Glühende Steine LED-Lampe - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Viele Erwachsene erinnern sich vielleicht daran, in der Junior High School eine Lampe aus Holz zu bauen und sie mit einer Getränkedose zu dekorieren. Dieses Projekt erinnert an diese Tage. Mein 13 J. Die alte Tochter wollte eine Lampe bauen und dies war ein gutes wissenschaftliches Projekt für die Heimschule.

Nachdem Sie ein Projekt mit LED-Streifen erstellt haben, bleibt oft ein Abschnitt mit Resten übrig, den Teil, den Sie abgeschnitten haben, um eine genaue Länge zu erhalten, um Ihr Projekt abzuschließen. Dieser übrig gebliebene Abschnitt hat keine Anschlüsse, kann ziemlich kurz sein und scheint nicht so zu sein, als hätte er einen offensichtlichen Nutzen. Dieses anweisbare erklärt, wie man diesen übrig gebliebenen LED-Streifenbesatz in ein dekoratives Licht verwandelt.

Projektübersicht:

Meine Tochter wollte, dass das Licht einen automatischen Modus hat, der einen Fotowiderstand verwendet, um einen Teil der LEDs zu steuern. Wir haben aus meinem Bestand an elektrischen Komponenten gezogen, um die Schaltung zu konstruieren. Wir haben oben ein weiteres LED-Array hinzugefügt, das für ein höheres Lichtniveau im manuellen Einschaltmodus aktiviert wird. Wir haben uns für ein Standardquart-Einmachglas entschieden, das die gewünschte Ästhetik hatte. Wir haben uns entschieden, den LED-Streifen um eine Pappröhre zu wickeln, um die Beleuchtung in einem gleichmäßigen Abstand zu den Seiten zu halten und die Anzahl der benötigten Glasperlen zu reduzieren. Den verbleibenden Raum füllte sie mit Glasperlen in verschiedenen Farben für einen ordentlichen Effekt. Die Basis wurde in Fusion 360 entworfen und 3D gedruckt und enthält Öffnungen für die Gleichstrombuchse, den Fotowiderstand und den Ein-Aus-Ein-Kippschalter.

Lieferungen

Dieses Projekt erfordert die folgenden Teile:

• LED-Streifen (neuer oder übriger Besatz)
• Einmachglas aus Glas mit Deckel
• Farbige Glasperlen
• Holz-, handgefertigte oder 3D-gedruckte Basis
• Kartonrohr (oder 3D-gedrucktes Rohr) und Aluminiumfolienband
• Netzteil passend zur LED-Streifenspannung.
• Verdrahtung (18AWG oder 20AWG) zum Herstellen von Verbindungen.

• Elektrische Bauteile

  • DC-Stecker und Einbaubuchse
  • Kippschalter zur Steuerung, hier ein-aus-ein
  • NPN-Transistor für automatische Steuerung (2N2222a)
  • Fotowiderstand und ⅛-Watt-Widerstände zur Ansteuerung des Transistors.
• Gummitülle (zum Schutz von Kabeln, die durch ein Loch im Deckel geführt werden)

Zu den verwendeten Werkzeugen gehören:

• Lötkolben und silberhaltiges Lot (bleifrei)
• Multi-Meter-Breadboard (zum Testen der Schaltung)
• Drahtschneider/Abisolierer
• Isolierband
• Bohrer und Bit.
• 3D-Drucker oder Holzbearbeitungswerkzeuge (für die Basis)

Schritt 1: Glasperlen und die Lichtröhre

Der erste Schritt besteht darin, die benötigte Menge an Glasperlen zu bestimmen. In diesem Fall hatten wir drei Pfund farbige Perlen. Wichtig ist, dass die verwendeten Perlen aufgrund der freiliegenden Metalloberflächen des LED-Bandes nicht elektrisch leitend sind. Glasmurmeln wären eine weitere Option. Das Papprohr in der Mitte hilft, diese Menge zu reduzieren, während der LED-Streifen gleichmäßig von den Seiten des Glases entfernt bleibt. Die Röhre wurde auf Länge getrimmt, wobei berücksichtigt wurde, dass sich am Boden des Gefäßes Glasperlen befinden würden (eventuell an der Oberseite des Gefäßes, um das obere LED-Array zu verbergen). Um Ästhetik und Reflexionsvermögen zu verbessern, wurde diese Pappröhre mit Aluminiumfolienband bedeckt. Der LED-Streifen wurde spiralförmig auf die Außenseite der Röhre geklebt. Es gibt einen optionalen Schritt, um das vom LED-Streifen kommende Licht zu streuen, wenn ein gleichmäßigeres Lichtmuster gewünscht wird - ein trübes Material wie Wachspapier könnte um die Streifen herum hinzugefügt werden. Dies würde einige der hellen Flecken reduzieren und wäre eine gute Idee, wenn die meisten Perlen klar und nicht gefärbt sind. Um Ihren LED-Streifen wiederzuverwenden, müssen Sie Draht an die Laschen löten, die beim Zuschneiden des LED-Streifens übrig bleiben. Einige Kits haben zusätzliche Anschlüsse, die verwendet werden können. Wenn Sie sich zum Löten entscheiden, wird ein kleiner, massiver Draht bevorzugt, um das Löten zu erleichtern. Ich verwende zu diesem Zweck 22awg Massivdraht. Eine Reihe von „Helfenden Händen“erleichtert diese Aufgabe erheblich. Meine Tochter hat das Löten gemacht, da dies ein wichtiger Teil dieser Lektion war. Dies war ihr zweites Löten und diese Verbindungen waren kleiner als bei der vorherigen Aufgabe. Sie hat einen guten Job gemacht.

