Llum de paret LED Night City Skyline: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest instructiu descriu com vaig construir un llum de paret decoratiu. La idea és la d’un horitzó nocturn de la ciutat, amb algunes finestres il·luminades als edificis. El llum es realitza amb un panell de plexiglàs blau semitransparent amb les siluetes de l’edifici pintades de negre. La llum prové de 108 "finestres" il·luminades per leds fixats en els forats del tauler. El llum s’alimenta amb una bateria o una font d’alimentació de 12V.

Pas 1: materials i eines

Panell de plexiglàs blau semitransparent de 50 cm x 22 cm (~ 20 "x 9"), 3 mm (0,12 ") de gruix

- Panell de plexiglàs blanc de 50 cm x 22 cm (~ 20 "x 9"), 3 mm (0,12 ") de gruix

- Canal d'alumini de 2 metres de 15 mm x 10 mm x 1 mm (~ 0,6 "x 0,4" x 0,04 ")

- Pintura negra

- Paper adhesiu

espaiadors de plàstic de 7 mm (0,275”) de gruix

- 6 x perns de cap avellanats M3 x 12

- 108 leds blancs de 3 mm

- 3 NUD4001

- Resistències de 3 x 2,2 ohm

- filferro

- interruptor

- Alimentació o alimentació de 12 V

Eines:

- Trepant

Broca de 2,5 mm

- Aixeta M3

- avellanador

- soldador

- serra metàl·lica

Pas 2: alguns càlculs preliminars

He decidit el nombre de finestres il·luminades basant-me principalment en les característiques electrials del tipus de leds i el controlador actual que he utilitzat. Els leds són leds blancs de 3 mm, que funcionen amb 3,3 V i absorbeixen al màxim aproximadament 0,025 A.

Per tal de tenir un corrent estable i estable, he utilitzat el controlador LED de 3 corrents NUD4001.

He connectat els leds en grups de 3 en sèrie, 12 grups en paral·lel per a cadascun dels 3 NUD4001, per a un total de 3 * 12 * 3 = 108 leds; vegeu l’esquema elèctric a continuació.

Seguint les instruccions detallades que figuren al full de dades del NUD4001 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NUD4001-D. PDF) vaig calcular els valors elèctrics del meu circuit (per a cadascun dels 3 NUDS). El full de dades de NUD4001 recomana una dissipació de potència total inferior a 1,13 W, basada en la dissipació de calor de la caixa SO-8 i la mida del coixinet:

- Corrent Leds: Iled = 0,025 A * 12 = 0,30 A

- Vsense: 0,7 V (vegeu la figura 2 del full de dades 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 a través del NUD4001: Vdrop = Vin - Vsense - Vled = 12 V - 0,7 V - 9,9 V = 1,4 V

- Dissipació de potència al NUD4001: P = Vdrop * I out = 1,4 V * 0,30 A = 0,420 W

- Dissipació de potència interna de NUD4001 (figura 4 del full de dades, per a 12 V): 0,055 W

- Dissipació total de potència: Ptot = 0,420 W + 0,055 W = 0,475 W

Com que aquí no tinc cap coixinet (els NUD estan soldats a cables i altres components, però "floten a l'aire"), espero una menor dissipació de calor, així que suposo (espero) que el valor de 0,475 W donat pel meu circuit és prou baix. no danyar el NUD4001.

El càlcul de la resistència dóna un valor per Rext = 2,33 ohm. Com que una resistència de 2,33 ohm no està disponible comercialment, he utilitzat un valor estàndard proper, 2,2 ohm.

Pas 3: realització del tauler

El primer pas en la realització del panell va ser triar un bonic skyline de la ciutat per reproduir-lo al tauler de plexiglàs. Després de fer cerques a Internet, vaig seleccionar l’horitzó de la figura 1.

