創(chuàng)意點(diǎn)亮生活 巨無霸級(jí)別LED燈制作

LED燈大家都不陌生，但是你見過10倍大于正常尺寸的LED嗎?每個(gè)工程師都有一顆創(chuàng)造的心，;零星的創(chuàng)意火花就能生產(chǎn)出一件頗具創(chuàng)意的產(chǎn)品。本篇文章就將向大家展示一個(gè)超大號(hào)的LED燈制作全過程。這只燈的主體由樹脂澆灌而成，電路結(jié)構(gòu)包括一個(gè)脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光電路，先使用木頭制作模具，再使用樹脂澆注主體。除了電源設(shè)計(jì)知識(shí)之外，還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

車床、各種車刀、鋼絲鋸/曲線鋸、振動(dòng)砂光機(jī)、帶式砂光機(jī)、夾鉗、鑿子(或其他可以刮去膠的工具)、搖臂鋸(或其他切割松木板的工具)、油灰刀(可選的，但是用起來不錯(cuò))、15塊萬能電路板、2.5cm*15cm*20cm松木板、木工膠、報(bào)紙、紙巾。

切割木板

首先需要把木板鋸成20cm長(zhǎng)的小段(需要約6-8段)。我們的目標(biāo)是20cm*14cm*14cm的木塊。

粘接木料

現(xiàn)在木料被分成20cm長(zhǎng)的小段，需要把它們粘接成木塊，這樣才能在車床上加工。在每一個(gè)木塊預(yù)先清除干凈鋸末的表面上(這個(gè)很重要)涂一層薄薄的膠水，然后在一起夾緊。

在膠接木材之前挑選一下，最壞的木料放在中間或者外邊(中間會(huì)被藏起來，而最外面的會(huì)被切削掉大部分)。預(yù)先放好墊紙免得膠水在夾子和工具臺(tái)上到處都是。

這些木塊上膠后都會(huì)彎曲，由于它們來自同一塊木板，彎曲的方向應(yīng)該相同。在上夾鉗的時(shí)候注意使所有的木塊朝同一個(gè)方向彎曲，這樣各塊之間的間隙較小，最終結(jié)合的更牢固。

膠水干燥以后刮去那些多余的膠水。

車床加工

在木塊的每一個(gè)面的大致中心上畫一個(gè)X。在使用車床時(shí)一定要小心，并且注意安全。如果是初次接觸機(jī)床，那么最好閱讀一下使用說明書，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

車削圓柱

用鑿刀把木塊修成圓柱形，然后用平鑿和圓鑿把它車成一個(gè)直徑11cm的均勻圓柱體。如果沒有卡尺，可以用一個(gè)卡鉗和直尺測(cè)量。

用尺子在木塊上標(biāo)出14cm長(zhǎng)度，這是LED的總長(zhǎng)。從這一段長(zhǎng)度的左側(cè)開始，標(biāo)記一下2cm和10cm的點(diǎn)。制作曲面

首先不要車削那2cm的部分，它們是將來LED的唇部，直徑11cm已經(jīng)達(dá)到要求了。用鑿子把多余的部分削到車床正常工作所需的最小直徑。然后處理長(zhǎng)10cm的大塊部分，把右邊除了多余部分之外全部削到10cm直徑，預(yù)計(jì)做成曲面的部分逐步向下切削。

切割打磨頂端

經(jīng)過切割之后，車床在兩端留下了需要切掉的小柱。一般來說會(huì)用帶鋸鋸它，但是LED過大了，所以選用了曲線鋸。鋸痕盡可能接近 LED。看起來顏色不一樣，但是弧度一致。在曲面部分，鋸掉以后用振動(dòng)砂光機(jī)磨平，基座那一邊用帶式砂光機(jī)打磨。新打磨的表面上都上一些蠟?，F(xiàn)在就有了一個(gè)LED頭部的木制版本!

找準(zhǔn)中心，鉆孔

接下來需要找到它的中心，這樣就能在等距離的部位為L(zhǎng)ED的引腳鉆兩個(gè)安裝孔。這一步不是很必要，因?yàn)榭梢圆粚⒒M(jìn)硅膠。(要替代這里的做法，只需要在大致的中心鉆個(gè)孔然后插入一根銷釘，既是支撐同時(shí)也做好了模具。)要找到圓心就需要一把尺子和一個(gè)直角三角尺。在LED的基座上隨意繪制一個(gè)內(nèi)接三角形，找出每一邊的中點(diǎn)，使用三角尺畫出每一條邊的垂直平分線，它們應(yīng)當(dāng)相交于同一個(gè)中心點(diǎn)，這是三角形外接圓的中心，也是LED的圓心。

找到了圓心之后，畫出一條直徑。鉆兩個(gè)孔(大小參照后面一步所用的“引腳”直徑)，每個(gè)和圓心相隔1.5cm。

做LED的引腳和支撐

切下2根鋁管。為了找準(zhǔn)長(zhǎng)度，至少30cm，然后加上插進(jìn)基座的長(zhǎng)度(這些鋁管將會(huì)成為L(zhǎng)ED的引腳)。這里選用了32cm的長(zhǎng)度。用強(qiáng)力膠(或者其他的高強(qiáng)度膠粘劑)，把這些引腳粘到木制LED上。

現(xiàn)在所有木工活都完了，可喜可賀!用LED木模制作澆注模具

模具材料和制作

4罐有機(jī)硅填料、約10ml的甘油。

為了使硅填料更適于制作模具，在每罐填料中添加了2.5ml甘油。混合均勻硅填料和甘油!

