101-светодиодный венок: 20 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Этот венок сделан из 101 светодиода и двух отрезков проволоки, без каких-либо других компонентов. Он может работать от батареи на 9 В. Случайная встреча со 100 пакетами зеленых светодиодов вдохновила нас с дочерью сделать венок полностью из светодиодов. В итоге мы использовали 96 зеленых и 5 красных светодиодов, оставшихся после предыдущего посещения барахолки, всего 101 светодиод. Их можно скручивать вместе без инструментов, но пайка делает их более прочными и имеет пару игольчатых наконечников. Плоскогубцы и приспособление для третьих рук упростят задачу. Всегда можно использовать светодиоды ROHS (примерно на доллар больше за упаковку) и бессвинцовый припой или просто вымойте руки и не суйте пальцы в рот.

Шаг 1. Необходимые детали и инструменты

Детали: 100 зеленых светодиодов 5 красных светодиодов Несколько футов сплошного луженого провода для подключения, небольшого сечения, такого как № 26. Используйте луженый провод, так как простой медный провод будет отвлекать внимание. Вы также можете найти специальный «шинный провод», но не используйте слишком большой калибр, так как его будет сложно сшить. Также в главной роли вам понадобится блок питания или батареи, способные выдавать около 0,6-1 А при 8- 10 вольт, но эта конструкция не включена в данное руководство. Вместо этого вам может понравиться этот супер-простой светодиодный драйвер с инструкциями. Или просто используйте батарею на 9 В. Для проверки светодиодов во время строительства, если у вас нет источника питания, вам также понадобится одна слегка разряженная батарея на 9 В или одна новая батарея на 9 В и резистор на 330 Ом. Вам понадобятся следующие инструменты: Припой и утюг, если вы хотите паять (рекомендуется, но не обязательно) Плоскогубцы с кусачками для проволоки Третий зажим

Шаг 2. Сгладьте светодиоды

Светодиоды являются поляризованными устройствами и имеют положительный (положительный) и отрицательный (отрицательный) выводы, которые различаются двумя способами: 1. Светодиодный пластик плоский на минусовой стороне2. Минус в том, что вывод короче. Расправьте выводы 96 зеленых светодиодов, чтобы они выступали под углом 90 градусов от корпуса светодиода и на 180 градусов друг от друга. Методично согните их плюсом в одну сторону и минусом в другую, чтобы все они выглядели одинаково. Почему? Потому что после того, как вы согнете ноги, трудно сказать, какая из них, не глядя на плоскую отметку, и на следующем шаге будет иметь значение, каким образом вы их соедините.

Шаг 3: крутить и кричать

Вы собираетесь соединить группы светодиодов по четыре. Начните с подключения двух из них. Если вы согнули провода одинаково, вы можете просто взять два светодиода, посмотреть на нижнюю часть, сориентировать их одинаково и скрутить пару проводов вместе. Когда вы будете удовлетворены, у вас есть два подключенных к плюсу одного, подключенные к минусу следующего, добавляйте больше светодиодов по одному, пока не получите четыре в ряд. (Это еще два светодиода, ребята.) Если вы застряли, не подключайте только один светодиод к 9-вольтовой батарее, так как это совсем не долго. Вместо этого посмотрите на светодиод со стороны и посмотрите на его внутреннюю структуру. Просто сориентируйте каждый из светодиодов при сборке. Совет по конструкции: вы можете использовать маленькие плоскогубцы, чтобы скручивать провода вместе, не ломая их и не прокалывая пальцы.

Шаг 4: проверьте свою первую цепочку

У вас должна получиться цепочка из четырех светодиодов. Подключите его к источнику питания с напряжением около 8 В или слегка разряженной батарее на 9 В. Еще лучше, если у вас есть источник с ограниченным током, установите его примерно на 20–30 мА. Если вам необходимо использовать новую батарею 9 В, подключите токоограничивающий резистор в диапазоне 330 Ом - 470 Ом. Вы должны быть вознаграждены четырьмя светодиодами одинаковой яркости. Если нет, попробуйте проверить каждую группу из трех (лучше используйте этот резистор) и посмотрите, сможете ли вы выяснить, какой светодиод у вас включен. Если повезет, то не из средних. Вам не нужно указывать полярность, поскольку позже вы легко это поймете; но обязательно протестируйте их все, чтобы убедиться, что они работают! Если вы сделаете это сейчас, то избавитесь от неприятностей позже, когда их будет труднее исправить.

