Berührungsempfindliche LED-Laterne - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Vor 25 Jahren fertigte mein Großvater mir eine Taschenlampe an, indem er eine Glühbirne an die biegsamen Anschlüsse einer flachen 4,5-V-Batterie lötete. Als Gerät war es grob und einfach, aber es beleuchtete nicht nur an diesem Abend mein Kissen. Es nährte meinen Wunsch zu lernen, zu erforschen, zu verstehen und zu erschaffen. Ich hoffe, dass meine ersten anweisbaren Funken den gleichen Maker-Funken zünden, der seitdem meine Hände juckt.

Reden wir jetzt über Laternen.

Die oben abgebildete Laterne, die ich gemacht habe, wurde von der traditionellen japanischen Architektur inspiriert – wo eine Wand oder eine Tür aus Papier besteht, das über einem Holzrahmen liniert ist (schauen Sie den Begriff "Shoji" nach, wenn Sie neugierig sind). Das gleiche Konzept wurde hier angewendet, nur in kleinerem Maßstab. Das Licht wird von einer LED-Kette im Inneren abgegeben, während eine berührungsempfindliche Schaltung als Ein-Aus-Schalter fungiert.

Bevor wir mit Schritt 1 fortfahren, muss ich einen sehr wichtigen HAFTUNGSAUSSCHLUSS angeben. Dieses anweisbare beinhaltet die Verwendung von Werkzeugen, die bei unsachgemäßer Verwendung schwere Verletzungen, Beschwerden und / oder Schäden verursachen können. Bitte verwenden Sie Ihren gesunden Menschenverstand und passen Sie auf sich auf, wenn Sie dieses Projekt oder einen der darin beschriebenen Schritte neu erstellen.

Schritt 1: Herstellung der oberen und unteren Teile der Laterne

Beachten Sie, dass alle Einheiten in diesem instructable metrisch sind

Für die Ober- und Unterteile meiner Laterne habe ich Tilia-Holz verwendet, da es dort, wo ich wohne, billig und reichlich ist, aber Sie können jede Art von Holz verwenden, das gut aussieht und mit dem Sie sich wohl fühlen. Hochwertiges Sperrholz kann auch in Ordnung sein. Verwenden Sie für ein solches Projekt nicht MDF, Spanplatten oder OSB. So sah der Prozess nun aus:

1. SCHNEIDEN: Mit einer Stichsäge schneide ich zwei Stücke Tilia-Holz mit den Maßen 13 x 13 x 2 Zentimeter. Wenn Sie nicht über die richtigen Werkzeuge oder Fähigkeiten für den Job verfügen, können Baumärkte, die Holz verkaufen, die Stücke normalerweise auch für Sie zuschneiden.
2. SCHLEIFEN: Dann habe ich die beiden Teile mit mehreren Klammern zusammengeklemmt und ihre Seiten geschliffen, bis sie perfekt in der Größe waren. Ich begann mit grobem (60er Körnung) Schleifpapier, das schnell viel Material entfernt. Dann ging ich zu 120er Körnung und schließlich zu 240er Körnung über, bis sich die Seiten schön glatt anfühlten. Im Idealfall sollten Sie keine Spuren vom Schleifen sehen.
3. RUNDUNG: Entfernen Sie diese Klemmen noch nicht! Es ist auch eine gute Idee, die Ecken der Stücke abzurunden. Beginnen Sie wieder mit einem groben Stück Sandpapier und gehen Sie dann zu etwas Feinerem, um die Kurve schön und glatt zu machen.
4. AUSWAHL: Zum Schluss das besser aussehende Stück sowie seine besser aussehende Seite visuell inspizieren und auswählen. Schleifen Sie diese Seite so glatt wie möglich. Stellen Sie sicher, dass dieses Stück und diese Seite auf Ihre Laterne gehen. Sie können es leicht mit einem Bleistift markieren, wenn Sie es vor dem Auftragen des Finishs ausreiben müssen.

