Kvēlojošu akmeņu LED lampa: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Daudzi pieaugušie var atcerēties, ka vidusskolā atpakaļ uzcēla lampu no koka un dekorēja to ar sodas kārbu. Šis projekts atgādina tos laikus. Mani 13 gadi. vecā meita gribēja uzbūvēt lampu, un tas radīja labu mājas skolas zinātnes projektu.

Kad esat izveidojis projektu ar LED sloksnēm, jums bieži tiek atstāta atlikumu sadaļa-tā daļa, kuru nogriezāt, lai iegūtu precīzu projekta pabeigšanas ilgumu. Šai pārpalikušajai sadaļai trūkst savienotāju, tā var būt diezgan īsa, un var šķist, ka tai nav acīmredzama pielietojuma. Šajā pamācībā tiks paskaidrots, kā pārpalikušo LED sloksnes apgriešanu pārvērst dekoratīvā gaismā.

Projekta kopsavilkums:

Mana meita vēlējās, lai gaismai būtu automātiskais režīms, kas izmantoja fotorezistoru, lai kontrolētu daļu gaismas diodes. Mēs izveidojām shēmu no elektriskā komponenta krājuma. Augšpusē mēs pievienojām vēl vienu LED bloku, kas būtu ieslēgts manuālā ieslēgšanas režīmā, lai iegūtu lielāku apgaismojumu. Mēs izvēlējāmies standarta konservu burku ar vēlamo estētiku. Mēs nolēmām ietīt LED sloksni ap kartona cauruli, lai apgaismojums būtu vienādā attālumā no sāniem un samazinātu nepieciešamo stikla pērļu skaitu. Atlikušo telpu viņa piepildīja ar dažādu krāsu stikla pērlītēm, lai iegūtu glītu efektu. Bāze tika izstrādāta Fusion 360 un 3D drukātā veidā, un tajā ir atveres līdzstrāvas kontaktligzdai, fotorezistors un ieslēgšanas-izslēgšanas pārslēgšanas slēdzis.

Piegādes

Šim projektam ir nepieciešamas šādas daļas:

• LED sloksne (-s) (jauna vai pārpalikuma apgriešana)
• Stikla konservu burka ar vāku
• Krāsainas stikla pērles
• Koka, izstrādāta vai 3D drukāta pamatne
• Kartona caurule (vai 3D drukāta caurule) un alumīnija folijas lente
• Barošanas avots, kas atbilst LED sloksnes spriegumam.
• Elektroinstalācija (18AWG vai 20AWG) savienojumu veikšanai.

• Elektriskie komponenti

  • Līdzstrāvas kontaktdakša un paneļa stiprinājuma kontaktligzda
  • Pārslēgšanas slēdzis vadībai, šajā gadījumā ieslēgts-ieslēgts
  • NPN tranzistors automātiskai vadībai (2N2222a)
  • Foto rezistors un ⅛ vatu rezistori tranzistora vadīšanai.
• Gumijas blīvslēgs (lai aizsargātu vadus, kas iet caur vāka caurumu)

Izmantotie rīki ietver:

• Lodāmurs un sudrabu saturošs lodmetāls (bez svina)
• Daudzmetru maizes dēlis (ķēdes pārbaudei)
• Stiepļu griezējs/noņēmējs
• Elektriskā lente
• Urbis un uzgalis.
• 3D printeris vai koka apstrādes rīki (pamatnei)

1. darbība: stikla pērles un gaismas caurule

Pirmais solis ir noteikt nepieciešamo stikla pērļu daudzumu. Šajā gadījumā mums bija trīs mārciņas krāsainu pērlīšu. Ir svarīgi, lai izmantotās lodītes nebūtu elektriski vadošas LED lentes atklāto metāla virsmu dēļ. Stikla bumbiņas būtu vēl viena iespēja. Kartona caurule centrā palīdz samazināt šo daudzumu, vienlaikus saglabājot LED sloksni vienmērīgā attālumā no burkas malām. Caurule tika apgriezta garumā, ņemot vērā, ka burkas apakšā (galu galā burkas augšdaļa, lai paslēptu augšējo LED bloku) būtu stikla lodītes. Lai uzlabotu estētiku un atstarošanos, šī kartona caurule tika pārklāta ar alumīnija folijas lenti. LED sloksne tika piestiprināta pie caurules ārpuses spirālveida veidā. Ja vēlaties iegūt vienmērīgāku gaismas shēmu, ir papildu solis, lai izkliedētu gaismu, kas nāk no LED sloksnes - ap sloksnēm var pievienot duļķainu materiālu, piemēram, vaska papīru. Tas samazinātu dažus spilgtos plankumus un būtu laba ideja, ja lielākā daļa pērlīšu ir skaidras un nav iekrāsotas. Lai atkārtoti izmantotu LED sloksni, jums jāpielodē vads pie cilnēm, kas palikušas, kad sagriežat LED sloksni garumā. Dažiem komplektiem ir papildu savienotāji, kurus var izmantot. Ja izvēlaties lodēt, lodēšanas ērtībai priekšroka tiek dota mazam, cietam vadam. Šim nolūkam es izmantoju 22awg cietu vadu. “Palīdzīgu roku” komplekts ievērojami atvieglo šo uzdevumu. Mana meita veica lodēšanu, jo tā bija svarīga šīs stundas sastāvdaļa. Šī bija viņas otrā lodēšana, un šie savienojumi bija mazāki nekā iepriekšējais uzdevums. Viņa paveica labu darbu.