Шаг 5: Наука

Это руководство не было бы поучительным без науки, поэтому вот схематическая диаграмма, которую я сделал в бесплатной версии Eagle CAD. Символ треугольника и линии - это общий символ ДИОДА, а значок молнии означает, что ИЗЛУЧАЕТСЯ СВЕТ. Теперь вы знаете, что такое светодиоды! У символа светодиода также есть общее направление; плоская сторона ближе к земле или отрицательная сторона, а основание треугольника ближе к положительной стороне. Обратите внимание на эти направления, так как приближается еще один поворот. Символ V + показывает, где находится напряжение, а GND показывает, где находится отрицательный конец батареи, который по определению равен нулю вольт. Итак, с батареей на 9 вольт, LED1 получает 9 вольт на своем плюсе. (Это называется анодом; теперь вы не чувствуете себя научным!) Помните, что напряжение в нижней части светодиода LED4 (это «катод») равно нулю? Что ж, если все светодиоды примерно одинаковы, то мы можем предположить, что «падение напряжения» на каждом светодиоде примерно одинаковое, или около 9/4 = 2,5 вольт. Это немного выше для зеленых светодиодов, поэтому мы предложили слегка разряженную батарею на 9 В или резистор. Итак, давайте попробуем еще раз с напряжением 8,4 В, что даст нам падение напряжения на каждом светодиоде на 2,1 В. Это должно поддерживать работу зеленых светодиодов. Итак, вот упражнение: если v + составляет 8,4 В, а GND - 0 В, какое напряжение посередине? Вы уже сдались? Это всего лишь 4,2 В. Если у вас есть вольтметр и вы хотите больше заниматься наукой, попробуйте и убедитесь!

Шаг 6: Делай это, и делаешь, и делаешь хорошо …

Хорошо, хватит науки. Как только вы закончите этот процесс, делайте это снова и снова, пока не получите 96/4 = 24 нитки по 4 светодиода в каждой. (Если вы купили 100, это использует 96 светодиодов и дает вам четыре запасных.) После проверки каждой жилы убедитесь, что провода механически исправны, используя плоскогубцы с острыми носами, но будьте особенно осторожны, чтобы не сломать провода от светодиодов.. Если вы занимаетесь пайкой, на этом этапе вы можете просто прикрепить жилу к стороннему инструменту с зажимом из крокодиловой кожи и припаять ее, но скручивайте выводы вместе, по крайней мере, настолько, чтобы выполнить механическое соединение, поскольку припой не подходит для эта работа.

Шаг 7: перекрещенные провода

Мы намеренно перекрестим наши провода. Помните, как выглядел плетеный венок? Этот эффект возникает из-за пересечения двух нитей секций с четырьмя светодиодами, которые вы сделали ранее. А помните, как напряжение начиналось высоким вверху и снижалось до нуля внизу? А в середине, напряжение было, ну, посередине? Мы собираемся сделать крестики, соединив средние точки каждой жилы из четырех светодиодов вместе, и, поскольку в середине то же напряжение, оно не будет вызвать искры. А вот и обещанный ранее поворот! В каждом X зацепите один набор светодиодов задом вверх. Как мы можем это сделать? Разве я не говорил, что нам нужно получить анод и катоды одинаково, чтобы светодиоды работали? Да, но подождите: если вы начнете с 8,4 В и упадете до нуля, напряжение посередине составит 4,2 В и если вы начнете с 0 и подниметесь до 8,4 В, то в середине напряжение все равно будет 4,2 В. Так что мы по-прежнему собираемся соединить плюс с плюсом, а минус с минусом, но мы делаем это необычным способом. Читайте дальше …