Schritt 2: Schneiden der Rahmenteile

Vier dünne und lange Holzstücke halten das Ober- und Unterteil der Laterne zusammen. Sie sind alle 19 cm groß und 1 x 1 cm breit. Ich schneide sie aus einem einzigen, 1 Meter langen Holzstück, das ich aus einem örtlichen Hobbyladen bekommen habe. Sie können mich in den nächsten Schritten dieser Anleitung als "den äußeren Rahmen" bezeichnen.

Eine Bügelsäge ist alles, was Sie brauchen, um die vier Teile leicht zu schneiden. Zeichnen Sie mit einem Bleistift eine Markierung, wo der Schnitt gemacht werden soll. Es ist eine gute Idee, die Stelle mit Kreppband zu umwickeln und dann darüber zu schneiden, um ein Absplittern des Holzes zu verhindern.

Machen Sie sich keine Sorgen, wenn die Teile nicht perfekt werden. Es ist in Ordnung, dass einer oder zwei einen Millimeter länger oder kürzer sind als der Rest. Warum das so ist, erfährst du im nächsten Schritt.

Schritt 3: Schnitzen der Nuten in das untere Stück

Es gibt Dutzende von Möglichkeiten, zwei Holzstücke zu verbinden. Die Einsteck- und Zapfenverbindung ist eine der einfachsten und gebräuchlichsten Techniken, daher entschied ich mich, den gleichen Ansatz für meine Laterne zu wählen. Im Grunde habe ich in das Ober- und Unterteil Zapfen (eine Zapfen ist ein schickes Wort für ein rechteckiges Loch, in meinem Fall) geschnitzt und die vier Rahmenteile darin gesteckt. So habe ich das gemacht.

1. Mit einem 1 Zentimeter dicken Stück Holz – einem Überbleibsel vom Außenrahmen – habe ich eine Linie 1 Zentimeter von jeder Kante meines Unterteils entfernt markiert. Ich habe die Markierungen auf der Oberseite des unteren Teils gemacht. Am Ende sollte ein Rechteck mit einer Seitenlänge von etwa 11 Zentimetern entstehen.
2. Mit dem gleichen Schrottstück skizzierte ich die Zapfen in jeder Ecke des von mir gezeichneten Rechtecks. Jede Nut sollte 1 x 1 Zentimeter breit sein, was den genauen Breitenabmessungen der äußeren Rahmenteile entspricht.
3. Mit einem Meißel habe ich die Einstecklöcher herausgearbeitet. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie noch nie einen Meißel verwendet haben. Dies war mein erstes Mal und die Ergebnisse waren großartig. Ich habe einen 5-Millimeter-Flachmeißel aus einem spottbilligen Holzschnitzer-Set verwendet, das ich aus dem Hobbyladen bekommen habe. Zuerst drückte ich die Klinge entlang der Umrisse, um das Loch zu markieren. Dann begann ich vorsichtig Holzschichten zu entfernen, indem ich der Richtung der Holzmaserung folgte. Wenn Sie sich bei all dem unsicher fühlen, üben Sie zuerst an einem Stück Holz! Meine Löcher waren am Ende 8 Millimeter tief. Ich stellte sicher, dass ihre Seiten und Böden schön, sauber und flach waren. Die Rahmenteile sollten fest sitzen, ohne viel zu wackeln. Stellen Sie sicher, dass Sie das Abdeckband aus dem vorherigen Schritt entfernen, bevor Sie ausprobieren, wie sie passen!
4. Schließlich habe ich die Seite mit 240er Schleifpapier geschliffen. Dies gab ihm ein schönes, glattes Gefühl und entfernte alle Spuren der Bleistiftmarkierungen.

Schritt 4: Kleben der Rahmenteile

Vor dem Auftragen von Klebstoff habe ich sichergestellt, dass alle vier Rahmenteile gut in die Löcher passen. Dann trug ich eine großzügige Menge Kleber auf und steckte die Stücke mit mäßiger Kraft in die Löcher. Ich benutzte den rechten Winkel meines Lineals, um sicherzustellen, dass alle Teile senkrecht zur Basis waren. Wische den Kleber, der herausgedrückt wird, mit einem feuchten Tuch oder Papiertuch ab, aber nicht mit Toilettenpapier.

