Night City Skyline LED nástěnná lampa: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tento návod popisuje, jak jsem postavil dekorativní nástěnnou lampu. Jde o noční panorama města s některými osvětlenými okny v budovách. Lampa je realizována s poloprůhledným modrým plexisklem s černě natřenými budovami silouhettes. Světlo pochází ze 108 „oken“, která jsou osvětlena LED diodami upevněnými v otvorech v panelu. Lampa je napájena 12 V baterií nebo napájecím zdrojem.

Krok 1: Materiály a nástroje

- Poloprůhledný modrý panel z plexiskla 50 cm x 22 cm (~ 20 "x 9"), tloušťka 3 mm (0,12 palce)

- bílý panel z plexiskla 50 cm x 22 cm (~ 20 palců x 9 palců), tloušťka 3 mm (0,12 palce)

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

- Černá barva

- Lepicí papír

- plastové rozpěrky o tloušťce 7 mm (0,275”)

- 6 x šroub M3 x 12 se zápustnou hlavou

- 108 bílých 3 mm LED diod

- 3 NUD4001

- 3 x 2,2 ohmové odpory

- drát

- spínač

- 12 V bettry nebo napájecí zdroj

Nástroje:

- Vrták

- 2,5 mm vrták

- Kohoutek M3

- zahloubení

- páječka

- pila na kov

Krok 2: Některé předběžné výpočty

Počet osvětlených oken jsem se rozhodl hlavně na základě elektrických charakteristik druhu LED a aktuálního ovladače, který jsem použil. LED diody jsou 3 mm bílé LED diody, které pracují s 3,3 V a absorbují maximálně asi 0,025 A.

Abych měl stabilní a stabilní proud, použil jsem 3 proudový LED ovladač NUD4001.

LED jsem zapojil do skupin po 3 v sérii, 12 skupin paralelně pro každou ze 3 NUD4001, celkem tedy 3 * 12 * 3 = 108 LED, viz elektrické schéma níže.

Podle podrobných pokynů obsažených v datovém listu NUD4001 (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NUD4001-D. PDF) jsem vypočítal elektrické hodnoty mého obvodu (pro každý ze 3 NUDS). Datový list NUD4001 doporučuje celkový ztrátový výkon nižší než 1,13 W na základě rozptylu tepla pouzdra SO-8 a velikosti podložky:

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

- Vsense: 0,7 V (viz obrázek 2 v datovém listu 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 přes NUD4001: Vdrop = Vin - Vsense - Vled = 12 V - 0,7 V - 9,9 V = 1,4 V

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

- Vnitřní ztrátový výkon NUD4001 (obrázek 4 v datovém listu, pro 12 V): 0,055 W

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

Protože zde nemám žádnou podložku (NUD jsou připájeny k vodičům a dalším součástem, ale „plovoucí ve vzduchu“), očekávám nižší odvod tepla, takže předpokládám (doufám), že hodnota 0,475 W daná mým obvodem je dostatečně nízká aby nedošlo k poškození NUD4001.

Výpočet odporu udává hodnotu pro Rext = 2,33 ohm. Protože odpor 2,33 ohmu není komerčně dostupný, použil jsem standardní hodnotu blízkou 2,2 ohmu.

Krok 3: Realizace panelu

Prvním krokem při realizaci panelu byl výběr pěkného panoramatu města pro reprodukci na panelu z plexiskla. Po nějakém internetovém hledání jsem vybral panorama na obr. 1.

