Lampu LED Glowing Stones: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Banyak orang dewasa mungkin ingat membuat lampu dari kayu dan menghiasnya dengan kaleng soda di sekolah menengah pertama. Proyek ini mengingatkan pada masa itu. 13 thn saya putri tua ingin membuat lampu dan ini dibuat untuk proyek sains rumah-sekolah yang terkunci dengan baik.

Setelah Anda membangun sebuah proyek dengan strip LED, Anda sering ditinggalkan dengan bagian yang tersisa, bagian yang Anda potong untuk mendapatkan panjang yang tepat untuk menyelesaikan proyek Anda. Bagian yang tersisa ini tidak memiliki konektor, bisa jadi cukup pendek, dan mungkin tidak terlihat memiliki kegunaan yang jelas. Instruksi ini akan menjelaskan cara mengubah sisa potongan strip LED menjadi lampu hias.

Ringkasan proyek:

Putri saya ingin lampu memiliki mode otomatis yang menggunakan resistor foto untuk mengontrol bagian dari LED. Kami menarik dari stok komponen listrik saya untuk membangun sirkuit. Kami menambahkan susunan LED lain ke atas yang akan digunakan dalam mode manual on untuk tingkat cahaya yang lebih tinggi. Kami memilih toples pengalengan liter standar yang memiliki estetika yang diinginkan. Kami memutuskan untuk membungkus strip LED di sekitar tabung karton untuk menjaga pencahayaan pada jarak yang seragam dari samping dan untuk mengurangi jumlah manik-manik kaca yang diperlukan. Dia mengisi ruang yang tersisa dengan manik-manik kaca berbagai warna untuk efek yang rapi. Basis dirancang dalam Fusion 360 dan dicetak 3D dan mencakup bukaan untuk colokan listrik DC, resistor foto, dan sakelar sakelar on-off-on.

Perlengkapan

Proyek ini membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Strip LED (pemangkasan baru atau sisa)
• Stoples pengalengan kaca dengan penutup
• Manik-manik kaca berwarna
• Basis kayu, kerajinan, atau cetak 3D
• Tabung Karton (atau tabung cetak 3D) dan pita aluminium foil
• Catu daya yang sesuai dengan tegangan strip LED.
• Pengkabelan (18AWG atau 20AWG) untuk membuat koneksi.

• Komponen Listrik

  • Steker DC dan soket pemasangan panel
  • Sakelar sakelar untuk kontrol, hidup-mati dalam kasus ini
  • Transistor NPN untuk kontrol otomatis (2N2222a)
  • Resistor foto dan resistor watt untuk mengontrol transistor.
• Grommet karet (untuk melindungi kabel yang melewati lubang di tutupnya)

Alat yang digunakan antara lain:

• Solder Besi dan solder bantalan perak (bebas timah)
• Breadboard Multi-Meter (untuk menguji sirkuit)
• Pemotong/pencabut kawat
• Pita listrik
• Bor dan sedikit.
• Printer 3D atau alat kerja kayu (untuk alasnya)

Langkah 1: Manik-manik Kaca dan Tabung Cahaya

Langkah pertama adalah menentukan jumlah manik-manik kaca yang dibutuhkan. Dalam hal ini, kami memiliki tiga pon manik-manik berwarna. Penting bahwa manik-manik yang digunakan tidak bersifat konduktif secara elektrik karena permukaan logam pita LED yang terbuka. Kelereng kaca akan menjadi pilihan lain. Tabung karton di bagian tengah membantu mengurangi jumlah ini sekaligus menjaga jarak strip LED secara konsisten dari sisi stoples. Tabung dipangkas memanjang, dengan mempertimbangkan bahwa akan ada manik-manik kaca di bagian bawah tabung (akhirnya bagian atas tabung untuk menyembunyikan susunan LED atas). Untuk meningkatkan estetika dan reflektansi, tabung karton ini ditutup dengan pita aluminium foil. Strip LED dilekatkan ke bagian luar tabung dalam pola spiral. Ada langkah opsional untuk meredakan cahaya yang keluar dari strip LED jika pola cahaya yang lebih seragam diinginkan - bahan berawan seperti kertas lilin dapat ditambahkan di sekitar strip. Ini akan mengurangi beberapa titik terang dan akan menjadi ide yang bagus jika sebagian besar manik-maniknya bening dan tidak berwarna. Untuk menggunakan kembali strip LED Anda, Anda perlu menyolder kawat ke tab yang tersisa saat Anda memotong strip LED menjadi panjang. Beberapa kit memiliki konektor tambahan yang dapat digunakan. Jika Anda memilih untuk menyolder, kawat kecil dan padat lebih disukai untuk memudahkan penyolderan. Saya menggunakan kawat padat 22awg untuk tujuan ini. Satu set "tangan membantu" membuat tugas ini lebih mudah. Putri saya melakukan penyolderan karena itu adalah bagian penting dari pelajaran ini. Ini adalah penyolderan kedua kalinya dan koneksi ini lebih kecil dari tugas sebelumnya. Dia melakukan pekerjaan yang baik.

