LED zidna svjetiljka Night City Skyline: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Ovo uputstvo opisuje kako sam izgradio dekorativnu zidnu svjetiljku. Ideja je o noćnom obzoru grada, s osvijetljenim prozorima u zgradama. Svjetiljka je izrađena od poluprozirne plave ploče od pleksiglasa sa građevinskim silosima obojenim u crnu boju. Svjetlo dolazi iz 108 "prozora" koji su osvijetljeni LED diodama pričvršćenim u rupe na ploči. Svjetiljku napaja 12V baterija ili napajanje.

Korak 1: Materijali i alati

- Poluprozirna plava ploča od pleksiglasa 50 cm x 22 cm (~ 20”x 9”), debljine 3 mm (0,12”)

- bijela ploča od pleksiglasa 50 cm x 22 cm (~ 20”x 9”), debljine 3 mm (0,12”)

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

- Crna boja

- Ljepljivi papir

- plastični odstojnici, debljine 7 mm (0,275”)

- 6 x vijaka s upuštenom glavom M3 x 12

- 108 bijelih LED dioda debljine 3 mm

- 3 NUD4001

- 3 x 2,2 ohm otpornika

- žica

- sklopka

- 12 V bolje ili napajanje

Alati:

- Bušilica

- Svrdlo 2,5 mm

- M3 slavina

- upuštanje

- lemilica

- pila za metal

Korak 2: Neki preliminarni izračuni

Odlučio sam se o broju osvijetljenih prozora uglavnom na temelju električnih karakteristika vrste LED dioda i trenutnog upravljačkog programa koji sam koristio. LED diode su bijele LED diode od 3 mm, koje rade s 3,3 V i apsorbiraju maksimalno oko 0,025 A.

Kako bih imao stalnu i stabilnu struju, koristio sam 3 strujni LED upravljački program NUD4001.

Spojio sam LED diode u grupe od 3 serije, paralelno 12 grupa za svaku od 3 NUD4001, ukupno 3 * 12 * 3 = 108 LED dioda, pogledajte električnu shemu u nastavku.

Slijedeći detaljne upute sadržane u podatkovnom listu NUD4001 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NUD4001-D. PDF) izračunao sam električne vrijednosti svog kruga (za svaki od 3 NUDS-a). Tehnički list NUD4001 preporučuje ukupnu disipaciju snage manju od 1,13 W, na temelju rasipanja topline kućišta SO-8 i veličine jastučića:

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

- Vsense: 0,7 V (vidi sliku 2 u NUD -u)

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

- Rasipanje snage na NUD4001: P = Vdrop * I izlaz = 1,4 V * 0,30 A = 0,420 W

- Unutarnje rasipanje snage NUD4001 (slika 4 u podatkovnom listu, za 12 V): 0,055 W

- Ukupna disipacija snage: Ptot = 0.420 W + 0.055 W = 0.475 W

Budući da ovdje nemam jastučić (NUD -ovi su lemljeni na žicama i drugim komponentama, ali "lebde u zraku"), očekujem manji odvod topline, pa pretpostavljam (nadam se) da je vrijednost od 0,475 W koju daje moj krug dovoljno niska da ne oštetite NUD4001.

Izračun otpora daje vrijednost za Rext = 2,33 ohma. Budući da otpornik od 2,33 ohma nije komercijalno dostupan, koristio sam standardnu vrijednost blizu njega, 2,2 ohma.

Korak 3: Realizacija ploče

Prvi korak u realizaciji ploče bio je odabir lijepog gradskog horizonta za reprodukciju na ploči od pleksiglasa. Nakon nekog pretraživanja interneta odabrao sam obzor na slici 1.

