每个人都熟悉灯,但你见过比正常尺寸大10倍的灯LED是吗?每个工程师都有一颗创造性的心;零星的创意火花可以生产出创意产品。本文将向您展示一个超大的LED灯的整个生产过程。灯的主体由树脂浇注而成,电路结构包括脉冲宽度调制(PWM)调光电路,先用木头做模具,再用树脂浇注主体。除电源设计知识外,还需要一定的焊接和木工技能。
制作LED木模
LED木模的工具和材料
车床、各种车刀、钢丝锯/曲线锯、振动砂光机、带式砂光机、夹具、凿子(或其他可刮去胶水的工具)、摇臂锯(或其他切割松木板的工具)、油灰刀(可选但使用良好)、15块通用电路板.5cm*15cm*20cm松木板、木工胶、报纸、纸巾。
切割木板
首先要把木板锯成20块cm长段(约6-8段)。我们的目标是20cm*14cm*14cm的木块。
粘接木材
现在木材被分成200块cm在车床上加工之前,需要将其粘合成木块。在每个木块的表面(这很重要)涂一层薄薄的胶水,然后夹在一起。
在胶合木材之前,选择中间或外面最坏的木材(中间会隐藏,最外面的大部分会被切割)。提前放好垫纸,以免胶水在夹子和工具台上到处都是。
这些木块在胶后会弯曲,因为它们来自同一块木板,所以弯曲的方向应该是一样的。夹紧时,注意将所有木块向同一方向弯曲,使各块之间的间隙较小,最终组合更牢固。
胶水干燥后,刮掉多余的胶水。
车床加工
在木块的每面的大致中心画一幅画X。使用车床时要小心,注意安全。如果是第一次接触机床,最好看说明书,避免危险。
切割圆柱
用凿子把木块变成圆柱形,然后用平凿和圆凿把它变成直径11cm均匀的圆柱体。如果没有卡尺,可以用卡钳和直尺测量。
用尺子在木块上标记14cm长度,这是LED总长。从这段长度的左侧开始,标记2cm和10cm的点。
制作曲面
首先不要车削那2cm它们是未来LED唇部,直径11cm已满足要求。用凿子将多余部分切割到车床正常工作所需的最小直径。然后处理10长cm除了多余的部分,右边的大部分都被削减到10cm直径,预计曲面部分将逐渐向下切割。
切割和抛光顶部
切割后,车床在两端留下了需要切割的小柱子。一般来说,带锯是用来锯的,但是LED曲线锯太大了。锯痕尽可能接近 LED。颜色看起来不一样,但弧度一致。在曲面部分,锯掉后,用振动砂光机打磨,底座一侧用带式砂光机打磨。新打磨的表面上有一些蜡。现在有了LED木制版头部!
找中心,钻
接下来,你需要找到它的中心,这样你就可以在等距部分LED引脚钻两个安装孔。这一步不是很必要,因为你不能把底座包裹在硅胶里。(为了取代这里的做法,你只需要在一般中心钻一个孔,然后插入一个销钉,这不仅是支撑,也是模具。)要找到一个圆圈,你需要一个尺子和一个直角三角形尺子。LED在底座上随意绘制一个内部三角形,找出每侧的中点,用三角形尺绘制每侧的垂直平分线。它们应该交叉在同一个中心点,这是三角形外圆的中心LED的圆心。
找到圆心后,画出一个直径。钻两个孔(大小参照下一步使用的引脚直径),每个孔与圆心相隔1.5cm。
做LED引脚和支撑
切两根铝管。至少30个,以确定长度。cm,再加上插入基座的长度(这些铝管会变成LED引脚)。这里选322cm长度。用强力胶(或其他高强度胶)将这些引脚粘在木材上LED上。
现在所有木工活都完了,可喜可贺!
用LED浇注模具采用木模制作
模具材料及生产
4罐有机硅填料约10罐ml的甘油。
为了使硅填料更适合制作模具,在每罐填料中添加了2个.5ml甘油。硅填料和甘油混合均匀!
