Lampu LED Glowing Stones: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Ramai orang dewasa mungkin ingat membina lampu dari kayu dan menghiasnya dengan soda di sekolah menengah pertama. Projek ini mengingatkan pada zaman itu. 13 thn saya. anak perempuan tua ingin membina lampu dan ini dibuat untuk projek sains rumah-sekolah yang dikunci.

Selepas anda membina projek dengan jalur LED, anda sering ditinggalkan dengan bahagian kiri, bahagian yang anda potong untuk mendapatkan panjang yang tepat untuk menyelesaikan projek anda. Bahagian kiri ini tidak mempunyai penyambung, cukup pendek, dan mungkin tidak kelihatan seperti penggunaannya yang jelas. Petunjuk ini akan menerangkan bagaimana mengubah jalur LED sisa itu menjadi lampu hiasan.

Ringkasan Projek:

Anak perempuan saya mahukan lampu mempunyai mod automatik yang menggunakan perintang foto untuk mengawal sebahagian LED. Kami menarik dari stok komponen elektrik saya untuk membina litar. Kami menambahkan array LED lain ke bahagian atas yang akan terlibat dalam modus manual untuk tahap cahaya yang lebih tinggi. Kami memilih balang pengetinan kuartal standard yang mempunyai estetika yang diinginkan. Kami memutuskan untuk membungkus jalur LED di sekitar tiub kadbod untuk menjaga pencahayaan pada jarak yang seragam dari sisi dan untuk mengurangkan bilangan manik kaca yang diperlukan. Dia mengisi ruang yang tinggal dengan manik-manik kaca dengan pelbagai warna untuk kesan yang kemas. Pangkalannya dirancang dalam cetak Fusion 360 dan 3D dan ia merangkumi bukaan untuk soket kuasa DC, perintang foto, dan suis togel on-off-on.

Bekalan

Projek ini memerlukan bahagian berikut:

• Jalur LED (pemangkasan baru atau sisa)
• Balang pengetinan kaca dengan penutup
• Manik kaca berwarna
• Pangkalan bercetak kayu, buatan, atau 3D
• Tiub kadbod (atau tiub bercetak 3D) dan pita kerajang aluminium
• Bekalan kuasa yang sepadan dengan voltan jalur LED.
• Pendawaian (18AWG atau 20AWG) untuk membuat sambungan.

• Komponen Elektrik

  • Palam DC dan soket pemasangan panel
  • Togol suis untuk kawalan, hidup-mati dalam kes ini
  • Transistor NPN untuk kawalan automatik (2N2222a)
  • Perintang foto dan perintang ⅛ watt untuk mengawal transistor.
• Grommet getah (untuk melindungi pendawaian melalui lubang di penutup)

Alat yang digunakan merangkumi:

• Pateri besi dan perak yang dipateri (bebas plumbum)
• Papan Roti Multi-Meter (untuk menguji litar)
• Pemotong / pelucut wayar
• Pita elektrik
• Bor dan bit.
• Pencetak 3D atau alat kerja kayu (untuk asas)

Langkah 1: Manik Kaca dan Tiub Cahaya

Langkah pertama adalah menentukan kuantiti manik-manik kaca yang diperlukan. Dalam kes ini, kami mempunyai tiga paun manik berwarna. Adalah penting bahawa manik yang digunakan tidak konduktif elektrik kerana permukaan logam dari pita LED yang terdedah. Kelereng kaca akan menjadi pilihan lain. Tiub kadbod di tengah membantu mengurangkan kuantiti ini sambil mengekalkan jalur LED secara jarak jauh dari sisi balang. Tiub dipangkas panjang, dengan mempertimbangkan bahawa akan ada manik-manik kaca di bahagian bawah balang (akhirnya bahagian atas balang untuk menyembunyikan susunan LED atas). Untuk meningkatkan estetika dan pantulan, tiub kadbod ini ditutup dengan pita aluminium foil. Jalur LED dilekatkan di bahagian luar tiub dengan corak spiral. Terdapat langkah pilihan untuk menyebarkan cahaya yang keluar dari jalur LED jika corak cahaya yang lebih seragam diinginkan - bahan berawan seperti kertas lilin dapat ditambahkan di sekitar jalur. Ini akan mengurangkan beberapa bintik-bintik terang dan akan menjadi idea yang baik jika kebanyakan manik berwarna jernih dan tidak berwarna. Untuk menggunakan semula jalur LED anda, anda perlu memateri wayar ke tab yang tersisa semasa anda memotong jalur LED menjadi panjang. Beberapa kit mempunyai penyambung tambahan yang boleh digunakan. Sekiranya anda memilih untuk menyolder, wayar kecil dan padat lebih disukai untuk kemudahan pematerian. Saya menggunakan wayar padat 22awg untuk tujuan ini. Satu set "menolong tangan" menjadikan tugas ini lebih mudah. Anak perempuan saya melakukan pematerian kerana itu adalah bahagian penting dalam pelajaran ini. Ini adalah kali kedua pematerian dan sambungan ini lebih kecil daripada tugas sebelumnya. Dia melakukan pekerjaan dengan baik.

