Lampe LED Glowing Stones : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

De nombreux adultes se souviennent peut-être d'avoir construit une lampe en bois et de l'avoir décorée avec une canette de soda au collège. Ce projet rappelle cette époque. Mes 13 ans. ma vieille fille voulait construire une lampe et cela a fait un bon projet scientifique de verrouillage à la maison et à l'école.

Après avoir construit un projet avec des bandes LED, il vous reste souvent une section de restes, la partie que vous avez coupée pour obtenir une longueur exacte pour terminer votre projet. Cette section restante manque de connecteurs, peut être assez courte et peut ne pas sembler avoir une utilité évidente. Cette instructable vous expliquera comment transformer cette bande de LED restante en une lumière décorative.

Résumé du projet:

Ma fille voulait que la lumière ait un mode automatique qui utilisait une photo-résistance pour contrôler une partie des LED. Nous avons puisé dans mon stock de composants électriques pour construire le circuit. Nous avons ajouté un autre réseau de LED au sommet qui serait engagé en mode manuel pour un niveau d'éclairage plus élevé. Nous avons choisi un bocal de conserve standard qui avait l'esthétique souhaitée. Nous avons décidé d'enrouler la bande LED autour d'un tube en carton pour maintenir l'éclairage à une distance uniforme des côtés et pour réduire le nombre de billes de verre nécessaires. Elle a rempli l'espace restant avec des perles de verre de différentes couleurs pour un effet soigné. La base a été conçue en Fusion 360 et imprimée en 3D et comprend des ouvertures pour la prise d'alimentation CC, la photo-résistance et l'interrupteur à bascule marche-arrêt.

Fournitures

Ce projet nécessite les pièces suivantes:

• Bande(s) LED (nouvelles ou restes de garniture)
• Bocal en verre avec couvercle
• Perles de verre colorées
• Base en bois, fabriquée ou imprimée en 3D
• Tube en carton (ou tube imprimé en 3D) et ruban adhésif en aluminium
• Alimentation qui correspond à la tension de la bande LED.
• Câblage (18AWG ou 20AWG) pour effectuer les connexions.

• Composants électriques

  • Fiche CC et prise à montage sur panneau
  • Interrupteur à bascule pour le contrôle, on-off-on dans ce cas
  • Transistor NPN pour contrôle automatique (2N2222a)
  • Photorésistance et résistances de watt pour contrôler le transistor.
• Passe-fil en caoutchouc (pour protéger le câblage passant par un trou dans le couvercle)

Les outils utilisés comprennent:

• Fer à souder et soudure à l'argent (sans plomb)
• Planche à pain multimètre (pour tester le circuit)
• Coupe-fil/dénudeur
• Ruban électrique
• Percez et forez.
• Imprimante 3D ou outils de travail du bois (pour la base)

Étape 1: Perles de verre et tube lumineux

La première étape consiste à déterminer la quantité de billes de verre nécessaire. Dans ce cas, nous avions trois livres de perles colorées. Il est important que les billes utilisées ne soient pas électriquement conductrices en raison des surfaces métalliques exposées du ruban LED. Les billes de verre seraient une autre option. Le tube en carton au centre permet de réduire cette quantité tout en gardant la bande LED toujours espacée des côtés du pot. Le tube a été coupé à longueur, en tenant compte du fait qu'il y aurait des billes de verre au fond du pot (éventuellement le haut du pot pour cacher le réseau de LED supérieur). Pour améliorer l'esthétique et la réflectance, ce tube en carton a été recouvert de ruban adhésif en aluminium. La bande LED a été collée à l'extérieur du tube selon un motif en spirale. Il existe une étape facultative pour diffuser la lumière provenant de la bande LED si un motif lumineux plus uniforme est souhaité - un matériau trouble tel que du papier ciré pourrait être ajouté autour des bandes. Cela réduirait certains des points lumineux et serait une bonne idée si la plupart des perles sont claires et non colorées. Afin de réutiliser votre bande LED, vous devez souder le fil aux languettes qui restent lorsque vous coupez la bande LED à longueur. Certains kits ont des connecteurs supplémentaires qui peuvent être utilisés. Si vous choisissez de souder, un petit fil solide est préférable pour faciliter la soudure. J'utilise du fil solide 22awg à cette fin. Un ensemble de « mains secourables » rend cette tâche beaucoup plus facile. Ma fille a fait la soudure car c'était une partie importante de cette leçon. C'était sa deuxième soudure et ces connexions étaient plus petites que la tâche précédente. Elle a fait du bon travail.