2. solis: barošanas avots

Šim projektam ir nepieciešama līdzstrāvas barošana. Es esmu kolekcionējis elektronikas detaļas gadu desmitiem, tāpēc atrast piemērotu barošanas avotu bija diezgan viegli. Ja jums ir nepieciešams iegādāties vienu projektam, jūs pievērsīsit uzmanību līdzstrāvas sprieguma izejas vērtībai un piegādes līdzstrāvas nominālajam vērtējumam. Ja vēlaties atkārtoti izmantot uzkrāto rezerves daļu, jums jānosaka, vai tas ir regulēts vai neregulēts. Regulētiem (dažreiz sauktiem par “pārslēgšanās”) barošanas avotiem ir vienāds izejas spriegums pie jebkuras slodzes (zem nominālās slodzes). Neregulētam barošanas avotam būs izejas spriegums, kas mainās atkarībā no slodzes, tas nozīmē, ka tas var būt 18VDC, ja nekas nav pievienots, un 10VDC, ja ir pievienota liela slodze. Šiem barošanas avotiem ir nominālais spriegums pie noteiktas slodzes strāvas, t.i., 12VDC @ 500mA. Ja jūs uzliekat lielāku slodzi, samazinās spriegums un, gluži pretēji, palielinās spriegums. Ja vēlaties, varat tos izmantot, taču tas prasa rūpīgu izvēli, jo LED sloksnes nomināla pārsniegšana izraisīs to ātrāku kļūmi (lielāka strāva caur LED mikroshēmu palielina spilgtumu, bet samazina dzīves ilgumu). Ja nezināt sava LED bloka (-u) slodzi, varat izmērīt slodzi ar digitālo multimetru, kad tie ir pievienoti barošanas avotam. Mūsu LED sloksnes sasniedza 200 mA slodzi, un mēs izmantojām 600 mA barošanas avotu. Vienkāršības labad iesaku izmantot regulētu barošanas avotu jūsu līdzstrāvas sprieguma projektiem. Pārbaudes attēlā redzams, kā tiek izmantoti divi skaitītāji gan sprieguma, gan strāvas mērīšanai.

3. darbība: ķēde

Ķēdes dizains ir diezgan vienkāršs, un ir pieejamas daudzas iespējas, lai padarītu to vairāk vai mazāk sarežģītu. Ieslēgšanas/izslēgšanas pārslēgšanas slēdzis būtu ļoti vienkāršs veids, kā to pieslēgt. Mēs pievienojām “tumšā sensora” ķēdi, kas ieslēdz gaismu, kad apkārtējā apgaismojuma līmenis ir zems, un aptumšo gaismu, palielinoties apkārtējās gaismas līmenim. Šī shēma izmanto sprieguma dalītāju, lai kontrolētu spriegumu NPN tranzistora pamatnē.

Lai iemācītu apgaismojuma vadību un ķēdes principus, mēs vispirms izveidojām ķēdi uz maizes dēļa. Barošanas avots, ko izmantojām lampai, tika izmantots maizes dēlim, lai sniegtu reālu informāciju. Šeit mēs izmēģinājām dažādas rezistoru kombinācijas, lai sasniegtu vēlamo vadību. Mēs atsaucāmies uz NPN tranzistora datu lapu un izmantojām digitālo daudzmetru, lai izmērītu izvēlētā foto rezistora pretestības diapazonu (līdz 10 k om, kad ir tumšs). Sērijveidā ar foto rezistoru tika pievienots 1k omu rezistors, lai izveidotu sprieguma dalītāja apakšējās daļas minimālo vērtību. Mainīgs rezistors ir papildu funkcija sprieguma dalītāja augšpusē, lai to varētu regulēt, taču mēs nolēmām, ka 22 k omu rezistors sprieguma dalītāja augšdaļā nodrošināja atbilstošu kontroli un piedāvāja papildu vienkāršību. Šīs sastāvdaļas tika samontētas uz neliela perforēta dēļa foto rezistora vietā un pielodētas vietā. LED sloksne tiek ieslēgta caur NPN tranzistora kolektora-izstarotāja daļu, kontrolējot strāvu caur LED sloksni. Atšķirība starp “gaismas sensoru” un “tumšo sensoru” ir vienkārši foto rezistora izvietojums sprieguma dalītāja ķēdē (t.i., augšpusē vai apakšā). Viens no mūsu ķēdes sarežģījumiem bija vēlme, lai iekšējā sloksne tiktu darbināta AUTO vai ON režīmā, kamēr augšējais LED bloks tika ieslēgts tikai ON režīmā. Divpolu pārslēgšanas slēdzis ļāva iekšējai sloksnei izolēt strāvas padevi no augšējā bloka.