Schritt 5: Bohren Sie ein Loch für das Stromkabel

An dieser Stelle wurde mir klar, dass ich vergessen hatte, ein Loch für das Kabel des 12V Netzteils zu bohren. Aber es war noch machbar. Mit meinem Dremel-Werkzeug und einem 3,2-mm-Bohrer bohrte ich ein 22 mm tiefes Loch in die Seite der Basis. Dann bohrte ich ein weiteres Loch schräg von oben, während ich auf das Ende des ersten Lochs zielte. Ich habe es perfekt genagelt. Mit etwas Wackeln konnte ich das Stromkabel durch das Loch schieben, um sicherzustellen, dass es gut passt. Dann habe ich das Stromkabel entfernt – es ist zu früh dafür.

Schritt 6: Kerben im Oberteil schnitzen

Während der Leim trocknete, schnitzte ich die Zapfen in das Oberteil meiner Laterne. Hier ist wirklich nichts hinzuzufügen. Nachdem ich meinen Meißel geschärft hatte, folgte ich einfach dem gleichen Verfahren, das ich in Schritt 3 beschrieben habe.

Schritt 7: Alles zusammenkleben

Meine Laterne nahm Gestalt an. Es war Zeit für einen Trockenlauf. Mit etwas Feintuning (sprich: vorsichtiges Biegen der äußeren Rahmenteile) habe ich es geschafft, alles ohne Klebstoff zusammenzufügen. Dies bedeutete, dass Sie weitermachen und Kleber auf die oberen Stutzen auftragen konnten, um alles dauerhaft zusammenzukleben. Wie Sie auf dem Foto sehen können, habe ich dieses Mal ein paar Klammern verwendet, um eine engere Passform zu gewährleisten und sicherzustellen, dass die Ober- und Unterseite perfekt senkrecht aufeinander stehen.

Schritt 8: Bewerben Finish

Sobald der Leim trocken war, trug ich zwei Schichten Sprühlack auf, was langsam zu einer Laterne wurde. Sprühlack ist super einfach zu verarbeiten, also wenn Sie ein Anfänger sind, ist dies das Finish, das Sie wählen sollten. Befolgen Sie unbedingt die Anweisungen auf der Spraydose und tragen Sie das Finish in einem gut belüfteten Bereich auf. Andere Oberflächen wie Schellack, Lack oder dänisches Öl würden auch funktionieren, aber die Arbeit damit ist etwas unordentlich.

Beachten Sie, dass ich den inneren Bereich des Unterteils mit Klebeband bedeckt habe, damit dort kein Lack haften bleibt. An dieser Stelle würde das Beleuchtungselement haften bleiben, daher ist es besser, diesen Bereich unbehandelt zu lassen.

Schritt 9: Zusammenbau der Elektronik

Während der Lack trocknete, baute ich die für dieses Projekt erforderliche Elektronik zusammen. Als Stromversorgung habe ich einen generischen 12-V-Strombaustein verwendet, da meine LEDs zum Aufleuchten 12 V benötigen. Der Power Brick war für 1 Ampere ausgelegt, was für meine Bedürfnisse ausreichend war.

Um herauszufinden, für wie viele Ampere Ihr Netzteil ausgelegt sein sollte, verwenden Sie ein Multimeter, um herauszufinden, wie viel Strom drei Ihrer LEDs verbrauchen (LEDs von LED-Streifen sind zu dritt gruppiert, daher können Sie nicht mehr als drei ausschneiden, um sie zu messen Verbrauch). Wenn drei LEDs 30 Milliampere verbrauchen und Sie 30 LEDs verwenden möchten, benötigen Sie ein Netzteil, das bei 12 V mindestens 300 Milliampere liefern kann. Ich würde in einem solchen Fall mindestens 500 mA nehmen – sicherheitshalber und da noch andere Schaltungen erforderlich sind.

UPDATE: Anscheinend können Sie LED-Streifen bekommen, bei denen die LEDs nicht zu dritt gruppiert sind.