Langkah 2: Catu Daya

Catu daya DC diperlukan untuk proyek ini. Saya telah mengumpulkan komponen elektronik selama beberapa dekade, jadi menemukan catu daya yang sesuai cukup mudah. Jika Anda perlu membeli satu untuk proyek tersebut, Anda akan memperhatikan peringkat keluaran Tegangan DC dan peringkat Arus DC dari suplai. Jika Anda ingin menggunakan kembali cadangan yang Anda miliki, Anda perlu menentukan apakah itu diatur atau tidak. Suplai yang diatur (kadang-kadang disebut “switching”) memiliki tegangan keluaran yang sama pada beban apa pun (di bawah kapasitas beban pengenal). Catu daya yang tidak diatur akan memiliki tegangan keluaran yang bervariasi dengan beban, yang berarti mungkin 18VDC tanpa sambungan apa pun dan 10VDC dengan beban berat tersambung. Pasokan ini memiliki keluaran tegangan pengenal PADA arus beban tertentu, yaitu 12VDC @ 500mA. Jika Anda memberi lebih banyak beban, tegangan turun dan, sebaliknya, jika Anda memberi lebih sedikit beban, tegangan meningkat. Anda dapat menggunakan ini jika Anda mau, tetapi memerlukan pemilihan yang cermat karena melebihi peringkat strip LED akan menyebabkannya gagal lebih cepat (arus yang lebih tinggi melalui chip LED meningkatkan kecerahan tetapi mengurangi masa pakai). Jika Anda tidak mengetahui beban larik LED Anda, Anda dapat mengukur beban dengan multimeter digital saat tersambung ke catu daya. Strip LED kami berjumlah 200mA beban dan kami menggunakan suplai dengan nilai 600mA. Untuk kesederhanaan, saya sarankan menggunakan catu daya yang diatur untuk proyek tegangan DC Anda. Gambar pengujian menunjukkan menggunakan dua meter untuk mengukur tegangan dan arus.

Langkah 3: Sirkuit

Desain sirkuit cukup sederhana dan ada banyak pilihan yang tersedia untuk membuatnya lebih atau kurang rumit. Sakelar sakelar hidup/mati akan menjadi cara yang sangat mendasar untuk menghubungkan ini. Kami menambahkan sirkuit "sensor gelap" yang menyalakan lampu saat tingkat cahaya sekitar rendah dan meredupkan cahaya saat tingkat cahaya sekitar meningkat. Rangkaian ini menggunakan pembagi tegangan untuk mengontrol tegangan yang masuk ke basis transistor NPN.

Untuk mengajarkan kontrol pencahayaan dan prinsip sirkuit, pertama-tama kami membangun sirkuit di papan roti. Catu daya yang kami gunakan untuk lampu digunakan untuk papan roti untuk memberikan informasi yang realistis. Di sini, kami mencoba kombinasi resistor yang berbeda untuk mencapai kontrol yang diinginkan. Kami mereferensikan lembar data untuk transistor NPN dan menggunakan multi-meter digital untuk mengukur kisaran resistansi resistor foto yang dipilih (hingga 10k ohm saat gelap). Sebuah resistor 1k ohm ditambahkan secara seri dengan resistor foto untuk menciptakan nilai minimum bagian bawah pembagi tegangan. Sebuah resistor variabel adalah fitur opsional untuk bagian atas pembagi tegangan untuk memungkinkan penyesuaian, tetapi kami memutuskan bahwa resistor 22k ohm di bagian atas pembagi tegangan memberikan kontrol yang memadai dan menawarkan kesederhanaan tambahan. Komponen-komponen ini dirakit pada papan berlubang kecil di lokasi resistor foto dan disolder di tempat. Strip LED dirangkai melalui bagian kolektor-emitor dari transistor NPN, mengendalikan arus melalui strip LED. Perbedaan antara "sensor cahaya" dan "sensor gelap" hanyalah penempatan resistor foto di rangkaian pembagi tegangan (yaitu atas atau bawah). Salah satu komplikasi pada sirkuit kami adalah keinginan agar strip internal diberi daya dalam mode AUTO atau ON sementara rangkaian LED teratas hanya diaktifkan dalam mode ON. Sakelar sakelar dua kutub memungkinkan strip internal memiliki umpan daya yang terisolasi dari susunan teratas.