Pak jsem pomocí softwaru pro manipulaci s obrázky (v mém případě gimp, ale každý software pro manipulaci s obrázky to umí) upravil rozměry tak, aby se vešel na dva listy formátu A4 v orientaci na šířku. Obraz měl být použit jako maska pro malování budov a vrtání otvorů pro LED diody, a tak jsem jej „binarizoval“, aby byl čistý černobílý s velmi ostrými hranami a přidal bílé skvrny jako referenci pro okenní otvory. Nakonec jsem obrázek rozdělil na dva a vytiskl na 2 lepicí listy papíru (obr.2, obr3)

Poté, co jsem opatrně ořízl otisky, jsem připevnil bílou část listů (oblohu) na panel z plexiskla a odkrytou část natřel černou barvou ve spreji. Poté, co barva zaschla, jsem odstranil bílý lepicí papír a připevnil černou část listů na malované budovy. Poté jsem podle bílých míst vyvrtal otvory pro ledky a odstranil černý lepicí papír, přičemž jsem dával pozor, abych nepoškodil lak. (Rozhodl jsem se vyvrtat otvory po malování, protože jinak by barva mohla otvory ucpat a ztížit zasunutí diod).

Krok 4: Pájka, pájka, pájka

Když byl panel namalován a vyvrtán, začal jsem umísťovat diody do otvorů, s kolíky ohnutými a zarovnanými tak, abych mohl pájet kladný (delší) kolík jedné LED se záporným (kratším) kolíkem dalšího, v sérii 3.

Použil jsem dráty k uzavření mezer mezi piny, když jsou příliš široké, a mezi piny a diody NUD4001.

Také jsem musel uspořádat kolíky a dráty, abych je schoval za černou barvu. Nakonec to vyžadovalo hodně pájení (a nejsem v tom moc dobrý). Všechno to vypadá docela chaoticky, a to je, ale nějakým způsobem to funguje;)

Krok 5: Zavřete pole

Posledním krokem k dokončení mé LED lampy bylo upevnění druhého panelu z plexiskla na zadní straně, aby byly chráněny všechny obvody. Mezi 2 panely jsem umístil 6 distančních podložek, které nechaly dostatek místa pro všechny vnitřní komponenty, a uvědomil jsem si rám, který drží všechny pohromadě. Mezikus jsem vyrobil z kusů šrotu plexiskla, které jsem měl pokládané kolem, dohromady jsem dal 1 kus o tloušťce 3 mm a 1 kus o tloušťce 4 mm. Rám jsem realizoval ze 4 kusů hliníkového kanálu dlouhého po stranách panelu s konci 45 °. Kanál má vnitřní šířku 13 mm (~ 0,5 palce), proto jsem vyrobil rozpěrky o tloušťce 7 mm (13 mm - 2 x 3 mm u tabulí z plexiskla). Poté jsem na přední panel nalepil rozpěrky, 2 na každou dlouhou stranu a 1 na kratší strany a položil zadní panel. S nasazenými stranami rámu jsem vytvořil 6 otvorů o průměru 2, 5 mm, zezadu, v distančních polohách. Protože jsem chtěl, aby přední strana rámu byla čistá a bez otvorů, přestal jsem vrtat, když byl otvor hluboký asi 5-6 mm, poté jsem odstranil hliníkový kanál a otvor jsem dokončil úplně přes panely z plexiskla a distanční vložky. Poté jsem otvory navrtal závitníkem M3. Také jsem rozšířil a rozšířil otvory na zadní straně hliníkových kanálů pro hlavy šroubů. V levém kanálu jsem na straně vytvořil otvor pro napájecí kabel. Nakonec jsem všechny panely smontoval s rozpěrkami a hliníkovými kanály a přišrouboval šrouby. Šrouby jsou 12 mm dlouhé, takže procházejí zadním panelem, rozpěrkami a částí předního panelu, ale nedosahují na přední stranu kanálů rámu.

Krok 6: Vidíte světlo?

Poté, co jsem sestavil LED lampu, připojil jsem vypínač k napájecímu kabelu a 12V baterii a zapnul lampu.

Nakonec jsem se svou prací docela spokojený, i když diody vydávají příliš mnoho světla, zejména přímo vpředu (mají úzký kužel světla, takže při pohledu z boku vypadají méně jasně). Pokud nerozumím datovému listu NUD4001, jas LED by mohl být snížen výměnou 2, 2 ohmových rezistorů za vyšší, ale prozatím nechám lampu tak, jak je.