy kis perforált táblára szerelték össze a fotóellenállás helyén, és a helyükön forrasztották. A LED szalag az NPN tranzisztor kollektor-emitter részén keresztül áramlik, szabályozva a LED szalagon keresztül áramló áramot. A „fényérzékelő” és a „sötét érzékelő” közötti különbség egyszerűen a fotóellenállás elhelyezése a feszültségosztó áramkörben (azaz felül vagy alul). Az áramkörünk egyik bonyodalma az volt, hogy a belső szalagot AUTO vagy ON üzemmódban kell táplálni, míg a felső LED -tömb csak ON módban működik. A kétpólusú kapcsoló lehetővé tette, hogy a belső szalag elkülönített tápellátást biztosítson a felső tömbből.

A panelre szerelt egyenáramú csatlakozó praktikus csatlakozási pontot biztosít, és a csatlakozó dugót a tápkábelhez forrasztották. Előfordulhat, hogy a tápegység már rendelkezik DC -csatlakozóval, ebben az esetben csak meg kell vásárolnia a megfelelő panelt. Ügyeljen arra, hogy figyeljen a tápkábel polaritására, néha a középpont pozitív, néha a negatív. Ennek ismerete fontos, mert a LED -ek csak helyes polaritással működnek.

4. lépés: 3D nyomtatott alap

Az alapot a Fusion 360 -ban tervezték, és meglehetősen alapvető. A durva alakzatot az edény méretei alapján határozták meg, a magasságot pedig a kapcsoló mélysége alapján. Az emelő és a kapcsoló furatai a kiválasztott alkatrészek mért méretein alapultak. A fotóellenállás helyét a vezetékek kivágásával süllyesztették, és egy része maradt a forró ragasztó felhordásához a fotóellenállás rögzítéséhez. A rögzítőcsavarok helyeit is modellezték és bemélyítették, így egy nyomtatott fedél elfér az alap belsejében. A fedél furatai kissé elsüllyedtek. Az alapban M6 csavarmeneteket modelleztek. A felhasznált falvastagság 2 mm volt, és a modellt PLA -ban nyomtattuk, 40% -os gyroid kitöltéssel 4 felső és alsó réteg között. A réteg magassága 0,2 mm volt.4 mm -es fúvókával. Ügyeljen arra, hogy kissé túlméretezze a lyukakat, hogy figyelembe vegye a zsugorodást a nyomtatás lehűlése után.

A mellékelt képek és fájlok az előbb kinyomtatott változat egy későbbi változata, néhány tanulságot levontunk, és egy mélyedést tettünk hozzá, hogy csavarja a fedelet az alapra. Alapunk kihagyta a mélyedést, és csak a fedél és az üveg közé szorította az alapot, amely forró ragasztót igényelt a forgás megakadályozására. Szeretnénk még néhány ilyet építeni, és azt várjuk, hogy a design idővel tovább fejlődik. Nyugodtan használja a csatolt fájlokat a projekt kiindulópontjaként.

5. lépés: Összeszerelés

A lámpa összeszerelése a következő volt:

1. Tisztítsa meg az összes alkatrészt és darabot, az edényt, a fedelet és a gyöngyöket.
2. Helyezzen néhány réteget az edény aljára, hogy eltakarja a cső tetejét.
3. Helyezze be a csövet rögzített és vezetékes LED -tömbökkel.
4. Hagyjon néhány hüvelyk extra huzalhosszat az edény szájából a későbbi csatlakoztatáshoz.
5. Óvatosan adjuk hozzá az üveggyöngyöket tetszés szerint.
6. Ideiglenesen bekötöttük a LED -tömböt, hogy a lányom láthassa a hatást gyöngyök hozzáadása közben.
7. Ha megtelt, üsse ki a lyukat a fedélbe, és tegyen hozzá egy gumitömítést, hogy megvédje a vezetékeket az éles szélektől.
8. Szerelje össze az elektromos alkatrészeket az alapban.
9. Szerelje össze a fedelet, és csatlakoztassa az alaphoz.
10. Ragassza fel vagy rögzítse a fedelet és az alapot, hogy az edény ne tudjon forogni vagy elhúzódni. Esetünkben az üveg fedele/gyűrűje rögzítette az alapot az üvegedényhez, majd forró ragasztót használtak a forgás megakadályozására.
11. Csatlakoztassa a LED -vezetékeket az áramkörhöz, két vezetéket LED -szalagon/karakterláncon/tömbönként.
12. Szerelje be a fedelet.

Ez a lámpa dekoratív, egyedi, és jó tanulási élményt nyújtott a lányom számára. Megtanulta az áramkört, a forrasztást, a türelmet és a részletekre való odafigyelést. Azt jósolom, hogy ez az élmény olyan emlékezetes lesz, mint az első pop kannás lámpám a 7. osztályban.