Langkah 2: Bekalan Kuasa

Bekalan kuasa DC diperlukan untuk projek ini. Saya telah mengumpulkan komponen elektronik selama beberapa dekad, jadi mencari bekalan kuasa yang sesuai agak mudah. Sekiranya anda perlu membelinya untuk projek, anda akan memberi perhatian kepada penarafan output Voltan DC dan penarafan DC semasa. Sekiranya anda ingin menggunakan kembali alat ganti yang ada di sekitar, anda perlu menentukan apakah itu diatur atau tidak diatur. Bekalan yang diatur (kadang-kadang disebut "beralih") mempunyai voltan keluaran yang sama pada beban apa pun (di bawah kapasiti beban dinilai). Bekalan kuasa yang tidak dikawal akan mempunyai voltan output yang berbeza-beza dengan beban, yang bermaksud mungkin 18VDC tanpa apa-apa yang tersambung dan 10VDC dengan beban berat yang disambungkan. Bekalan ini mempunyai output voltan pengenal pada arus beban tertentu, iaitu 12VDC @ 500mA. Sekiranya anda meletakkan lebih banyak beban, voltan turun dan, sebaliknya, jika anda meletakkan lebih sedikit beban voltan meningkat. Anda boleh menggunakannya jika anda mahu, tetapi memerlukan pemilihan yang teliti kerana melebihi kadaran jalur LED akan menyebabkan mereka gagal dengan lebih cepat (arus yang lebih tinggi melalui cip LED meningkatkan kecerahan tetapi mengurangkan jangka hayat). Sekiranya anda tidak mengetahui beban array LED anda, anda boleh mengukur beban dengan multi-meter digital apabila mereka disambungkan ke bekalan kuasa. Jalur LED kami berjumlah 200mA dan kami menggunakan bekalan yang diberi nilai untuk 600mA. Untuk kesederhanaan, saya cadangkan menggunakan bekalan kuasa terkawal untuk projek voltan DC anda. Imej ujian menunjukkan menggunakan dua meter untuk mengukur kedua-dua voltan dan arus.

Langkah 3: Litar

Reka bentuk litar agak mudah dan terdapat banyak pilihan untuk menjadikannya lebih rumit. Suis togol hidup / mati akan menjadi kaedah yang sangat asas untuk memasangkannya. Kami menambahkan rangkaian "sensor gelap" yang menyalakan cahaya ketika tingkat cahaya ambien rendah dan meredupkan cahaya saat cahaya ambien meningkat. Litar ini menggunakan pembahagi voltan untuk mengawal voltan ke dasar transistor NPN.

Untuk mengajar prinsip kawalan lampu dan litar, kami mula-mula membina litar di papan roti. Bekalan kuasa yang kami gunakan untuk lampu digunakan untuk papan roti untuk memberikan maklumat yang realistik. Di sini, kami mencuba pelbagai kombinasi perintang untuk mencapai kawalan yang diinginkan. Kami merujuk lembar data untuk transistor NPN dan menggunakan multi-meter digital untuk mengukur julat rintangan perintang foto yang dipilih (sehingga 10k ohm ketika gelap). Perintang 1k ohm ditambahkan secara bersiri dengan perintang foto untuk mencipta nilai minimum bahagian bawah pembahagi voltan. Perintang berubah adalah ciri pilihan untuk bahagian atas pembahagi voltan untuk membolehkan penyesuaian, tetapi kami memutuskan bahawa perintang 22k ohm di bahagian atas pembahagi voltan memberikan kawalan yang mencukupi dan menawarkan kesederhanaan tambahan. Komponen ini dipasang pada papan berlubang kecil di lokasi perintang foto dan disolder di tempat. Jalur LED disalurkan melalui bahagian pemancar-pemancar transistor NPN, mengawal arus melalui jalur LED. Perbezaan antara "sensor cahaya" dan "sensor gelap" hanyalah penempatan perintang foto di litar pembahagi voltan (iaitu atas atau bawah). Salah satu komplikasi pada rangkaian kami adalah keinginan agar jalur dalaman dihidupkan dalam mod AUTO atau ON sementara array LED atas hanya dihidupkan dalam mod ON. Suis togol dwi-tiang membolehkan jalur dalaman mempunyai suapan kuasa terpencil dari array atas.