Paneļa stiprinājuma līdzstrāvas ligzda nodrošina ērtu savienojuma vietu, un savienojuma spraudnis tika pielodēts pie barošanas avota vadiem. Jūsu barošanas blokam jau var būt līdzstrāvas kontaktdakša, tādā gadījumā jūs vienkārši iegādāsities atbilstošo paneļa stiprinājuma ligzdu. Noteikti pievērsiet uzmanību barošanas avota polaritātei, dažreiz centrs ir pozitīvs, dažreiz centrs ir negatīvs. Tas ir svarīgi zināt, jo gaismas diodes darbosies tikai ar pareizu polaritāti.

4. solis: 3D drukātā bāze

Bāze tika izstrādāta Fusion 360 un ir diezgan vienkārša. Aptuvena forma tika noteikta, pamatojoties uz burkas izmēriem, un augstums tika noteikts, pamatojoties uz pārslēgšanas slēdža dziļumu. Domkrata un pārslēga caurumi tika balstīti uz izvēlēto sastāvdaļu izmēriem. Foto rezistora atrašanās vieta bija padziļināta ar izgriezumiem vadiem, un daļa palika karstās līmes uzklāšanai, lai nostiprinātu foto rezistoru. Tika modelētas un padziļinātas arī stiprinājuma skrūvju vietas, lai pamatnes iekšpusē varētu ietilpt drukāts vāks. Vāka caurumi bija nedaudz iegrimuši. Pamatnē tika modelēti M6 skrūvju vītnes. Izmantotie sienu biezumi bija 2 mm, un modelis tika iespiests PLA ar 40% žirozes pildījumu starp 4 augšējiem un apakšējiem slāņiem. Slāņa augstums bija 0,2 mm ar 0,4 mm sprauslu. Uzmanieties, lai jūsu caurumi būtu nedaudz lielāki, lai ņemtu vērā saraušanos pēc drukas atdzišanas.

Pievienotie attēli un faili ir tā jaunākā versija, kuru mēs vispirms drukājām. Mēs izmantojām dažas mācības un pievienojām padziļinājumu, lai pieskrūvētu vāku pie pamatnes. Mūsu bāze izlaida padziļinājumu un vienkārši ielika pamatni starp vāku un burku, kurai bija nepieciešama karstā līme, lai novērstu rotāciju. Mēs vēlamies izveidot vēl dažus no tiem un sagaidām, ka dizains laika gaitā attīstīsies tālāk. Jūtieties brīvi izmantot pievienotos failus kā sava projekta sākumpunktu.

5. solis: montāža

Šīs lampas montāža bija šāda:

1. Notīriet visas detaļas un gabalus, burku, vāku un krelles.
2. Ievietojiet dažus slāņus burkas apakšā, lai aizsegtu caurules augšpusi.
3. Ievietojiet cauruli ar piestiprinātiem un pieslēgtiem LED blokiem.
4. Atstājiet vairākas collas papildu stieples garuma no burkas mutes, lai vēlāk pievienotu.
5. Pēc vēlēšanās uzmanīgi pievienojiet stikla pērlītes.
6. Mēs īslaicīgi pievienojām LED bloku, lai mana meita varētu redzēt efektu, pievienojot krelles.
7. Kad tas ir pilns, izveidojiet vāciņā caurumu un pievienojiet gumijas blīvējumu, lai aizsargātu vadu no asām malām.
8. Samontējiet elektriskos komponentus pamatnē.
9. Salieciet vāku un pievienojiet pamatnei.
10. Līmējiet vai piestipriniet vāku un pamatni tā, lai burka nevarētu griezties vai tikt izvilkta. Mūsu gadījumā burkas vāks/gredzens nostiprināja pamatni pie stikla burkas, pēc tam tika izmantota karstā līme, lai novērstu rotāciju.
11. Pievienojiet LED vadu ķēdei, divus vadus katrai LED sloksnei/virknei/masīvam.
12. Uzstādiet vāku.

Šī lampa ir dekoratīva, pielāgota un ir bijusi laba mācīšanās pieredze manai meitai. Viņa uzzināja par ķēdi, lodēšanu, pacietību un uzmanību detaļām. Es paredzu, ka šī pieredze būs tikpat neaizmirstama kā mana pirmā popkannas lampa 7. klasē.