Després, amb un programari de manipulació d’imatges (gimp en el meu cas, però tots els programes de manipulació d’imatges poden fer-ho), he adaptat les dimensions perquè puguin cabre en dos fulls A4 en orientació horitzontal. La imatge s'havia d'utilitzar com a màscara per pintar els edificis i perforar els forats de leds, de manera que la vaig "binaritzar" per fer-la pura i negra amb vores molt esmolades i vaig afegir taques blanques com a referència per als forats de les finestres. Finalment, vaig dividir la imatge en dues i la vaig imprimir en 2 fulls de paper adhesiu (Fig2, Fig3)

Després d’haver tallat amb cura les estampes, he adjuntat la part blanca dels fulls (el cel) al tauler de plexiglàs i he pintat la porció descoberta amb pintura en aerosol negra. Després que la pintura s’hagi assecat, he retirat el paper adhesiu blanc i he fixat la part negra dels fulls als edificis pintats. Després, seguint les taques blanques, he forat els forats dels leds i he retirat el paper adhesiu negre, amb cura de no danyar la pintura. (Vaig decidir perforar els forats després de pintar perquè, en cas contrari, la pintura podria obstruir-los i dificultar l’endollament dels leds).

Pas 4: Soldar, soldar, soldar

Amb el tauler pintat i foradat vaig començar a col·locar els leds als forats, amb els passadors doblegats i alineats de manera que pogués soldar el passador positiu (més llarg) d’un led amb el passador negatiu (més curt) del següent, en sèries de 3.

Vaig utilitzar cables per tancar els buits entre els pins quan eren massa amples i entre els pins i els leds NUD4001.

També vaig haver d’organitzar passadors i cables per amagar-los darrere de la pintura negra. Al final va requerir força soldadura (i no m’hi val molt). Per tant, tot sembla força desordenat i ho és, però d'alguna manera funciona;)

Pas 5: tanqueu el quadre

L’últim pas per acabar la meva làmpada led va ser fixar un segon panell de plexiglàs a la part posterior per protegir tots els circuits. Entre els 2 panells he posat 6 separadors per deixar prou espai per a tots els components interns i he realitzat un marc per mantenir-los tots units. Vaig fer l’espaiador a partir de trossos de plexiglàs de ferralla que posava al voltant, reunint 1 peça de 3 mm de gruix i 1 peça de 4 mm de gruix. Em vaig adonar del marc a partir de 4 peces de canal d'alumini, sempre que els laterals del panell, amb els extrems a 45 °. El canal té una amplada interna de 13 mm (~ 0,5”), de manera que he fet els separadors de 7 mm de gruix (13 mm - 2 x 3 mm per a panells de plexiglàs). Després vaig enganxar els separadors al tauler frontal, 2 a cada costat llarg i 1 als laterals curts i vaig col·locar el tauler posterior. Amb els costats del marc col·locats, vaig fer 6 forats de 2, 5 mm de diàmetre, per la part posterior, a les posicions de separador. Com que volia que la part frontal del marc fos neta i sense forats, vaig deixar de perforar quan el forat tenia uns 5-6 mm de profunditat, després vaig retirar el canal d'alumini i vaig acabar el forat fins a completar els panells i separadors de plexiglàs. Després he enfilat els forats amb l’aixeta M3. També he eixamplat i obert els forats de la part posterior dels canals d'alumini per als caps dels cargols. Al canal esquerre vaig fer un forat al costat del cable d'alimentació. Finalment, he muntat tots els panells amb separadors i canals d'alumini i he cargolat els cargols. Els parabolts tenen una longitud de 12 mm, de manera que baixen pel tauler posterior, els separadors i part del tauler frontal, però no arriben a la part frontal dels canals del marc.

Pas 6: veieu la llum?

Després d’haver muntat el llum LED, vaig connectar un interruptor al cable d’alimentació i una bateria de 12V i vaig encendre el llum.

Al final, estic bastant satisfet amb la meva feina, tot i que els leds fan una mica massa de llum, sobretot directament al davant (tenen un con de llum estret, de manera que quan es veuen lateralment semblen menys brillants). Si no entenc malament el full de dades NUD4001, es podria reduir la brillantor dels leds substituint les resistències de 2, 2 ohms per unes de més altes, però per ara mantindré la meva làmpada tal com és.