Dynamischer LED-Beleuchtungs-Schattenkasten und Rahmen für Kunst

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Beleuchtung ist ein wichtiger Aspekt der bildenden Kunst. Und wenn sich die Beleuchtung mit der Zeit ändern kann, kann sie zu einer bedeutenden Dimension der Kunst werden. Dieses Projekt begann mit der Teilnahme an einer Lichtshow und der Erfahrung, wie die Beleuchtung die Farbe eines Objekts völlig verändern kann. Wir begannen, dies in der Beleuchtungsstoffkunst zu erforschen. Bisher haben wir eine dynamische Beleuchtung für 8 Stück gebaut, darunter ein Gemälde und ein Foto. Zu den Lichteffekten gehörten: Simulation von Morgen- und Sonnenuntergang, Unterwasserlicht durch eine kräuselnde Oberfläche, Blitze in Wolken und dramatische Veränderungen der wahrgenommenen Farben und der Stimmung des Kunstwerks.

Dieses anweisbare baut die Schattenbox und den Rahmen, der die LEDs hält und das Kunstwerk beleuchtet. Außerdem erfahren Sie von vielen Problemen und Verbesserungen, die wir dabei entdeckt haben.

Wir haben auch eine zugehörige Anleitung zum Bau der Lichtsteuerung geschrieben. Der Programmierabschnitt dieses anweisbaren enthält Videos, die mehrere dynamische LED-Lichteffekte zeigen. Überprüfen Sie es unter:

Im Moment konzentrieren wir uns auf die physische Struktur, die die LEDs hält und ihr Licht auf das Kunstwerk reflektiert.

Schritt 1: Übersicht über die Schattenkastenbeleuchtung:

Das Konzept ist einfach: LEDs rund um den Schattenkasten reflektieren ihr Licht von einer Spiegelfläche auf der Rückseite des Bilderrahmens, um das Kunstwerk zu beleuchten. Der Künstler muss jedoch planen, dass der reflektierende Bilderrahmen 1,5 bis 2 Zoll breit ist. Der Künstler muss einen breiteren als den normalen Hintergrund um den Fokus des Stücks herum bereitstellen.

Wir haben einen experimentellen beleuchteten Rahmen verwendet, um die Tiefe der Schattenbox zu bestimmen. Wenn das Kunstwerk größer ist, muss der Schattenkasten tiefer sein, um das Licht in die Mitte zu werfen. Wenn das Kunstwerk viel Tiefe hat, muss auch die Schattenbox tiefer sein. Unsere Schattenboxen waren zwischen 2" und 4,5" tief. Das Kunstwerk in diesem Projekt war zwischen 12" und 30" in der längsten Dimension.

Schritt 2: Materialien:

• Holz für Schattenkastenseiten: 3/4 "x 5-1 / 2 (Breite 3/4" breiter als Tiefe des Schattenkastens) Wir haben Pappel verwendet. Sehr wichtig, dass das Holz sauber, gerade und eben ist. Wir haben sehr gutes Holz von einer Formerei zu einem sehr guten Preis gekauft.
• Zierleiste für den reflektierenden Rahmen: Siehe Bild oben. Der Rahmen muss 2" bis 3" breit sein. Wir kauften unsere von Anderson McQuaid in Cambridge, MA.
• Holzleim: Wir empfehlen Tightbond III mit der grünen Spitze.
• Kontaktzement: Wir empfehlen Barge Allzweckzement.
• Holzverbindungskekse: Nr. 0 Größe.
• String von WS2812 LEDs https://www.adafruit.com/product/1461 Wir haben 60 LEDs pro Meter verwendet, Streifen mit höherer und niedrigerer Dichte sind erhältlich. Unsere Stücke benötigten reduziertes Umgebungslicht. Wenn Ihr Stück bei normalem Umgebungslicht betrachtet wird, würde ich vorschlagen, mit den 144 LEDs pro Meter zu arbeiten.
• 1" breiter Klettverschluss mit selbstklebender Rückseite
• Reflektierendes Mylar mit selbstklebender Rückseite.
• Maschinenschrauben #6-32 x 2,5" Flachkopf Kreuzschlitz
• Messing Holzschrauben #2 x 3/8" Flachkopf Kreuzschlitz
• Messing-Holzeinsätze #6-32

Schritt 3: Werkzeuge:

Sie müssen nicht alle diese Tools besitzen. Ich habe die Werkstatt meines Sohnes benutzt, die die meisten dieser Werkzeuge hat. Sie können wahrscheinlich einen alternativen Ansatz finden, wenn Sie kein bestimmtes Tool haben.