Die LEDs sind über einen n-Kanal-MOSFET (in meinem Fall IRF 520 oder alles, was ein paar Ampere verträgt) mit der Stromversorgung verbunden. Letzterer fungiert als Schalter – wenn ein Signal an ihn gesendet wird, lässt er Strom durch und schaltet das Licht ein.

Das Signal wird von einem PCF8883-Chip gesendet, bei dem es sich um einen IC handelt, der für die Bedienung von Berührungstasten/Schaltern entwickelt wurde. Dieser Chip wird im SOIC8-Gehäuse geliefert, sodass er nicht auf ein Perfboard passt. Sie müssen einen davon verwenden – einen SOIC8-Board-Adapter. Sie löten den Chip an den Adapter und dann den Adapter an das Perfboard. Eines der obigen Bilder zeigt den an den Adapter angelöteten Chip – winzig, oder?

Da der Chip zum Arbeiten 3 bis 9 Volt benötigt, habe ich auch einen LM7805 Spannungsregler verwendet.

Die gesamte Elektronik wurde auf einem einzigen 2 x 8 cm großen Perfboard aus einem Kit wie diesem bestückt. Der grüne Draht, den Sie hängen sehen, wird mit einer Sensorplatte verbunden.

UPDATE: Um die Empfindlichkeit des Berührungssensors zu erhöhen, vergrößern Sie entweder die Fläche der Berührungsplatte oder ersetzen Sie den 470nF-Kondensator durch einen größeren bis zu 2500nF.

Schritt 10: Montieren Sie das LED-Lichtelement

Ich hoffe, Sie mögen Oliven. Anstelle einer Glühbirne habe ich einen LED-Streifen verwendet, der um ein hohes und schmales Glas gewickelt ist. Ursprünglich wollte ich ein PVC-Rohr verwenden, aber die Frist für den Erstautorenwettbewerb rückte schnell näher:)

Bei der Auswahl des LED-Streifens habe ich mich bewusst für "warmweiße" LEDs entschieden, da diese etwas gelblicher sind. Die meisten der sogenannten weißen LEDs sind nervig blau und eignen sich definitiv nicht für das Schlafzimmer.

Achten Sie beim Wickeln des LED-Streifens um das Glas oder die Pfeife darauf, dass Sie in einem leichten Winkel beginnen. Sie möchten, dass die LEDs so eng wie möglich gewickelt sind, aber Sie möchten nicht, dass sie sich überlappen. Sie können zuerst einen Übungslauf machen, ohne den Kleber auf der Rückseite freizulegen, und dann den Streifen zuschneiden. Beachten Sie, dass LED-Streifen Markierungen haben, an denen Schnitte vorgenommen werden sollten.

Ich lötete Drähte an den Streifen und verdrehte sie für Stabilität zusammen. Für zusätzliche Festigkeit habe ich 2-Komponenten-Kleber verwendet, um den Draht auf das Glas zu kleben – an einer Stelle in der Nähe der Stelle, an der sie an den LED-Streifen gelötet wurden.

Schritt 11: Klebesensorplatte und Glaskappe

Mit 2-Komponenten-Kleber habe ich den Glasdeckel mittig auf das Unterteil geklebt. Dann klebte ich ein Stück Alufolie (wie man es in der Küche hat) auf den unteren Teil des Oberteils. Beachten Sie, dass ich dort etwas Platz gelassen habe. Hier wird das Perfboard mit der gesamten Elektronik hinkommen.

Schritt 12: Installieren Sie alle Elektronik in der Laterne

Um das Perfboard an der Laterne zu befestigen, klebte ich einen Satz von vier Abstandshaltern darauf. Ein komplettes Abstandsset kostet ein paar Dollar und wird Sie lange halten. Mit den verklebten Abstandshaltern schraubte ich das Perfboard fest ein und befestigte dann alle Drähte an ihren Plätzen. Der hängende grüne Draht, den Sie in einem vorherigen Schritt gesehen haben, wird mit Klebeband an der Sensorplatte befestigt, da ich ihn nicht an die Aluminiumfolie löten konnte. Führen Sie schließlich das Netzkabel durch das zuvor gebohrte Loch und schließen Sie es an. Testen Sie die Lampe. Die Platte sollte Ihre Hand auch durch das Holz hindurch erkennen können. Wenn es nicht für ein paar Sekunden dort hält, und versuchen Sie es noch ein paar Mal. Der Chip verfügt über eine automatische Kalibrierungsfunktion, sodass die Feinabstimmung der Empfindlichkeit möglicherweise einige Zeit in Anspruch nimmt.

