Nástenná LED lampa Night City Skyline: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Tento návod popisuje, ako som postavil dekoratívne nástenné svietidlo. Ide o predstavu nočnej panorámy mesta s niektorými osvetlenými oknami v budovách. Lampa je realizovaná polopriehľadným modrým plexisklovým panelom s čiernymi farbami budovy silouhettes. Svetlo pochádza zo 108 „okien“, ktoré sú osvetlené LED diódami upevnenými v otvoroch v paneli. Svietidlo je napájané 12 V batériou alebo zdrojom.

Krok 1: Materiály a nástroje

- Polopriehľadný modrý plexisklový panel s rozmermi 50 cm x 22 cm (~ 20 palcov x 9 palcov), hrúbkou 3 mm (0,12 palca)

- biely plexisklový panel s rozmermi 50 cm x 22 cm (~ 20 palcov x 9 palcov), hrúbkou 3 mm (0,12 palca)

- 2 metre hliníkový kanál 15 mm x 10 mm x 1 mm (~ 0,6 palcov x 0,4 palcov x 0,04 palcov)

- Čierna farba

- lepiaci papier

- plastové rozpery, hrubé 7 mm (0,275”)

- 6 x skrutky so zapustenou hlavou M3 x 12

- 108 bielych 3 mm LED diód

- 3 NUD4001

- 3 x 2,2 ohmové odpory

- drôt

- prepínač

- 12 V bettry alebo napájací zdroj

Náradie:

- Vŕtačka

- 2,5 mm vrták

- Kohútik M3

- zahĺbenie

- spájkovačka

- píla na kov

Krok 2: Niektoré predbežné výpočty

Rozhodol som sa pre počet osvetlených okien hlavne na základe elektrických charakteristík druhu LED a aktuálneho ovládača, ktorý som použil. LED diódy sú 3 mm biele LED diódy, ktoré pracujú s napätím 3,3 V a absorbujú maximálne asi 0,025 A.

Aby som mal stabilný a stabilný prúd, použil som 3 prúdový LED ovládač NUD4001.

LED diódy som zapojil do skupín po 3 v sérii, 12 skupín paralelne pre každú z 3 NUD4001, celkovo teda 3 * 12 * 3 = 108 LED, viď elektrickú schému nižšie.

Podľa podrobných pokynov uvedených v technickom liste NUD4001 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NUD4001-D. PDF) som vypočítal elektrické hodnoty môjho obvodu (pre každý z 3 NUDS). Dátový list NUD4001 odporúča celkový stratový výkon nižší ako 1,13 W, založený na odvode tepla puzdra SO-8 a veľkosti podložky:

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

- Vsense: 0,7 V (pozri obrázok 2 v technickom liste NUD)

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

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

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

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

- Vnútorný stratový výkon NUD4001 (obrázok 4 v technickom liste, pre 12 V): 0,055 W

- Celkový stratový výkon: Ptot = 0,420 W + 0,055 W = 0,475 W

Pretože tu nemám podložku (NUD sú spájkované na vodiče a iné komponenty, ale „plávajú vo vzduchu“), očakávam nižší odvod tepla, takže predpokladám (dúfam), že hodnota 0,475 W daná mojím obvodom je dostatočne nízka aby nedošlo k poškodeniu NUD4001.

Výpočet odporu udáva hodnotu pre Rext = 2,33 ohmu. Pretože odpor 2,33 ohmu nie je komerčne dostupný, použil som blízku štandardnú hodnotu, 2,2 ohmu.

Krok 3: Realizácia panelu

Prvým krokom pri realizácii panela bol výber peknej panorámy mesta, ktorá sa má reprodukovať na paneli z plexiskla. Po nejakom internetovom vyhľadávaní som vybral panorámu na obrázku 1.