• Gehrungssäge
• Tischsäge
• Router
• Keksausstecher
• Bohrmaschine
• Dremel-Werkzeug
• Zugsäge: Ich schlage vor: IRWIN Marples Schwalbenschwanz 7,25-Zoll-Zugsäge bei Lowes für etwa 14 US-Dollar erhältlich
• Schleifstift: Holzstreifen ca. 12 "x 1,5" breit x ca. 0,5" dick mit 100er Schleifpapier auf einer Seite und 220 auf der anderen. Ich verwende Kontaktkleber, um das Schleifpapier anzukleben.
• Mittlere und kleine Schnellspanner: Viele davon. Niemand hat genug Klammern!
• Deep Throat C-Klemmen
• Rahmenquadrat
• Dreieck
• Eine flache Oberfläche, auf die Sie klemmen können: Ich bin mit einem sehr flachen 30 "x 6" Brett ausgekommen, aber eine große Oberfläche (wie das Bett einer Tischkreissäge) wäre viel besser.
• Rechtwinklige Klammern: Mein Bruder hat mir einige gemacht, aber ich denke, Sie könnten das gleiche mit Holzblöcken machen, die sorgfältig im rechten Winkel geschnitten wurden.
• Rasiermesser und zahlreiche andere Handwerkzeuge, siehe alle Schritte für Details.

Schritt 4: Allgemeine Anleitung:

• Überprüfen Sie Ihre Messung, bevor Sie schneiden (zweimal überprüfen!)
• Probieren Sie die Passform aus, bevor Sie kleben
• Testen Sie so viele Schritte wie möglich, bevor Sie die guten Materialien festlegen
• Wenn Sie einen Testrahmen nachbauen können, um die Tiefe des Schattenkastens, die Lichtintensität und die Reflektorbreite zu untersuchen, die für Ihr Kunstwerk am besten geeignet ist.
• Um auf Nummer sicher zu gehen, gehen Sie mit etwas mehr Shadow-Box-Tiefe und mehr LEDs vor, als Sie für notwendig halten. Wenn Sie später überbauen, können Sie die Lichtintensität mit dem Controller reduzieren.
• Planen Sie, wohin die Dinge gehen: Wir haben den Controller oben in der Mitte des Rahmens eingebettet, wir haben unseren LED-Streifen in der oberen linken Ecke gestartet und sind aus der Perspektive eines Betrachters im Uhrzeigersinn um den Rahmen herumgegangen.
• Es muss ein Verdrahtungskanal in die Oberseite der Schattenbox vom Controller zur oberen linken Ecke geschnitten werden.

Schritt 5: Schneiden Sie die Schattenbox und den Rahmen aus:

Das Bild oben zeigt die Stücke für zwei ausgeschnittene Schattenboxen. Einer ist etwa 4" tief und der andere etwa 2" tief.

• Schneiden Sie die Breite der Schattenkastenseiten auf die gleiche Schattenkastentiefe plus 5/8" für den "Falz" (Der "Falz" ist ein Kunstrahmen, der für den Kerbschnitt in der Rückseite zum Anbringen der Kunst spricht)
• Ich schneide den Falz mit der Tischkreissäge. Verwenden Sie ein Stück Holz, um die Schnitttiefe und -breite zu überprüfen.
• Fasen Sie die obere Innenkante um 22 Grad ab, um eine 1/2 "breite Fläche für die LEDs zu schaffen. Auch hier ist es am besten, Ihre Sägeeinstellung mit einem Schrott zu testen.
• Gehrung der Enden auf 45 Grad. Machen Sie die Länge jeder Seite auf die Größe des Kunstwerks plus 7/8 Zoll, wodurch eine kleine Lücke um das Kunstwerk herum entsteht, wenn es in das Kaninchen eingesetzt wird.
• Schneiden Sie mit der Tischkreissäge einen Drahtkanal in das Oberteil, etwa von der Mitte bis zur linken oberen Ecke.
• Mit der Gehrungssäge schneide ich den Bilderrahmen so, dass die Außenmaße 1/8 "bis 1/4" größer sind als die Schattenbox.