Étape 2: Alimentation

Une alimentation CC est nécessaire pour ce projet. Je collectionne des pièces électroniques depuis des décennies, il était donc assez facile de trouver une alimentation appropriée. Si vous devez en acheter un pour le projet, vous ferez attention à la tension de sortie CC et au courant CC de l'alimentation. Si vous souhaitez réutiliser une pièce de rechange qui traîne, vous devez déterminer si elle est réglementée ou non. Les alimentations régulées (parfois appelées « à découpage ») ont la même tension de sortie quelle que soit la charge (inférieure à la capacité de charge nominale). Une alimentation électrique non régulée aura une tension de sortie qui varie en fonction de la charge, ce qui signifie qu'elle peut être de 18VDC sans rien connecté et de 10VDC avec une charge lourde connectée. Ces alimentations ont une tension de sortie nominale à un courant de charge spécifique, c'est-à-dire 12VDC @ 500mA. Si vous mettez plus de charge, la tension chute et, inversement, si vous mettez moins de charge, la tension augmente. Vous pouvez les utiliser si vous le souhaitez, mais cela nécessite une sélection minutieuse car le dépassement de la valeur nominale de la bande LED les fera échouer plus rapidement (un courant plus élevé à travers la puce LED augmente la luminosité mais diminue la durée de vie). Si vous ne connaissez pas la charge de votre (vos) matrice(s) LED, vous pouvez mesurer la charge avec un multimètre numérique lorsqu'ils sont connectés à une alimentation. Nos bandes LED totalisaient 200mA de charge et nous avons utilisé une alimentation évaluée à 600mA. Pour plus de simplicité, je recommande d'utiliser une alimentation régulée pour vos projets en tension continue. L'image de test montre l'utilisation de deux mètres pour mesurer à la fois la tension et le courant.

Étape 3: Circuitage

La conception du circuit est assez simple et il y a beaucoup d'options disponibles pour le rendre plus ou moins compliqué. Un interrupteur à bascule marche/arrêt serait un moyen très simple de câbler cela. Nous avons ajouté un circuit de « capteur d'obscurité » qui allume la lumière lorsque le niveau de lumière ambiante est faible et atténue la lumière lorsque le niveau de lumière ambiante augmente. Ce circuit utilise un diviseur de tension pour contrôler la tension dans la base d'un transistor NPN.

Afin d'enseigner le contrôle de l'éclairage et les principes du circuit, nous avons d'abord construit le circuit sur une planche à pain. L'alimentation que nous avons utilisée pour la lampe a été utilisée pour la planche à pain afin de fournir des informations réalistes. Ici, nous avons essayé différentes combinaisons de résistances pour obtenir le contrôle souhaité. Nous avons référencé la fiche technique du transistor NPN et utilisé un multimètre numérique pour mesurer la plage de résistance de la photorésistance choisie (jusqu'à 10k ohm dans l'obscurité). Une résistance de 1k ohm a été ajoutée en série avec la photorésistance pour créer la valeur minimale du bas du diviseur de tension. Une résistance variable est une fonction optionnelle pour le haut du diviseur de tension afin de permettre l'ajustement, mais nous avons décidé qu'une résistance de 22 k ohms sur le dessus du diviseur de tension offrait un contrôle adéquat et offrait une simplicité supplémentaire. Ces composants ont été assemblés sur une petite carte perforée à l'emplacement de la photorésistance et soudés en place. La bande LED est reliée à la partie collecteur-émetteur du transistor NPN, contrôlant le courant à travers la bande LED. La différence entre un "capteur de lumière" et un "capteur d'obscurité" réside simplement dans le placement de la photorésistance dans le circuit diviseur de tension (c'est-à-dire en haut ou en bas). Une complication de notre circuit était le désir que la bande interne soit alimentée en modes AUTO ou ON tandis que la matrice de LED supérieure n'était alimentée qu'en mode ON. Un interrupteur à bascule bipolaire permettait à la bande interne d'avoir des alimentations isolées de la matrice supérieure.