Potom pomocou softvéru na manipuláciu s obrázkom (v mojom prípade gimp, ale každý softvér na manipuláciu s obrázkom to dokáže) som prispôsobil rozmery tak, aby sa zmestili na dva listy formátu A4 v orientácii na šírku. Obraz mal byť použitý ako maska na maľovanie budov a vŕtanie otvorov pre LED diódy, preto som ho „binarizoval“, aby bol čistý čiernobiely obraz s veľmi ostrými hranami a pridal biele škvrny ako referenciu pre otvory v oknách. Nakoniec som obrázok rozdelil na dve časti a vytlačil na 2 lepiace listy papiera (obr. 2, obr. 3)

Po starostlivom orezaní výtlačkov som pripevnil bielu časť listov (oblohu) na panel z plexiskla a odkrytú časť natrel čiernou farbou v spreji. Po zaschnutí farby som odstránil biely lepiaci papier a pripevnil čiernu časť listov na maľované budovy. Potom som podľa bielych škvŕn vyvŕtal otvory pre diódy a odstránil čierny lepiaci papier, pričom dávajte pozor, aby ste nepoškodili farbu. (Rozhodol som sa vyvŕtať otvory po lakovaní, pretože inak by farba mohla otvory upchať a sťažiť zaskrutkovanie diód).

Krok 4: Spájka, spájka, spájka

Keď bol panel namaľovaný a vyvŕtaný, začal som umiestňovať LED diódy do otvorov, pričom kolíky boli ohnuté a zarovnané tak, aby som mohol spájkovať kladný (dlhší) kolík jednej LED so záporným (kratším) kolíkom ďalšej, v sérii 3.

Použil som drôty na uzavretie medzier medzi kolíkmi, keď sú príliš široké, a medzi kolíkmi a diódami NUD4001.

Tiež som musel usporiadať kolíky a drôty, aby som ich schoval za čiernu farbu. Nakoniec to vyžadovalo veľa spájkovania (a nie som v tom dobrý). Všetko sa zdá byť dosť chaotické a je to tak, ale nejakým spôsobom to funguje;)

Krok 5: Zatvorte pole

Posledným krokom k dokončeniu mojej LED žiarovky bolo pripevnenie druhého panelu z plexiskla na zadnú stranu, aby boli chránené všetky obvody. Medzi 2 panely som umiestnil 6 rozperiek, aby zostal dostatok priestoru pre všetky vnútorné súčasti, a realizoval som rám, aby boli všetky pohromade. Dištančnú vložku som vyrobil z kúskov šrotu plexiskla, ktoré som mal okolo seba, pričom som dal dohromady 1 kus s hrúbkou 3 mm a 1 kus s hrúbkou 4 mm. Rám som realizoval zo 4 kusov hliníkového kanála dlhého po stranách panelov s koncami 45 °. Kanál má vnútornú šírku 13 mm (~ 0,5 palca), preto som vyrobil rozpery s hrúbkou 7 mm (13 mm - 2 x 3 mm pre plexisklové tabule). Potom som na predný panel prilepil rozpery, 2 na každú dlhú stranu a 1 na kratšie strany a položil zadný panel. Keď boli strany rámu nasadené, urobil som zozadu v dištančných polohách 6 otvorov s priemerom 2,5 mm. Keďže som chcel, aby bola predná strana rámu čistá a bez otvorov, vŕtanie som zastavil, keď bol otvor hlboký asi 5-6 mm, potom som odstránil hliníkový kanál a otvor som dokončil úplne cez panely z plexiskla a rozpery. Potom som otvory navliekol závitníkom M3. Tiež som rozšíril a rozšíril otvory na zadnej strane hliníkových kanálov pre hlavy skrutiek. V ľavom kanáli som na boku urobil otvor pre napájací kábel. Nakoniec som všetky panely zostavil s rozperami a hliníkovými kanálmi a priskrutkoval skrutky. Skrutky sú 12 mm dlhé, takže idú dole cez zadný panel, rozpery a časť predného panelu, ale nedosahujú na prednú stranu kanálov rámu.

Krok 6: Vidíte svetlo?

Potom, čo som zostavil LED žiarovku, pripojil som vypínač k napájaciemu káblu a 12V batérii a zapol lampu.

Nakoniec som so svojou prácou celkom spokojný, aj keď LED diódy vydávajú príliš veľa svetla, najmä priamo vpredu (majú úzky kužeľ svetla, takže pri pohľade zboku pôsobia menej jasne). Ak nesprávne pochopím údajový list NUD4001, jas LED diód je možné znížiť nahradením 2, 2 ohmových rezistorov vyššími, ale zatiaľ nechám lampu tak, ako je.