HINWEIS: Für beste Ergebnisse mit einer Gehrungssäge: das Holz festklemmen oder festhalten, damit es sich nicht bewegt. Machen Sie den Schnitt langsam, da sich die Klinge beim Schneiden in einem Winkel etwas verbiegt.

Schritt 6: Machen Sie eine Tasche für den Controller:

• Markieren Sie die Mittellinie des Rahmens und legen Sie die Größe der Controller-Tasche aus. Unseres ist 2,5" x 1,5" mit einer 1/4" vertieften Lippe zur Unterstützung und Befestigung des Controllers "Tür".
• Es ist schwierig, mit einer Oberfräse einen geraden Schnitt zu erzielen, wo Sie ihn haben möchten. Ich habe eine oben abgebildete Hartholzanleitung gemacht. Der Fräser mit einem Durchmesser von 1/4 "Durchmesser folgt der Innenseite der Führung und gibt mir ein genaues Loch mit geraden Seiten. Unsere Tasche ist 0,62" tief und lässt das Holz am Boden der Tasche etwa 1/8" dick.
• Die "Tür", an der der Controller montiert ist, besteht aus zwei Furnierschichten, die etwa 0,05" dick sind.
• Ich schneide die 1/4 "breite Aussparung um die Tasche herum etwa 0,04" tief. Als Führung für die Oberfräse habe ich ein gerades Brett über das Werkstück geklemmt. Ein Testschnitt in einem Schrottstück ermöglichte es mir, den Versatz zwischen dem Fräserschnitt und der Führung zu messen, der für mich 2,156 "breit war.
• Die Oberfräse lässt die Ecken der Aussparung abgerundet, schneiden Sie diese mit Rasiermesser und Meißel rechtwinklig aus.
• Für Aufbau und Montage des Controllers siehe die entsprechende Anleitung:
• Ich habe die Tür mit zwei # 2 x 3/8 "Flachkopf-Messingschrauben befestigt.

Schritt 7: Keksschneiden:

• Die Eckverbindung benötigt mehr Festigkeit, als nur Leim bieten kann. Die einfachste Möglichkeit ist die Verwendung von Finish-Nägeln. Ich habe mich für einen Keks-Joint entschieden, bei dem ein zitronenförmiges Holzstück in den Joint eingebettet ist. Zum Glück hat mein Sohn einen Keksausstecher, den ich benutzt habe.
• Um gute Ergebnisse zu erzielen, wird der Keksausstecher an einem Brett befestigt und festgeklemmt. An der Winkelführung ist ein Brett befestigt, um das Werkstück sicher zu halten, damit die Tasche im richtigen Winkel zur Gehrungsfläche geschnitten wird. Die Kekstaschen müssen bei beiden Stücken genau den gleichen Abstand vom Rand haben, damit die Ecke beim Kleben übereinstimmt. Alles festklemmen hilft und Sie müssen den Griff des Keksausstechers beim Vorwärtsschieben konsequent nach unten halten, um den Schnitt zu machen.
• Wenn die Schlitze nicht perfekt zusammenpassen, können Sie sie mit einer Schleifscheibe wie oben abgebildet etwas breiter machen. Dadurch haben Sie etwas Spiel in der Fuge, damit Sie sie beim Kleben fluchtend einspannen können.
• Zur Einstellung der Schnitttiefe verfügt der Keksausstecher über einen Drehknopf mit festen Tiefentaschen für jede Keksgröße. Ich fand diese Einstellungen etwas tiefer als nötig, was dazu führt, dass der Taschenschnitt breiter ist. Dies war ein Problem bei einigen der Rahmenleisten. Also habe ich einen Clip-On-Ring (siehe weißes Objekt im dritten Bild oben) gemacht, um die Taschentiefe um 0,04" zu reduzieren. Sie können das gleiche Ergebnis mit einem Stück Draht entsprechender Größe erzielen, das um den Tiefeneinstellknopf gebogen wird. Testen Sie erneut und anpassen, um die optimale Schnitttiefe zu erhalten.
• Biskuitverbindungen an Gehrungsecken sind knifflig und viel Arbeit. Fühlen Sie sich frei, die Nägel an einer Testecke zu lackieren, um zu sehen, ob das für Sie funktioniert.