Zatim sam softverom za manipulaciju slikom (u mom slučaju gimp, ali svaki softver za manipulaciju slikom to može učiniti) prilagodio sam dimenzije tako da može stati na dva A4 lista u vodoravnoj orijentaciji. Slika je trebala biti korištena kao maska za bojanje zgrada i bušenje rupa za LED diode, pa sam je "binarizovao" kako bih bio čist crno -bijeli s vrlo oštrim rubovima i dodanim bijelim mrljama kao referenca za rupe na prozorima. Na kraju sam podijelio sliku na dva dijela i ispisao na 2 ljepljiva papira (slika 2, slika 3)

Nakon što sam pažljivo izrezao otiske, pričvrstio sam bijeli dio listova (nebo) na ploču od pleksiglasa i otkrio nepokriveni dio crnom bojom u spreju. Nakon što se boja osušila, uklonila sam bijeli ljepljivi papir i pričvrstila crni dio listova na obojene zgrade. Zatim sam, slijedeći bijele mrlje, izbušio rupe za LED diode i uklonio crni ljepljivi papir, pazeći da ne oštetim boju. (Odlučio sam izbušiti rupe nakon slikanja jer bi u protivnom boja mogla začepiti rupe i otežati začepljenje LED dioda).

Korak 4: Lemljenje, lemljenje, lemljenje

S obojenom i izbušenom pločom počeo sam postavljati LED diode u rupe, sa savijenim iglama i poravnatim tako da mogu lemiti pozitivni (duži) zatik jedne LED s negativnom (kraćom) iglom sljedeće, u nizu od 3.

Koristio sam žice za zatvaranje praznina između igala kada su preširoki i između NUD4001 pinova i LED dioda.

Također sam morao posložiti igle i žice kako bih ih sakrio iza crne boje. Na kraju je zahtijevalo dosta lemljenja (i nisam baš dobar u tome). Tako da sve izgleda prilično neuredno, i jest, ali na neki način funkcionira;)

Korak 5: Zatvorite kutiju

Zadnji korak za završetak moje LED svjetiljke bio je popraviti drugu ploču od pleksiglasa na stražnjoj strani kako bih zaštitio sva kola. Između 2 ploče stavio sam 6 odstojnika kako bih ostavio dovoljno mjesta za sve unutarnje komponente, i shvatio sam okvir koji će sve držati zajedno. Odstojnik sam napravio od komada starog pleksiglasa koje sam položio oko sebe, sastavivši 1 komad debljine 3 mm i 1 komad debljine 4 mm. Okvir sam realizirao od 4 komada aluminijskog kanala duljine strana ploče, s krajevima pod 45 °. Unutarnja širina kanala je 13 mm (~ 0,5”), pa sam napravila odstojnike debljine 7 mm (13 mm - 2 x 3 mm za ploče od pleksiglasa). Zatim sam zalijepio odstojnike na prednju ploču, 2 sa svake duge strane i 1 na kratku stranu, te položio stražnju ploču. Sa postavljenim stranicama okvira, napravio sam 6 rupa promjera 2,5 mm, straga, na položajima odstojnika. Budući da sam želio da prednja strana okvira bude čista i bez rupa, prestao sam bušiti kad je rupa bila duboka oko 5-6 mm, zatim sam uklonio aluminijski kanal i završio rupu do kraja kroz ploče od pleksiglasa i odstojnike. Zatim sam rupice provukao slavinom M3. Također sam proširio i proširio rupe na stražnjoj strani aluminijskih kanala za glave vijaka. U lijevom kanalu sam sa strane napravio rupu za kabel za napajanje. Na kraju sam sastavio sve ploče s odstojnicima i aluminijskim kanalima i zavrnuo vijke. Vijci su dugi 12 mm pa se spuštaju kroz stražnju ploču, odstojnike i dio prednje ploče, ali ne dosežu prednju stranu kanala.

Korak 6: Vidite li svjetlo?

Nakon što sam sastavio LED žarulju, spojio sam prekidač na kabel za napajanje i 12V bateriju te uključio žarulju.

Na kraju sam prilično zadovoljan svojim radom, iako LED diode stvaraju previše svjetla, posebno izravno sprijeda (imaju uski konus svjetlosti, pa kad se gledaju sa strane, izgledaju manje sjajno). Ako ne razumijem pogrešno tablicu s podacima NUD4001, svjetlina LED dioda mogla bi se smanjiti zamjenom 2, 2 ohmskih otpornika višim, ali zasad ću zadržati svjetiljku takvu kakva je.