將混合好的填料涂到木制LED上，建議不要在底面涂上填料。然后注意唇部涂上足夠厚的填料，這里很容易只上了薄薄的一層，稍后會(huì)裂開。涂抹的時(shí)候注意通風(fēng)，因?yàn)橥苛系奈兜婪浅４瘫恰?/p>

脫模

把木制的LED從固化的硅橡膠中取出應(yīng)該是比較簡(jiǎn)單的，只要不要像這樣在基座上涂了大量的硅填料就好。當(dāng)把硅膠模具從木模上脫下時(shí)，可以嘗試把它卷起并慢慢剝下來。

電子電路

材料和工具

(1X)555定時(shí)器、(1X)0.1uF電容(通常用瓷片)、(1X)100K歐姆線性電位器、(1X)電位器旋鈕、(1X)33K歐姆電阻、(10X)10歐姆電阻(1/4瓦或更大功率)、(1X)3.3K歐姆電阻、(1X)510歐姆電阻、(1X)0.25英寸旋鈕、(3X)1瓦白光LED(通常它們焊接在星形PCB上)、(1X)開關(guān)(從為L(zhǎng)ED準(zhǔn)備的一個(gè)舊燈座上弄到的)、(1X)NPN晶體管(用了一個(gè)2N4401)、(1X)二極管(用了一個(gè)1N4148)、鋁條、導(dǎo)熱膠、焊接工具。

注：電阻值可以調(diào)節(jié)，只要比較接近給出的值就行(10歐姆的電阻除外，不要換成其他阻值的電阻)

LED驅(qū)動(dòng)電路

上圖是這個(gè)LED做的驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)限流電阻(由一些串并聯(lián)的電阻構(gòu)成)，還有一個(gè)555定時(shí)器芯片能夠給LED送出不同占空比的脈沖，從而調(diào)節(jié)LED的亮度。

采用搭腿懸空焊接的方式(不使用電路板或者萬能板)，只是因?yàn)椴幌矚g切下一小塊萬能板，然后在上面研究應(yīng)該怎么安排走線。

安裝LED

把LED用導(dǎo)熱膠安裝在一小段鋁條上。這些LED會(huì)大量發(fā)熱，包在樹脂里會(huì)更熱，所以要盡可能做好散熱(熱量會(huì)通過稍后安裝的支柱鋁管導(dǎo)出)。

安裝的時(shí)候注意LED的方向，為之后把它們串接在一起提供方便。

鉆孔并膠接鋁管

在每根鋁管的頂端鉆一個(gè)1/8英寸的孔，大小可自行斟酌。LED的供電線會(huì)從鋁管穿過并最終從這個(gè)孔穿出。每根管穿過一條線。

當(dāng)穿好線以后用導(dǎo)熱膠固定，并把鋁管粘接在剛才粘LED的鋁基板背面。澆鑄LED

澆鑄LED所需材料和工具

1.4kg液體透明樹脂、大約5.6ml的固化劑、 攪拌桶、電鉆和擋板，或者一個(gè)木制攪拌器(電鉆更容易，更快，也更安全)、用來夾持LED模具的設(shè)備

填充模具

用一個(gè)燒杯或者其他容器將樹脂倒入保持直立狀態(tài)的硅膠模具。

1.4kg液體樹脂同5.6ml的固化劑攪拌均勻(用一個(gè)電鉆和攪拌器會(huì)更容易，用一頭粘上一小塊木板的木條做了一個(gè))。

所有的樹脂都從模具的頂部開孔倒入。

倒完樹脂以后插入焊接完的LED模塊(用膠帶或者夾鉗什么的固定)，然后就可以走開等它硬化了(記得確保LED引腳垂直)。

澆注脫模

這和之前木模的脫模差不多，就不多說了。剛剛脫模出來的表面還是很粗糙。

拋光

澆注過程很難稱得上完美，LED表面有著波紋，凹坑，線條。用振動(dòng)砂光機(jī)(180目)打磨，來去掉所有大的凹凸不平的部分。接著慢慢打磨，最后用了600目的磨料。砂光完成以后用拋光劑和軟布拋光。很遺憾在拋光/打磨的過程中，沒能去掉所有不滿意的缺陷。

收尾工作

所有部件總裝

將LED驅(qū)動(dòng)電路裝到一個(gè)舊的燈座里，取代原先的交流市電插頭，然后用了一個(gè)12V350mA的電源適配器給它供電。

燈座上的開關(guān)和旋鈕

插入LED

這下可沒有什么難度。插入LED，用環(huán)氧膠或者強(qiáng)力膠粘緊。干燥以后，把LED的兩根引出線分別接到555驅(qū)動(dòng)電路的輸出和底線上，然后就大功告成了。

展示一下成品的效果。

電子設(shè)計(jì)也許并非那么枯燥的一件事情，偶爾搞一些小發(fā)明，在充滿樂趣的同時(shí)，還能得到一些意想不到的收獲。這款DIY的燈泡雖然算不上有多大的技術(shù)含量，但是也不乏是一個(gè)突發(fā)奇想的創(chuàng)意。希望各位像 本篇文章的內(nèi)容一樣，能夠在生活中利用電源知識(shí)創(chuàng)造更多的創(chuàng)意小設(shè)計(jì)。