Schritt 8: Anbringen der Gelenke:

• Sie müssen die Verbindung überprüfen und Anpassungen vornehmen, bevor Sie kleben.
• Dies ist sehr ähnlich dem, was Sie beim Kleben der Verbindung tun werden.
• Sie benötigen eine sehr flache Oberfläche, auf die Sie klemmen können. Ich habe ein sehr flaches 6" breites Brett und das funktionierte in Ordnung, aber größer wäre besser. Dies ist notwendig, damit die beiden Hälften des Rahmens später zusammenpassen.
• Die Schattenkastenseiten oder Bilderrahmenseiten müssen flach und im rechten Winkel gehalten werden. Verwenden Sie ein Rahmenquadrat, um den Winkel zu überprüfen.
• Wenn die Fuge eine Lücke hat, habe ich eine Zugsäge verwendet, um die Fuge nachzuschneiden, indem ich die Säge vorsichtig dem vorhandenen Schnitt folgen ließ. Ich tat dies mit dem noch geklemmten Gelenk. Das machst du natürlich ohne den Keks im Joint. Dadurch wird eine sehr kleine Menge Material aus den engen Stellen herausgenommen, sodass die Verbindung besser zusammenpasst.

Schritt 9: Kleben der Gelenke:

• Dieser Vorgang ist für die Schattenbox und den Bilderrahmen gleich.
• Trocknen Sie jede Verbindung vor dem Kleben.
• Inspizieren und schleifen Sie die Kekse ein wenig. Manchmal ragen Splitter heraus, die den Zusammenbau stören.
• Verwenden Sie einen hochwertigen Holzleim wie Titebond III, der Ihnen etwas mehr Montagezeit gibt, um die Fuge auszurichten und festzuklemmen.
• Machen Sie die Verbindung so fest wie möglich, so quadratisch wie möglich und die Seiten des Rahmens flach.
• Messen Sie die Länge zwischen den Spitzen der nicht verklebten Enden. Dies ist der diagonale Abstand über den Rahmen. Wir müssen dafür sorgen, dass die andere Seite den gleichen diagonalen Abstand hat.
• Kleben Sie als nächstes die diagonal gegenüberliegende Ecke. Vergessen Sie nicht, die Kekse einzulegen.
• Jetzt haben wir zwei Hälften des Rahmens und der letzte Schritt besteht darin, die beiden restlichen Ecken gleichzeitig zu verkleben. Dies erfordert einige Klemmen, wie im Bild oben zu sehen, aber das Endergebnis wird schön sein.

Schritt 10: Bohren von Schraubenlöchern in Shadow Box:

• Ich wollte in der Lage sein, den Rahmen aus der Schattenbox zu demontieren, falls die Beleuchtung gewartet werden muss. Also beschließe ich, sie mit # 6-32 x 2,5 "Maschinenschrauben zu befestigen. Dies erforderte das Bohren eines 4,5" tiefen Lochs durch die 3/4" dicken Seiten der Schattenbox.
• Dieses anweisbare hat einige "over kill" fühlen Sie sich frei, den Rahmen auf andere Weise an der Schattenbox zu befestigen. Es ist schwierig, lange Löcher durch schmale Bretter zu bohren. Und vielleicht möchten Sie einige dieser Tricks für andere Projekte, also lesen Sie weiter.
• Führen Sie alle diese Schritte mit einem Teststück durch, bis das Bohrloch auf der anderen Seite der Platine gleichmäßig nah genug herauskommt.
• Dies muss in einer Bohrmaschine erfolgen. Das konsequente Klemmen des Boards ist der Schlüssel, damit das Loch gerade durchgeht.
• Ein Schraubstock, der am Bohrmaschinenbett festgeklemmt ist, richtet die Platte in eine Richtung aus. Eine Ebene wie oben gezeigt wird verwendet, um die andere Richtung auszurichten.
• Der Falz stellt eine weitere Herausforderung dar, da sich die Seite des Falzes in der Mitte des Bretts genau dort befindet, wo wir das Loch haben wollen. Wenn Sie ein Stück Holz in den Falz einspannen, entsteht ein "festes" Stück Holz in der Mitte, so dass der Bohrer dazu neigt, gerade zu gehen.
• Ich benutzte einen kurzen Zentrierbohrer, um ein Startloch zu machen.
• Als nächstes benutzte ich einen 6 "langen 1/8" Bohrer, um den ganzen Weg durchzubohren. Für die tieferen Schattenboxen bohre ich ein 4,5 "tiefes Loch mit einer Bohrmaschine, die nur 3" Hub hat. Dies erforderte ein teilweises Bohren und dann ein erneutes Einspannen des Bohrers weiter außen.
• Der Kopf der Schraube benötigt ein Durchgangsloch, damit er unter der Höhe des Falzes liegt. Und die Schraubenlänge muss sich etwa 3/8 "über den Schattenkasten hinaus erstrecken. Ich bohre das Durchgangsloch mit 9/32" Durchmesser auf die gewünschte Tiefe, bevor ich das Teil bewege. Siehe das dritte Bild oben.
• Ich habe vier Befestigungslöcher in die meisten Schattenboxen gesteckt.