Schritt 13: Bereiten Sie die kleinen Fensterrahmen vor

Dies ist wahrscheinlich der schwierigste Teil des gesamten Projekts. Jede Seite meiner Laterne ist von dem bedeckt, was ich einen "Fensterrahmen" nenne. Diese sind aus dünnen Holzbalken, die ich auch aus dem Bastelladen bekommen habe. Jeder Balken ist 1 Meter lang und hat eine Dicke von 3 mal 10 Millimetern. Vier 1-Meter-Balken reichen für ein Projekt dieser Größe, aber ich habe fünf, nur für den Fall. Die einzelnen Teile der Fensterrahmen wurden mit einer kleinen Bügelsäge zugeschnitten.

Damit jeder Rahmen perfekt zur Laterne passt und nicht herunterfällt, habe ich jede einzelne Öffnung vermessen und jedes Rahmenteil sorgfältig entsprechend zugeschnitten. Ich begann mit dem unteren und dem oberen Teil des Rahmens, die so breit waren wie der Abstand zwischen den großen Rahmenteilen, die wir bereits eingeklebt hatten. Als nächstes wurden die hohen seitlichen Rahmenteile geschnitten: sie waren so lang wie der Abstand zwischen den oberen und untere Laternenstücke minus 2 x 3 Millimeter, das ist die Dicke des Rahmens. Wenn Sie vergessen, die Dicke des Materials zweimal abzuziehen, passen die Fensterrahmen nicht. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Teile richtig kleben!

Dann habe ich den horizontalen Mittelteil des Rahmens geschnitten: Er war 2 x 3 Millimeter kürzer als die oberen und unteren Rahmenteile, damit er zwischen die seitlichen Rahmenteile passt. Schließlich schneide ich die beiden mittleren vertikalen Teile des Rahmens. Nehmen Sie auch hier genaue Messungen vor und machen Sie dann die Schnitte entsprechend, wenn diese Fensterrahmen passen sollen!

Wenn Ihre Fensterrahmen zusammengeklebt sind, geben Sie ihnen eine Schicht Sprühlack und lassen Sie sie trocknen. Lassen Sie eine Seite unbehandelt, da das Papier dorthin geht.

Schritt 14: Legen Sie Papier auf die Rahmen

Aus dem Hobbyladen habe ich das sogenannte Decoupage-Reispapier bekommen. Es war durchscheinend und hatte einen coolen Look. Ein einzelnes Blatt misst etwa 2/3 Quadratmeter und ist mehr als ausreichend.

Mit einem scharfen Hobbymesser habe ich Papierausschnitte auf meiner Schneidematte gemacht. Dann habe ich sie mit Holzleim, den ich mit dem Finger aufgetragen habe, an die Fensterrahmen geklebt (weil es so mehr Spaß macht). Da das Papier nicht genug Licht blockierte, habe ich an jedem Fensterrahmen zwei Schichten verwendet.

Schritt 15: Setzen Sie Fensterrahmen auf und genießen Sie Ihre Laterne

Als letztes müssen die Fensterrahmen angebracht werden. Seien Sie sanft! Sie sind schließlich aus dünnem Holz und Papier.

Und so ist meine Laterne entstanden! Es war ein ziemlich cooles Projekt, das mir geholfen hat, meine Fähigkeiten zu verbessern, und ich hoffe wirklich, dass Sie auch etwas Neues gelernt haben. Wenn Sie Fragen haben, können Sie diese gerne in den Kommentaren stellen. Besuchen Sie auch meinen YouTube-Kanal für weitere Projekte und Anleitungen. Vielen Dank!

Großer Preis beim Erstautorenwettbewerb 2018