Une prise CC à montage sur panneau fournit un point de connexion pratique et la fiche d'accouplement a été soudée sur le câblage d'alimentation. Votre alimentation peut déjà avoir une prise CC, auquel cas vous n'achèterez que la prise de montage sur panneau correspondante. Assurez-vous de faire attention à la polarité de votre prise d'alimentation, parfois le centre est positif, parfois le centre est négatif. Il est important de savoir cela car les LED ne fonctionneront qu'avec une polarité correcte.

Étape 4: Base imprimée en 3D

La base a été conçue en Fusion 360 et est assez basique. Une forme approximative a été déterminée en fonction des dimensions du bocal et la hauteur en fonction de la profondeur de l'interrupteur à bascule. Les trous pour le cric et l'interrupteur à bascule étaient basés sur les dimensions mesurées des composants choisis. L'emplacement de la photorésistance a été en retrait avec des découpes pour les fils, et une partie est restée pour l'application de colle chaude pour fixer la photorésistance. Les emplacements des vis de montage ont également été modélisés et encastrés afin qu'un couvercle imprimé puisse s'adapter à l'intérieur de la base. Les trous pour le couvercle étaient légèrement fraisés. Des pas de vis M6 ont été modélisés dans la base. Les épaisseurs de paroi utilisées étaient de 2 mm et le modèle a été imprimé en PLA avec 40% de remplissage gyroïde entre 4 couches supérieure et inférieure. La hauteur de couche était de 0,2 mm avec une buse de 0,4 mm. Prenez soin de surdimensionner un peu vos trous pour tenir compte du rétrécissement après le refroidissement de l'impression.

Les images et les fichiers joints sont une version ultérieure de celle que nous avons imprimée en premier, nous avons pris quelques leçons apprises avec et ajouté un évidement pour visser le couvercle à la base. Notre base a omis l'évidement et a juste pris en sandwich la base entre le couvercle et le pot, ce qui nécessitait de la colle chaude pour empêcher la rotation. Nous voulons en construire quelques autres et nous attendons à ce que la conception évolue davantage au fil du temps. N'hésitez pas à utiliser les fichiers joints comme point de départ de votre projet.

Étape 5: Assemblage

Le montage de cette lampe était le suivant:

1. Nettoyez toutes les pièces et pièces, le pot, le couvercle et les billes.
2. Insérez quelques couches au fond du pot pour masquer le haut du tube.
3. Insérez le tube avec les matrices de LED sécurisées et câblées.
4. Laissez plusieurs pouces de longueur de fil supplémentaire hors de l'embouchure du bocal pour une connexion ultérieure.
5. Ajoutez délicatement les billes de verre comme vous le souhaitez.
6. Nous avons temporairement câblé le réseau de LED afin que ma fille puisse voir l'effet lorsqu'elle ajoutait des perles.
7. Une fois plein, percez un trou dans le couvercle et ajoutez un passe-fil en caoutchouc pour protéger le câblage des arêtes vives.
8. Assemblez les composants électriques dans la base.
9. Assemblez le couvercle et connectez-le à la base.
10. Collez ou fixez le couvercle et la base de sorte que le pot ne puisse pas tourner ou être retiré. Dans notre cas, le couvercle/anneau du bocal a fixé la base au bocal en verre, puis de la colle chaude a été utilisée pour empêcher la rotation.
11. Connectez le câblage LED au circuit, deux fils par bande/chaîne/réseau LED.
12. Installez le couvercle.

Cette lampe est décorative, personnalisée et a été une bonne expérience d'apprentissage pour ma fille. Elle a appris les circuits, la soudure, la patience et le souci du détail. Je prédis que cette expérience sera aussi mémorable que ma première lampe pop en 7e année.