Schritt 11: Anhänge im Bilderrahmen installieren:

Gewindeeinsätze aus Messing für Holz sind ein großartiges Befestigungselement, das eine wiederholte Demontage ermöglicht. Folgendes ist der beste Weg, den ich gefunden habe, um sie zu installieren.

• Klemmen Sie die Schattenbox und den Rahmen sorgfältig zusammen, um sie genau auszurichten.
• Verwenden Sie einen Handbohrer mit dem langen 1/8"-Bohrer, um Pilotlöcher in den Rahmen zu bohren. Markieren Sie den Bohrer mit Klebeband, damit Sie wissen, wann das Loch im Rahmen die Tiefe des Einsatzes ist. Offensichtlich wichtig, nicht alle zu bohren Weg durch den Rahmen.
• Nehmen Sie die Schattenbox weg und bohren Sie die Löcher auf die richtige Größe für die Einsätze. In meinem Fall war das 5/32 "Durchmesser. Markieren Sie den Bohrer erneut für die Tiefe. Achten Sie besonders darauf, den Bohrer zurückzuhalten, da sich der Bohrer bei einem Pilotloch mehr als üblich in das Holz einzieht und Sie die Kontrolle verlieren könnten.
• Hier ist jetzt eine wirklich coole Entdeckung. Die Einsätze werden mit einem Schraubendreherschlitz in der Oberseite geliefert, um sie zu installieren. Ich habe in der Vergangenheit schlechte Erfahrungen mit dem Schlitzen oder dem Brechen der Einlage gemacht. Ich verwende jetzt eine kurze Kopfschraube, die zum Einsatz passt, zusammen mit einem kleinen Quadrat aus Aluminium mit einem Loch in der Mitte. Mit einem Inbusschlüssel wird der Einsatz in den Rahmen geschraubt. Ich halte die quadratische Unterlegscheibe aus Aluminium, um zu verhindern, dass sich der Einsatz zurückzieht, und entferne die Kopfschraube.
• Das 1/8 "Loch durch die Schattenbox ist bei den # 6 Maschinenschrauben etwas eng, also bohre ich es auf 9/64" Durchmesser aus.

Schritt 12: Hinzufügen des Reflektors zum Bilderrahmen:

• Bestimmen Sie die Breite des Reflektors: Montieren Sie den Schattenkasten an den Rahmen und machen Sie eine Bleistiftmarkierung auf dem Bilderrahmen um die Innenkante des Schattenkastens. Messen Sie den Abstand von der Bleistiftmarkierung bis zur inneren Öffnung des Rahmens.
• Nehmen Sie den Bilderrahmen aus der Schattenbox.
• Schneiden Sie genügend Streifen aus reflektierendem Mylar mit selbstklebender Rückseite aus, um den Bilderrahmen zu umrunden.
• Damit der Reflektor nicht sichtbar wird, kleben Sie ihn etwas hinter der Innenkante des Bilderrahmens nach unten.