Schritt 2: Stromversorgung

Für dieses Projekt wird eine Gleichstromversorgung benötigt. Ich sammle seit Jahrzehnten Elektronikteile, daher war es ziemlich einfach, ein geeignetes Netzteil zu finden. Wenn Sie einen für das Projekt kaufen müssen, achten Sie auf die DC-Spannungsausgangsleistung und die DC-Stromleistung der Versorgung. Wenn Sie ein herumliegendes Ersatzteil wiederverwenden möchten, müssen Sie feststellen, ob es reguliert oder nicht reguliert ist. Geregelte (manchmal auch als „schaltend“bezeichnete) Netzteile haben bei jeder Last (unterhalb der Nennbelastbarkeit) die gleiche Ausgangsspannung. Ein ungeregeltes Netzteil hat eine Ausgangsspannung, die mit der Last variiert, dh sie kann 18 V DC betragen, wenn nichts angeschlossen ist, und 10 V DC, wenn eine schwere Last angeschlossen ist. Diese Netzteile haben einen Nennspannungsausgang bei einem bestimmten Laststrom, d. h. 12 VDC @ 500 mA. Wird mehr belastet, sinkt die Spannung und umgekehrt, wenn man weniger belastet, steigt die Spannung. Sie können diese verwenden, wenn Sie möchten, aber es erfordert eine sorgfältige Auswahl, da eine Überschreitung der LED-Streifenleistung dazu führt, dass sie schneller ausfallen (höherer Strom durch den LED-Chip erhöht die Helligkeit, verringert jedoch die Lebensdauer). Wenn Sie die Last Ihrer LED-Arrays nicht kennen, können Sie die Last mit einem digitalen Multimeter messen, wenn sie an eine Stromversorgung angeschlossen sind. Unsere LED-Streifen hatten eine Gesamtlast von 200 mA und wir verwendeten eine Stromversorgung mit einer Nennleistung von 600 mA. Der Einfachheit halber empfehle ich die Verwendung einer geregelten Stromversorgung für Ihre Gleichspannungsprojekte. Das Testbild zeigt die Verwendung von zwei Metern zum Messen von Spannung und Strom.

Schritt 3: Schaltung

Das Schaltungsdesign ist ziemlich einfach und es gibt viele Optionen, um es mehr oder weniger kompliziert zu machen. Ein Ein- / Aus-Kippschalter wäre eine sehr einfache Möglichkeit, dies zu verdrahten. Wir haben eine „Dunkelsensor“-Schaltung hinzugefügt, die das Licht einschaltet, wenn das Umgebungslicht niedrig ist, und das Licht ausdimmt, wenn das Umgebungslicht zunimmt. Diese Schaltung verwendet einen Spannungsteiler, um die Spannung in der Basis eines NPN-Transistors zu steuern.

Um Lichtsteuerung und Schaltungsprinzipien zu lehren, haben wir die Schaltung zunächst auf einem Steckbrett aufgebaut. Das Netzteil, das wir für die Lampe verwendet haben, wurde für das Brotbrett verwendet, um realistische Informationen zu liefern. Hier haben wir verschiedene Widerstandskombinationen ausprobiert, um die gewünschte Steuerung zu erreichen. Wir haben auf das Datenblatt für den NPN-Transistor verwiesen und ein digitales Multimeter verwendet, um den Widerstandsbereich des ausgewählten Fotowiderstands zu messen (bis zu 10 kOhm bei Dunkelheit). Ein 1-k-Ohm-Widerstand wurde in Reihe mit dem Fotowiderstand hinzugefügt, um den Mindestwert der Unterseite des Spannungsteilers zu erzeugen. Ein variabler Widerstand ist eine optionale Funktion für die Oberseite des Spannungsteilers, um eine Anpassung zu ermöglichen, aber wir haben entschieden, dass ein 22-k-Ohm-Widerstand auf der Oberseite des Spannungsteilers eine angemessene Kontrolle bietet und zusätzliche Einfachheit bietet. Diese Komponenten wurden auf einer kleinen perforierten Platine an der Stelle des Fotowiderstands montiert und an Ort und Stelle gelötet. Der LED-Streifen wird durch den Kollektor-Emitter-Teil des NPN-Transistors geschaltet und steuert den Strom durch den LED-Streifen. Der Unterschied zwischen einem „Lichtsensor“und einem „Dunkelsensor“besteht lediglich in der Platzierung des Fotowiderstands in der Spannungsteilerschaltung (d. h. oben oder unten). Eine Komplikation unserer Schaltung war der Wunsch, den internen Streifen im AUTO- oder ON-Modus mit Strom zu versorgen, während das obere LED-Array nur im ON-Modus mit Strom versorgt wurde. Ein zweipoliger Kippschalter ermöglichte es, dass der interne Streifen isolierte Stromzuführungen vom oberen Array hat.