Шаг 8: Тестирование одного… двух… трех… четырех

Давайте проверим это. Используйте низкую батарею 9 В (или исправную батарею и резистор) и продолжайте пробовать пары проводов в V (не прямо поперек), пока не найдете пару, которая загорает половину светодиодов в V, как на картинке. вы пересекли провода, вы всегда найдете пару проводов, которая работает. (Если вы хотите использовать науку, вы можете доказать это себе. Если нет, продолжайте.) Если вы принесли с собой вольтметр, измерьте напряжение от плюса до минуса, затем от минуса до середины и посмотрите, примерно половина ли оно. Из-за незначительных изменений в светодиодах, это не обязательно будет точно 1/2, но будет достаточно близко. Хорошо, это работает, но почему мы это делаем? Когда мы расположим все эти X по кругу, мы можем поместить все минусовые выводы на внешнюю часть круга, а все плюсовые выводы на внутреннюю часть круга, и разве это не будет удобно! Кроме того, средние точки крепления светодиодов образуют множество треугольников, что придает устойчивость конструкции венка.

Шаг 9: Двенадцать маленьких крестиков

Теперь сходите с ума и используйте остальные зеленые светодиоды. В конце этого шага у вас будет двенадцать наборов светодиодов X. Не беспокойтесь о полярности. Пока вы индивидуально протестируете каждую нить из четырех светодиодов, все будет в порядке. Вы не можете ошибиться.

Шаг 10: горят восемь светодиодов

Как заставить другую половину светодиода X загореться? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны снова обратиться к НАУКЕ! Вот схема, показывающая восемь зеленых светодиодов с линией между каждой парой из четырех, как мы обсуждали ранее. Обратите внимание, что на каждой паре есть плюс и минус. Все, что нам нужно сделать, это подключить плюсы и минусы, чтобы замкнуть цепь и заставить все восемь светодиодов светиться. Сделайте это с помощью тестовых проводов с зажимом из крокодиловой кожи "и вуаля"!

Шаг 11: восемь восемь - шестнадцать

Как и у светлячка, у нас ничего не получится. Возьмите два крестика светодиодов и используйте удобные зажимы, чтобы соединить все положительные и отрицательные стороны. Ваша надежная батарея на 8,4 В по-прежнему будет питать их всех, потому что мы подключаем два светодиода X параллельно, что означает, что они работают от одного напряжения, но потребляют в два раза больше тока. (Значит, ваша батарея разряжается быстрее, но кого это волнует? Это было не так уж и здорово …) Теперь, когда вы погрузились в науку о светодиодах, вы можете самостоятельно следить за схемой.

Шаг 12: один рингидинги

Расположите свои двенадцать светодиодных X в виде часового круга так, чтобы минусовые выводы находились снаружи круга, а плюсовые - внутри. После того, как вы используете аккумулятор для проверки каждого X, возьмите его и сориентируйте X так, чтобы отрицательные выводы были вверху, а положительные - внизу. Затем используйте плоскогубцы с острыми носами, чтобы согнуть кончик (верхнего) левого отрицательного вывода на каждом X. Этот изгиб поможет вам сохранить ориентацию, когда вы собираете X вместе группами по три, плюс это будет небольшим подспорьем. в механической сборке икс.

Шаг 13: Две Ринги-Динги

Расположите три крестика из предыдущего шага так, чтобы все отрицательные выводы согнутых ног были в верхнем левом углу, как на рисунке. Поскольку мы хотим, чтобы получившаяся группа из трех крестиков образовала четверть круга, отрежьте примерно 1/3 части круга. Длина каждого положительного вывода. Соедините все три крестика X вместе на отрицательном и на положительном выводах, образуя полукруг из крестиков X. Конструктивный совет: используйте плоскогубцы, чтобы сделать дополнительные изгибы на концах выводов. так, чтобы они зацепились друг за друга; затем используйте приспособление из сторонних производителей, чтобы натянуть соединение во время пайки. В результате получится примерно четверть круга светодиодов.

Шаг 14: Три Ринги-динги

Выполните предыдущий шаг всего четыре раза, и у вас будет четыре четверти круга. Расставьте их, чтобы получить представление о том, как будет выглядеть венок. Вы можете растянуть и согнуть соединенные кресты в ромбы, чтобы сделать венок более симметричным. но не переусердствуйте, так как он будет выглядеть намного лучше, чем вы думаете, когда он будет готов и будет светиться зеленым. Вы можете провести быструю проверку каждой группы, вырезав отрицательный снаружи и положительный внутри, на обоих концах каждой четверти круга.. Все светодиоды в каждой группе должны гореть. Если нет, вернитесь назад и найдите проблему.