Schritt 13: Verdrahtung des LED-Streifens:

Mehr über die elektrische Seite dieses Projekts in der Begleitanleitung:

• Schneiden Sie LED-Streifen für jede Seite der Schattenbox. Lassen Sie in den Ecken etwas Platz, damit die LED-Streifen zwischen 1,5 "und 1/2" kürzer als die Innenlänge der Schattenkastenseite sein sollten.
• Die LED-Streifen haben eine Kommunikationsrichtung. Die Pfeile auf dem Streifen sollten vom Ende weg zeigen, an dem das Controllerkabel angeschlossen ist.
• Ich fand es am einfachsten, den Streifen beim Löten an eine Platine zu klemmen. Ich schneide auch eine Kerbe in das Ende eines Schaschlikspießes, um die Drähte beim Löten an Ort und Stelle zu halten. Ich habe 26-Gauge-Litze verwendet.
• Um um die Ecken zu gehen, schneide ich Drahtstücke von 1,75 "lang und formte sie zu einer Schleife, die ein Segment mit dem nächsten verbindet. Achten Sie auf die Richtung der Pfeile auf jedem Segment.
• Das letzte Segment erhält einen 200 Ohm Widerstand zwischen der Kommunikationsleitung und der negativen Stromleitung ("Masse"). Ich fand es hilfreich, die Beine des Widerstands mit einer Silikonisolierung abzudecken, die von einem Draht abgezogen wurde.
• Um bei der Stromverteilung zu helfen, verbinde ich die positiven und negativen Stromleitungen vom Ende des letzten Segments mit dem Anfang des ersten Segments (wo der Controller angeschlossen ist).
• Dies ist der richtige Zeitpunkt, um die LEDs zu testen. Sobald sie auf die Schattenbox geklebt sind, sind sie schwer zu reparieren. Schließen Sie den Controller mit einem Testprogramm an und prüfen Sie, ob alle LEDs funktionieren.

Schritt 14: Anbringen der LEDs an der Shadow Box:

• Die Kleberückseite von LED-Streifen hält nicht zuverlässig auf blankem Holz. Bestreichen Sie die abgeschrägte Kante mit Kontaktkleber. Nachdem es etwa 15 Minuten getrocknet ist, tragen Sie den LED-Streifen auf. Ich schlage vor, eine Kante nach der anderen zu machen.
• Stecken Sie dann den Draht zum Controller in den Sägeschnitt "Verdrahtungskanal" und halten Sie ihn mit Heißkleber fest.
• Das zweite Bild sollte einen Reflektor auf dem Bilderrahmen haben, wenn die Schritte in dieser Anleitung befolgt wurden.
• Zuletzt drücke ich die kleinen Drahtschlaufen in jede Ecke.

Schritt 15: Installation des Kunstwerks:

• Die Schattenbox muss gefüttert werden. Wir haben entweder Stoff in einer Farbe verwendet, die zum Kunstwerk beiträgt, oder schwarzes Passepartout. Als Kleber haben wir Titebond Holzleim mit Wasser verdünnt und auf die Schattenbox gestrichen. Dann drückten wir den Liner auf den Kleber und hielten ihn mindestens 30 Minuten lang fest.
• Die Stoffkunst haben wir mit einem Sprühkleber auf ein 1/4 "dickes Stück Holzverkleidung geklebt. Verschiedene Arten von Kunstwerken erfordern unterschiedliche Montagemethoden.
• Für ein vollendetes Erscheinungsbild haben wir hinter die Verkleidung ein Stück Passepartoutplatte gelegt.
• Mit einem Bleistift markierte ich Stellen um die Schattenbox herum, an denen ich Anhänge haben möchte.
• Als nächstes schneiden Sie eine 1 "lange Nut 1/8" tief mit einem Dremel-Werkzeug mit einem 3/8" Durchmesser-Fräser. Siehe Foto oben.
• Aus 24-Gauge-Blech schneide ich 3/4 "breite Streifen 2" lang und verwende eine Münze als Bügel, um die Enden abzurunden.
• Diese Laschen halten die Kunst mit 1" breitem Klettverschluss mit Kleberücken an den Schlaufen auf dem Blech und den Haken auf dem Passepartout fest.
• Es gibt viele Methoden, um das Kunstwerk in der Schattenbox zu halten. Ich mag diese Methode, weil sie einen einfachen Zugriff und einen einfachen Zusammenbau ermöglicht.

Schritt 16: Der Rest der Geschichte:

Dies ist eines von zwei instructables zu diesem Projekt. Wenn Sie es noch nicht getan haben, sehen Sie sich die Begleitanleitung an: