Đèn tường LED Skyline City về đêm: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Tài liệu hướng dẫn này mô tả cách tôi chế tạo một chiếc đèn tường trang trí. Ý tưởng là đường chân trời của thành phố về đêm, với một số cửa sổ chiếu sáng trong các tòa nhà. Đèn được hiện thực hóa bằng một bảng điều khiển bằng thủy tinh màu xanh lam bán trong suốt với các silouhettes của tòa nhà được sơn màu đen. Ánh sáng đến từ 108 “cửa sổ” được thắp sáng bằng các đèn led cố định trong các lỗ trên bảng điều khiển. Đèn chạy bằng nguồn điện hoặc bình acquy 12V.

Bước 1: Vật liệu và công cụ

- Bảng điều khiển bằng thủy tinh màu xanh lam bán trong suốt 50 cm x 22 cm (~ 20”x 9”), dày 3 mm (0,12”)

- bảng plexiglass trắng 50 cm x 22 cm (~ 20”x 9”), dày 3 mm (0,12”)

- Kênh nhôm 2 mét 15 mm x 10 mm x 1 mm (~ 0,6”x 0,4” x 0,04”)

- Sơn đen

- Giấy dính

- miếng đệm bằng nhựa, dày 7 mm (0,275”)

- 6 x M3 x 12 bu lông đầu chìm

- 108 đèn led 3 mm màu trắng

- 3 NUD4001

- Điện trở 3 x 2,2 ohm

- dây điện

- chuyển

- Nguồn điện hoặc nguồn điện 12 V

Công cụ:

- Máy khoan

- Mũi khoan 2,5 mm

- vòi M3

- liên kết quầy

- mỏ hàn

- cưa kim loại

Bước 2: Một số tính toán sơ bộ

Tôi đã quyết định số lượng cửa sổ sáng chủ yếu dựa trên các đặc tính điện của loại đèn led và trình điều khiển hiện tại mà tôi đã sử dụng. Đèn led là loại led trắng 3 mm, hoạt động với 3,3 V và hấp thụ tối đa khoảng 0,025 A.

Để có một dòng điện ổn định và ổn định, tôi đã sử dụng 3 trình điều khiển LED hiện tại NUD4001.

Tôi đã kết nối các đèn led theo nhóm 3 nối tiếp, 12 nhóm song song cho mỗi nhóm 3 NUD4001, tổng cộng 3 * 12 * 3 = 108 led, hãy xem sơ đồ điện bên dưới.

Thực hiện theo hướng dẫn chi tiết có trong biểu dữ liệu của NUD4001 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NUD4001-D. PDF), tôi đã tính toán các giá trị điện của mạch của mình (cho mỗi 3 NUDS). Bảng dữ liệu của NUD4001 khuyến nghị tổng mức tiêu thụ điện năng thấp hơn 1,13 W, dựa trên tản nhiệt của vỏ SO-8 và kích thước tấm lót:

- Led hiện tại: Iled = 0,025 A * 12 = 0,30 A

- Vsense: 0,7 V (Xem Hình 2 trong biểu dữ liệu 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 trên NUD4001: Vdrop = Vin - Vsense - Vled = 12 V - 0,7 V - 9,9 V = 1,4 V

- Công suất tiêu tán trên NUD4001: P = Vdrop * I out = 1,4 V * 0,30 A = 0,420 W

- Tản năng bên trong của NUD4001 (Hình 4 trong biểu dữ liệu, cho 12 V): 0,055 W

- Tổng công suất tiêu tán: Ptot = 0,420 W + 0,055 W = 0,475 W

Vì tôi không có miếng đệm ở đây (các NUD được hàn vào dây và các thành phần khác nhưng "lơ lửng trong không khí"), tôi mong đợi một sự tản nhiệt thấp hơn, vì vậy tôi giả định (hy vọng) rằng giá trị 0,475 W do mạch của tôi cung cấp là đủ thấp không làm hỏng NUD4001.

Tính toán cho điện trở cho một giá trị cho Rext = 2,33 ohm. Vì điện trở 2,33 ohm không có sẵn trên thị trường nên tôi đã sử dụng một giá trị tiêu chuẩn gần với nó, 2,2 ohm.

Bước 3: Hiện thực hóa bảng điều khiển

Bước đầu tiên trong quá trình hiện thực hóa bảng điều khiển là chọn một đường chân trời đẹp của thành phố để tái tạo trên bảng điều khiển bằng thủy tinh. Sau khi tìm kiếm trên Internet, tôi đã chọn đường chân trời trong Hình 1.

Sau đó, với một phần mềm xử lý hình ảnh (trong trường hợp của tôi là gimp, nhưng mọi phần mềm xử lý hình ảnh đều có thể làm được), tôi đã điều chỉnh kích thước để nó có thể vừa vặn trên hai tờ A4 theo hướng ngang. Hình ảnh được sử dụng làm mặt nạ để sơn các tòa nhà và khoan lỗ cho đèn led, vì vậy tôi đã "bina hóa" nó để làm cho nó trở nên thuần khiết với các cạnh rất sắc nét và thêm các đốm trắng làm tham chiếu cho các lỗ cửa sổ. Cuối cùng, tôi tách hình ảnh ra làm đôi và in trên 2 tờ giấy dính (Hình 2, Hình 3)

Sau khi đã cắt các bản in một cách cẩn thận, tôi gắn phần trắng của tờ giấy (bầu trời) lên bảng plexiglass, và sơn phần không bị che bằng sơn phun màu đen. Sau khi sơn khô, tôi lấy giấy dính màu trắng ra và dán phần màu đen của các tờ giấy lên các tòa nhà đã sơn. Sau đó, theo các vết trắng, tôi khoan lỗ cho đèn led, và lấy giấy dính màu đen ra, cẩn thận để không làm hỏng lớp sơn. (Tôi quyết định khoan lỗ sau khi sơn vì nếu không sơn có thể bít các lỗ và khó cắm led).

Bước 4: Hàn, hàn, hàn

Với bảng điều khiển được sơn và khoan, tôi bắt đầu đặt các đèn led vào các lỗ, với các chân cắm được uốn cong và căn chỉnh để tôi có thể hàn chân dương (dài hơn) của một đèn led với chân âm (ngắn hơn) của đèn tiếp theo, trong chuỗi 3.

Tôi đã sử dụng dây để đóng các khoảng trống giữa các chân khi quá rộng và giữa các chân NUD4001 và đèn led.

Ngoài ra, tôi đã phải sắp xếp các chốt và dây điện để giấu chúng sau lớp sơn đen. Cuối cùng, nó yêu cầu khá nhiều hàn (và tôi không giỏi lắm). Vì vậy, tất cả có vẻ khá lộn xộn, và nó là, nhưng bằng cách nào đó nó hoạt động;)

Bước 5: Đóng hộp

Bước cuối cùng để hoàn thành đèn led của tôi là cố định một bảng plexiglass thứ hai ở mặt sau để bảo vệ tất cả các mạch điện. Giữa 2 tấm, tôi đặt 6 miếng đệm để đủ chỗ cho tất cả các thành phần bên trong và tôi nhận ra một khung để giữ tất cả lại với nhau. Tôi làm tấm đệm từ những mảnh vụn thủy tinh mà tôi đã đặt xung quanh, ghép lại với nhau 1 mảnh dày 3 mm và 1 mảnh dày 4 mm. Tôi nhận ra khung từ 4 miếng nhôm kênh dài như các mặt của bảng điều khiển, với các đầu ở góc 45 °. Kênh có chiều rộng bên trong là 13 mm (~ 0,5”), vì vậy tôi đã làm các miếng đệm dày 7 mm (13 mm - 2 x 3 mm đối với chảo plexiglass). Sau đó, tôi dán các miếng đệm trên bảng điều khiển phía trước, 2 miếng ở mỗi cạnh dài và 1 ở các cạnh ngắn, và đặt bảng điều khiển phía sau. Với các mặt của khung được đặt vào đúng vị trí, tôi tạo 6 lỗ có đường kính 2, 5 mm, từ phía sau, tại các vị trí của miếng đệm. Vì tôi muốn mặt trước của khung sạch sẽ và không có lỗ, tôi ngừng khoan khi lỗ sâu khoảng 5-6 mm, sau đó tôi loại bỏ kênh nhôm và tôi hoàn thành lỗ thông qua các tấm plexiglass và miếng đệm. Sau đó, tôi luồn các lỗ bằng vòi M3. Tôi cũng mở rộng và làm loe các lỗ ở mặt sau của các rãnh nhôm cho các đầu bu lông. Trong kênh bên trái, tôi đã tạo một lỗ ở bên cạnh cho cáp nguồn. Cuối cùng, tôi lắp ráp tất cả các tấm bằng miếng đệm và các kênh nhôm và vặn các bu lông. Các bu lông dài 12 mm, vì vậy chúng đi xuống qua bảng điều khiển phía sau, các miếng đệm và một phần của bảng điều khiển phía trước, nhưng không chạm tới mặt trước của các kênh khung.

Bước 6: Nhìn thấy ánh sáng?

Sau khi lắp ráp xong đèn led, tôi kết nối công tắc với cáp nguồn và bình acquy 12V rồi bật đèn.

Cuối cùng, tôi khá hài lòng với công việc của mình, mặc dù đèn led tạo ra quá nhiều ánh sáng, đặc biệt là trực tiếp ở phía trước (chúng có hình nón ánh sáng hẹp, vì vậy khi nhìn nghiêng chúng trông kém sáng hơn). Nếu tôi không hiểu nhầm bảng dữ liệu NUD4001, độ sáng của đèn led có thể bị giảm khi thay thế các điện trở 2, 2 ohm bằng các điện trở cao hơn, nhưng hiện tại tôi sẽ giữ nguyên đèn của mình.