Eine DC-Buchse für die Panelmontage bietet einen praktischen Anschlusspunkt und der Gegenstecker wurde auf die Stromversorgungskabel gelötet. Möglicherweise verfügt Ihr Netzteil bereits über einen DC-Stecker. In diesem Fall kaufen Sie einfach die passende Einbaubuchse. Achten Sie unbedingt auf die Polarität Ihres Netzteilsteckers, manchmal ist die Mitte positiv, manchmal ist die Mitte negativ. Dies zu wissen ist wichtig, da LEDs nur mit der richtigen Polarität funktionieren.

Schritt 4: 3D gedruckte Basis

Die Basis wurde in Fusion 360 entworfen und ist ziemlich einfach. Eine grobe Form wurde basierend auf den Abmessungen des Gefäßes und die Höhe basierend auf der Kippschaltertiefe bestimmt. Die Bohrungen für die Buchse und den Kippschalter basierten auf gemessenen Abmessungen der ausgewählten Komponenten. Die Stelle des Fotowiderstands wurde mit Aussparungen für die Leitungen ausgespart, und ein Teil blieb für das Auftragen von Heißkleber übrig, um den Fotowiderstand zu befestigen. Die Positionen der Befestigungsschrauben wurden ebenfalls modelliert und versenkt, damit ein bedruckter Deckel in die Basis passen konnte. Die Löcher für den Deckel wurden leicht versenkt. Im Sockel wurden M6-Gewinde modelliert. Die verwendeten Wandstärken betrugen 2 mm und das Modell wurde in PLA mit 40% Gyroid-Füllung zwischen 4 oberen und unteren Schichten gedruckt. Die Schichthöhe betrug 0,2 mm mit einer 0,4 mm Düse. Achten Sie darauf, Ihre Löcher ein wenig zu überdimensionieren, um das Schrumpfen nach dem Abkühlen des Drucks zu berücksichtigen.

Die angehängten Bilder und Dateien sind eine spätere Version von der, die wir zuerst gedruckt haben. Wir haben einige Lektionen daraus gezogen und eine Aussparung hinzugefügt, um den Deckel mit der Basis zu verschrauben. Unsere Basis hat die Aussparung weggelassen und nur die Basis zwischen dem Deckel und dem Glas eingeklemmt, was Heißkleber erforderte, um eine Drehung zu verhindern. Wir wollen noch ein paar davon bauen und erwarten, dass sich das Design im Laufe der Zeit weiterentwickeln wird. Gerne können Sie die angehängten Dateien als Ausgangspunkt für Ihr Projekt verwenden.

Schritt 5: Montage

Der Zusammenbau dieser Lampe war wie folgt:

1. Reinigen Sie alle Teile und Teile, das Glas, den Deckel und die Perlen.
2. Legen Sie einige Schichten auf den Boden des Glases, um die Oberseite des Röhrchens zu verdecken.
3. Setzen Sie die Röhre mit den gesicherten und verdrahteten LED-Arrays ein.
4. Lassen Sie einige Zoll zusätzliche Drahtlänge aus der Öffnung des Glases, um sie später anzuschließen.
5. Fügen Sie die Glasperlen nach Belieben vorsichtig hinzu.
6. Wir haben das LED-Array vorübergehend verdrahtet, damit meine Tochter den Effekt sehen konnte, während sie Perlen hinzufügte.
7. Wenn es voll ist, stanzen Sie ein Loch in den Deckel und fügen Sie eine Gummitülle hinzu, um die Verkabelung vor scharfen Kanten zu schützen.
8. Montieren Sie die elektrischen Komponenten im Sockel.
9. Montieren Sie den Deckel und verbinden Sie ihn mit der Basis.
10. Kleben oder befestigen Sie Deckel und Boden so, dass sich das Gefäß nicht drehen oder wegziehen kann. In unserem Fall befestigte der Deckel / Ring des Glases den Boden am Glas, dann wurde Heißkleber verwendet, um eine Drehung zu verhindern.
11. Verbinden Sie die LED-Verkabelung mit der Schaltung, zwei Drähte pro LED-Streifen / -String / -Array.
12. Bringen Sie den Deckel an.

Diese Lampe ist dekorativ, maßgefertigt und war eine gute Lernerfahrung für meine Tochter. Sie lernte Schaltkreise, Löten, Geduld und Liebe zum Detail. Ich sage voraus, dass diese Erfahrung so unvergesslich sein wird wie meine erste Knalllampe in der 7. Klasse.