将混合好的填料涂在木制上LED最后,建议不要在底部涂上填料。然后注意在嘴唇上涂上足够厚的填料。这里很容易只涂一层薄薄的,以后会开裂。涂抹时注意通风,因为涂层的味道很刺鼻。
脱模
把木制的LED从固化的硅橡胶中取出应该相对简单,只要不要在底座上涂上大量的硅填料。当硅胶模具从木模具上取下时,试着卷起并慢慢剥离。
电子电路
材料和工具
(1X)555定时器、(1X)0.1uF电容(通常用瓷片)X)100K欧姆线性电位器、(1X)电位旋钮,(1X)33K欧姆电阻,(10X)10欧姆电阻(1/4瓦或更大功率)X)3.3K欧姆电阻,(1X)510欧姆电阻,(1X)0.25英寸旋钮,(3X)1瓦白光LED(通常在星形上焊接PCB上)、(1X)开关(从为LED在准备好的旧灯座上获得),(1X)NPN晶体管(一个2N4401)、(1X)二极管(用一个1N4148)、铝条、导热胶、焊接工具。
注:只要接近给定值,就可以调整电阻值(除10欧姆电阻外,不要更换其他电阻)
LED驱动电路
上图是这样的LED驱动电路包括限流电阻(由一些串并联电阻组成)和一个55定时器芯片LED发出不同比例的脉冲,以调节脉冲LED的亮度。
采用搭腿悬空焊接方式(不使用电路板或万能板),只是因为不喜欢切一小块万能板,然后研究如何安排布线。
安装LED
把LED在一小段铝条上安装导热胶。LED会有很多热量,包裹在树脂里会更热,所以尽量散热(热量会通过安装后的柱铝管导出)。
安装时注意LED方向方便以后串联。
铝管钻孔粘接
在每根铝管的顶部钻一个1/8英寸的孔,可以自己考虑尺寸。LED供电线将从铝管穿过,最终从这个孔穿过。每根管子穿过一条线。
穿线后,用导热胶固定,铝管刚粘好LED铝基板背面。
浇铸LED
浇铸LED所需材料和工具
1.4kg液体透明树脂、大约5.6ml的固化剂、 搅拌桶、电钻和挡板,或者一个木制搅拌器(电钻更容易,更快,也更安全)、用来夹持LED模具的设备
填充模具
用一个烧杯或者其他容器将树脂倒入保持直立状态的硅胶模具。
1.4kg液体树脂同5.6ml的固化剂搅拌均匀(用一个电钻和搅拌器会更容易,用一头粘上一小块木板的木条做了一个)。
所有的树脂都从模具的顶部开孔倒入。
倒完树脂以后插入焊接完的LED模块(用胶带或者夹钳什么的固定),然后就可以走开等它硬化了(记得确保LED引脚垂直)。
浇注脱模
这和之前木模的脱模差不多,就不多说了。刚刚脱模出来的表面还是很粗糙。
抛光
浇注过程很难称得上完美,LED表面有着波纹,凹坑,线条。用振动砂光机(180目)打磨,来去掉所有大的凹凸不平的部分。接着慢慢打磨,最后用了600目的磨料。砂光完成以后用抛光剂和软布抛光。很遗憾在抛光/打磨的过程中,没能去掉所有不满意的缺陷。
收尾工作
所有部件总装
将LED驱动电路装到一个旧的灯座里,取代原先的交流市电插头,然后用了一个12V350mA的电源适配器给它供电。
灯座上的开关和旋钮
插入LED
这下可没有什么难度。插入LED,用环氧胶或者强力胶粘紧。干燥以后,把LED的两根引出线分别接到555驱动电路的输出和底线上,然后就大功告成了。
展示一下成品的效果。
电子设计也许并非那么枯燥的一件事情,偶尔搞一些小发明,在充满乐趣的同时,还能得到一些意想不到的收获。这款DIY的灯泡虽然算不上有多大的技术含量,但是也不乏是一个突发奇想的创意。希望各位像 本篇文章的内容一样,能够在生活中利用电源知识创造更多的创意小设计。