Soket DC pemasangan panel menyediakan titik koneksi yang praktis dan steker kawin disolder ke kabel catu daya. Catu daya Anda mungkin sudah memiliki colokan DC dalam hal ini Anda hanya akan membeli jack pemasangan panel yang cocok. Pastikan untuk memperhatikan polaritas steker catu daya Anda, terkadang pusat positif, terkadang pusat negatif. Mengetahui hal ini penting karena LED hanya akan bekerja dengan polaritas yang benar.

Langkah 4: Basis Cetak 3D

Basis dirancang di Fusion 360 dan cukup mendasar. Bentuk kasar ditentukan berdasarkan dimensi toples dan tingginya didasarkan pada kedalaman sakelar sakelar. Lubang untuk jack dan sakelar sakelar didasarkan pada dimensi terukur dari komponen yang dipilih. Lokasi resistor foto disembunyikan dengan potongan untuk kabel, dan sebagian tersisa untuk aplikasi lem panas untuk mengamankan resistor foto. Lokasi sekrup pemasangan juga dimodelkan dan disembunyikan sehingga tutup yang dicetak dapat masuk ke dalam alasnya. Lubang untuk tutupnya agak cekung. Ulir sekrup M6 dimodelkan di pangkalan. Tebal dinding yang digunakan adalah 2mm dan model dicetak di PLA dengan 40% gyroid infill antara 4 lapisan atas dan bawah. Tinggi lapisan adalah.2mm dengan nosel.4mm. Berhati-hatilah untuk memperbesar lubang Anda sedikit untuk memperhitungkan penyusutan setelah cetakan mendingin.

Gambar dan file yang dilampirkan adalah versi yang lebih baru dari yang kami cetak terlebih dahulu, kami mengambil beberapa pelajaran dan menambahkan ceruk untuk memasang tutup ke alasnya. Basis kami menghilangkan ceruk dan hanya mengapit alas di antara tutup dan toples yang membutuhkan lem panas untuk mencegah rotasi. Kami ingin membangun beberapa lagi dan berharap desainnya akan berkembang lebih jauh dari waktu ke waktu. Jangan ragu untuk menggunakan file terlampir sebagai titik awal untuk proyek Anda.

Langkah 5: Perakitan

Perakitan lampu ini adalah sebagai berikut:

1. Bersihkan semua bagian dan bagian, toples, tutup, dan manik-manik.
2. Masukkan beberapa lapisan di bagian bawah toples untuk mengaburkan bagian atas tabung.
3. Masukkan tabung dengan susunan LED diamankan dan disambungkan.
4. Biarkan beberapa inci panjang kawat ekstra keluar dari mulut tabung untuk koneksi nanti.
5. Tambahkan manik-manik kaca dengan hati-hati sesuai keinginan.
6. Kami untuk sementara memasang rangkaian LED sehingga putri saya dapat melihat efeknya saat dia menambahkan manik-manik.
7. Setelah penuh, buat lubang di tutupnya dan tambahkan grommet karet untuk melindungi kabel dari ujung yang tajam.
8. Pasang komponen listrik di pangkalan.
9. Pasang tutupnya dan sambungkan ke alasnya.
10. Rekatkan atau kencangkan tutup dan alasnya agar toples tidak bisa berputar atau ditarik. Dalam kasus kami, tutup/cincin toples mengamankan alas ke stoples kaca, kemudian lem panas digunakan untuk mencegah rotasi.
11. Hubungkan kabel LED ke sirkuit, dua kabel per strip/string/array LED.
12. Pasang tutupnya.

Lampu ini dekoratif, adat, dan telah menjadi pengalaman belajar yang baik untuk putri saya. Dia belajar tentang sirkuit, menyolder, kesabaran, dan perhatian terhadap detail. Saya memperkirakan bahwa pengalaman ini akan sama mengesankannya dengan lampu kaleng pop pertama saya di kelas 7.