Шаг 15: Одно кольцо, чтобы связать их…

Когда вы будете удовлетворены, начните паять выводы вместе, чтобы соединить круг. Как всегда, может помочь третья рука. В зависимости от того, как вы хотите закончить венец, вы можете оставить одну внешнюю пару несоединенной, чтобы она служила открытая площадка для верха или низа венка. Мы решили сделать это внизу, чтобы оставить место для звезды из красных светодиодов, а затем соединили два оставшихся вывода с помощью петли сплошного соединительного провода.

Шаг 16: вы в автобусе

Даже если это все по кругу, венок все равно не получится. Нам нужно соединить вместе все минусы, а затем все плюсы, чтобы получилась так называемая силовая шина. Возьмите луженый сплошной провод малого калибра и отмерьте достаточно, чтобы обойти внешнюю часть петли, а затем еще немного. Если вам нужно удалить изоляцию с провода, сделайте это сейчас, используя щипцы для зачистки проводов или плоскогубцы с острым носом (и их внутреннюю режущую поверхность). Делайте это поэтапно и будьте осторожны, чтобы не порезать или обжечь пальцы краем провода или изоляцией. Во-первых, сформируйте отрицательную (заземляющую) шину. Прошейте одну нить проволоки через внешние точки венка и плотно оберните свободные концы вокруг пары светодиодных выводов, которые вы оставили непаянными. Вы можете захотеть обернуть провод один раз вокруг каждого соединения по мере его прохождения, чтобы придать некоторую механическую стабильность. Убедитесь, что провод между соединениями прямой, но не тяните так сильно, чтобы это исказило круговую форму венка. Теперь проделайте то же самое с внутренней петлей, которая будет формировать положительную шину. Следите за тем, чтобы не прикасаться к другим выводам светодиодов какой-либо из шин.

Шаг 17: Fiat Люка

Да, мы выходим из автобуса и садимся в спортивную машину. Но то, что я хотел сказать, было Lux Fiat !, или, как говорили римляне, «Да будет свет!» Ваша батарея на 9 В на данном этапе может помочь, а может и не подойти, поэтому, если у вас есть блок питания, ожидайте около 25 мА * 24 = 600 мА. Обратите внимание на два провода шины вокруг внешнего и внутреннего краев гирлянды, которые я ловко описал (но не показал) на последнем этапе. Извините, если все работает, возьмите свой паяльник (если вы так склонны) и поправьте функции для плюсовых и минусовых проводов шины.

Шаг 18: Делайте это в темноте

Идите, выключите свет и посмотрите, что вы видите. Если вы все сделали правильно, это должно выглядеть так.

Шаг 19: лучше красный

Красные светодиоды обычно имеют меньшее падение напряжения, чем зеленые светодиоды, поэтому мы будем использовать пять вместо четырех. Попробуйте скрутить пять из них вместе и запустить ансамбль от батареи с низким напряжением 9 В или исправной батареи и резистора 330 Ом. Если светодиоды кажутся слишком яркими для их собственного блага, вам придется добавить резистор большей мощности или, возможно, изменить конструкцию или светодиоды, но, скорее всего, все это сработает. Переверните пять красных светодиодов в пятиугольную форму или сделайте из них бантик или любую другую форму, которая поражает воображение. Вот твой шанс сойти с ума!

Шаг 20: рождение звезды

Прикрепите комплект красных светодиодов к области, которую вы остроумно оставили открытой на венке, и подправьте ее паяльником. Не забудьте подключить отрицательный вывод источника питания к внешней шине, а положительный - к внутренней. Выброшенный кусок кабеля Ethernet предоставит вам несколько пар праздничных витых пар проводов, так что вы можете выбрать цвет по вашему выбору для окончательного соединения. Вы должны быть в восторге от своей работы на этом этапе и, несомненно, привлекли толпу любопытных зевак. Пришло время дать им (и себе) удовольствие, которого вы заслуживаете.

Второе место среди домашних праздников: праздничные украшения