LED stenska svetilka Night City Skyline: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ta navodila opisujejo, kako sem zgradil dekorativno stensko svetilko. Ideja je o obzorju nočnega mesta z nekaj osvetljenimi okni v stavbah. Svetilka je izvedena s polprozorno modro ploščo iz pleksi stekla z gradbenimi siloheti, pobarvanimi v črni barvi. Luč prihaja iz 108 "oken", ki so osvetljena z LED diodami, pritrjenimi v luknjah na plošči. Svetilko napaja 12V baterija ali napajalnik.

Korak: Materiali in orodja

- Polprozorna modra plošča iz pleksi stekla 50 cm x 22 cm (~ 20 "x 9"), debelina 3 mm (0,12 ")

- bela plošča iz pleksi stekla 50 cm x 22 cm (~ 20 "x 9"), debelina 3 mm (0,12 ")

- 2 -metrski aluminijasti kanal 15 mm x 10 mm x 1 mm (~ 0,6 "x 0,4" x 0,04 ")

- Črna barva

- Lepilni papir

- plastični distančniki, debeline 7 mm (0,275”)

- 6 x M3 x 12 vijakov s poglobljeno glavo

- 108 belih LED diod 3 mm

- 3 NUD4001

- 3 x 2,2 ohmski upori

- žica

- stikalo

- 12 V ali napajalnik

Orodja:

- Vrtalnik

- 2,5 mm sveder

- pipa M3

- ugrez

- spajkalnik

- žaga za kovine

2. korak: Nekaj predhodnih izračunov

Za število osvetljenih oken sem se odločil predvsem na podlagi električnih značilnosti vrste LED in trenutnega gonilnika, ki sem ga uporabljal. Svetleče diode so 3 mm bele LED diode, ki delujejo pri 3,3 V in absorbirajo največ 0,025 A.

Za stabilen in stabilen tok sem uporabil 3 -tokovni gonilnik LED NUD4001.

Svetleče diode sem povezal v skupine po 3 zaporedno, 12 skupin vzporedno za vsakega od 3 NUD4001, skupaj 3 * 12 * 3 = 108 LED, glej spodnjo električno shemo.

Po podrobnih navodilih v podatkovnem listu NUD4001 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NUD4001-D. PDF) sem izračunal električne vrednosti svojega vezja (za vsakega od 3 NUDS). Podatkovni list NUD4001 priporoča skupno porabo energije, nižjo od 1,13 W, glede na odvajanje toplote ohišja SO-8 in velikosti blazinice:

- Tok LED: Iled = 0,025 A * 12 = 0,30 A

- Vsense: 0,7 V (glej sliko 2 v podatkovnem listu NUD)

- Rext = Vsense / Iled = 0,7 V / 0,24 A = 2,33 ohma

- Vled = 3,3 V + 3,3 V + 3,3 V = 9,9 V

- Vdrop čez NUD4001: Vdrop = Vin - Vsense - Vled = 12 V - 0,7 V - 9,9 V = 1,4 V

- Razpršitev moči na NUD4001: P = Vdrop * I out = 1,4 V * 0,30 A = 0,420 W

- Notranja izguba moči NUD4001 (slika 4 v podatkovnem listu, za 12 V): 0,055 W

- Skupna poraba energije: Ptot = 0,420 W + 0,055 W = 0,475 W

Ker tukaj nimam blazinice (NUD -ji so spajkani na žice in druge komponente, vendar "lebdijo v zraku"), pričakujem manjši odvod toplote, zato predvidevam (upam), da je vrednost 0,475 W, ki jo poda moje vezje, dovolj nizka da ne poškodujete NUD4001.

Izračun upora daje vrednost za Rext = 2,33 ohma. Ker upor 2,33 ohma ni na voljo v prodaji, sem uporabil standardno vrednost blizu njega, 2,2 ohma.

3. korak: Realizacija plošče

Prvi korak pri realizaciji plošče je bila izbira lepega mestnega obzorja za reprodukcijo na plošči iz pleksi stekla. Po nekaj iskanju po internetu sem izbral obzorje na sliki 1.