Soket DC pemasangan panel menyediakan titik sambungan yang berguna dan palam kawin disolder ke pendawaian bekalan kuasa. Bekalan kuasa anda mungkin sudah mempunyai palam DC dan anda akan membeli jek pemasangan panel yang sepadan. Pastikan anda memperhatikan polaritas palam bekalan kuasa anda, kadang-kadang pusat positif, kadang-kadang pusat negatif. Mengetahui perkara ini penting kerana LED hanya akan berfungsi dengan kekutuban yang betul.

Langkah 4: Pangkalan Bercetak 3D

Pangkalannya dirancang dalam Fusion 360 dan cukup asas. Bentuk kasar ditentukan berdasarkan dimensi balang dan tingginya berdasarkan kedalaman suis togol. Lubang untuk suis bicu dan togol berdasarkan dimensi komponen yang dipilih. Lokasi perintang foto ditutup dengan potongan untuk petunjuk, dan sebahagian lagi digunakan untuk penggunaan gam panas untuk mengamankan perintang foto. Lokasi skru pemasangan juga dimodelkan dan ditoreh sehingga penutup bercetak dapat masuk ke dalam pangkalan. Lubang penutupnya sedikit tertutup. Benang skru M6 dimodelkan di pangkalan. Ketebalan dinding yang digunakan adalah 2mm dan model dicetak dalam PLA dengan 40% pengisian gyroid antara 4 lapisan atas dan bawah. Ketinggian lapisan adalah.2mm dengan muncung.4mm. Berhati-hatilah untuk mengecilkan lubang anda sedikit demi sedikit untuk penyusutan setelah cetakan sejuk.

Imej dan fail yang dilampirkan adalah versi yang lebih baru dari yang kami cetak dahulu, kami mengambil beberapa pelajaran yang telah dipelajari dan menambahkan lubang untuk menutup penutupnya ke pangkal. Pangkalan kami menghilangkan lubang dan hanya meletakkan pangkalan antara penutup dan balang yang memerlukan gam panas untuk mengelakkan putaran. Kami ingin membina beberapa lagi dan berharap reka bentuknya akan berkembang lebih lama dari masa ke masa. Jangan ragu untuk menggunakan fail yang dilampirkan sebagai titik permulaan projek anda.

Langkah 5: Perhimpunan

Pemasangan lampu ini adalah seperti berikut:

1. Bersihkan semua bahagian dan kepingan, balang, penutup, dan manik.
2. Masukkan beberapa lapisan di bahagian bawah balang untuk mengaburkan bahagian atas tiub.
3. Masukkan tiub dengan susunan LED yang dilekatkan dan berwayar.
4. Biarkan beberapa inci panjang wayar tambahan dari mulut balang untuk disambungkan kemudian.
5. Masukkan manik kaca dengan berhati-hati seperti yang dikehendaki.
6. Kami memasang kabel LED untuk sementara waktu sehingga anak perempuan saya dapat melihat kesannya semasa dia menambah manik.
7. Setelah penuh, tebuk lubang di penutupnya dan tambahkan grommet getah untuk melindungi pendawaian dari tepi tajam.
8. Pasang komponen elektrik di pangkalan.
9. Pasang penutup dan sambungkan ke pangkal.
10. Lekatkan atau pasangkan penutup dan alas sehingga balang tidak dapat berputar atau ditarik keluar. Dalam kes kami, penutup / cincin ke balang mengikat pangkal ke balang kaca, kemudian lem panas digunakan untuk mengelakkan putaran.
11. Sambungkan pendawaian LED ke rangkaian, dua wayar setiap jalur / tali / array LED.
12. Pasang penutup.

Lampu ini hiasan, kebiasaan, dan telah menjadi pengalaman belajar yang baik untuk anak perempuan saya. Dia belajar tentang peredaran, pematerian, kesabaran, dan perhatian terhadap perincian. Saya meramalkan bahawa pengalaman ini akan menjadi tidak dapat dilupakan seperti lampu pop pop pertama saya di kelas 7.