Nato sem s programsko opremo za obdelavo slik (v mojem primeru gimp, vendar to lahko naredi vsaka programska oprema za obdelavo slik) prilagodil dimenzije tako, da se lahko prilegajo na dva lista A4 v ležeči orientaciji. Podobo naj bi uporabili kot masko za barvanje stavb in vrtanje lukenj za svetleče diode, zato sem jo "binarno" spremenil v čisto črno -belo z zelo ostrimi robovi in dodal bele lise kot referenco za okenske luknje. Na koncu sem sliko razdelil na dva dela in natisnil na 2 lepilna lista papirja (slika 2, slika 3)

Ko sem previdno izrezal odtise, sem pritrdil beli del listov (nebo) na ploščo iz pleksi stekla in odkril odsek s črno barvo. Ko se je barva posušila, sem odstranila bel lepilni papir in na pobarvane stavbe pritrdila črni del listov. Nato sem po belih madežih izvrtal luknje za svetleče diode in odstranil črni lepilni papir, pri čemer pazim, da ne poškodujem barve. (Odločil sem se, da bom po barvanju izvrtal luknje, ker bi sicer lahko barva zamašila luknje in otežila priklop LED).

4. korak: Spajkanje, spajkanje, spajkanje

S pobarvano in izvrtano ploščo sem začel postavljati svetleče diode v luknje, pri čemer so zatiči upognjeni in poravnani, tako da sem lahko spajal pozitivni (daljši) zatič enega vodnika z negativnim (krajšim) zatičem naslednjega, v seriji 3.

Uporabil sem žice za zapiranje vrzeli med zatiči, ko je preširok, ter med zatiči in LED diodami NUD4001.

Prav tako sem moral urediti zatiče in žice, da jih skrijem za črno barvo. Na koncu je bilo potrebno precej spajkanja (in nisem ravno dober v tem). Tako se zdi vse skupaj precej zmedeno, in tako je, vendar nekako deluje;)

5. korak: zaprite polje

Zadnji korak dokončanja LED -svetilke je bil pritrditev druge plošče iz pleksi stekla na hrbtni strani, da se zaščitijo vsa vezja. Med dve plošči sem postavil 6 distančnikov, da sem pustil dovolj prostora za vse notranje komponente, in spoznal sem okvir, ki bo vse držal skupaj. Distančnik sem naredil iz kosov odpadnega pleksi stekla, ki sem ga imel naokoli, tako da sem sestavil 1 kos debeline 3 mm in 1 kos debeline 4 mm. Okvir sem spoznal iz 4 kosov aluminijastega kanala, dokler so stranice plošče, s konci pod kotom 45 °. Kanal ima notranjo širino 13 mm (~ 0,5”), zato sem naredil distančnike debeline 7 mm (13 mm - 2 x 3 mm za plošče iz pleksi stekla). Nato sem prilepila distančnike na sprednjo ploščo, 2 na vsaki dolgi strani in 1 na kratke stranice, in položila zadnjo ploščo. S postavljenimi stranicami okvirja sem od zadaj, na distančnikih, naredil 6 lukenj s premerom 2,5 mm. Ker sem želel, da je sprednja stran okvirja čista in brez lukenj, sem nehal vrtati, ko je bila luknja globoka približno 5-6 mm, nato sem odstranil aluminijast kanal in luknjo zaključil do konca skozi plošče iz pleksi stekla in distančnike. Nato sem luknje zavijal s pipo M3. Prav tako sem razširil in razširil luknje na zadnji strani aluminijastih kanalov za glave vijakov. V levem kanalu sem na strani naredil luknjo za napajalni kabel. Na koncu sem sestavil vse plošče z distančniki in aluminijastimi kanali ter privil vijake. Vijaki so dolgi 12 mm, zato se spuščajo skozi zadnjo ploščo, distančnike in del sprednje plošče, vendar ne dosežejo sprednje strani kanalov okvirja.

6. korak: Vidite svetlobo?

Ko sem sestavil LED svetilko, sem priključil stikalo na napajalni kabel in 12V baterijo ter prižgal svetilko.

Na koncu sem s svojim delom precej zadovoljen, čeprav LED diode oddajajo preveč svetlobe, zlasti neposredno spredaj (imajo ozek svetlobni stožec, zato so ob pogledu na stran videti manj svetle). Če ne razumem napačno podatkovnega lista NUD4001, bi lahko svetlost LED diod zmanjšali z zamenjavo uporov z 2, 2 ohma z višjimi, vendar bom zaenkrat ohranil svetilko takšno, kot je.