牛人教你制造超大号“卖萌”LED灯

alpha007 2014-10-27 18:02 次阅读

  这是一个手工制作的普通10mmLED的10倍放大版本,包含3个1W功率的LED,由树脂浇注而成。它还包括一个脉冲宽度调制(PWM)调光电路。我从制作LED的木制模型开始;使用硅胶翻模制作出浇注的模具;最后在硅胶模具中浇注树脂。

  我将会带给你这个世界上最大号的自制LED!

  这个有点复杂的制作涉及以下技能:

  -焊接/电子技术(知道如何阅读电路图)

  -木工(需要能够使用车床,钢丝锯,各种砂光机,钻孔机等)

  -树脂铸造(这也是我第一次铸造东西,所以不要担心难度)

  牛人教你制造超大号“卖萌”LED灯

  制作步骤:

  1 制作LED木模

  1.1 LED木模的工具和材料

  牛人教你制造超大号“卖萌”LED灯

  ● 车床

  ● 各种车刀

  ● 钢丝锯/曲线锯

  ● 振动砂光机

  ● 带式砂光机

  ● 夹钳

  ● 凿子(或其他可以刮去胶的工具)

  ● 摇臂锯(或其他切割松木板的工具)

  ● 油灰刀(可选的,但是用起来不错)

  ● 安全保护:防护眼镜(必需的),护耳用具(强烈推荐),口罩或者面具(强烈推荐,尤其在打磨的时候)

  ●15块万能电路板

  ●2.5cm*15cm*20cm松木板

  ●木工胶

  ●报纸

  ●纸巾

  1.2 切割木板

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  你需要把木板锯成20cm长的小段(需要约6-8段)。我们的目标是20cm*14cm*14cm的木块。

  1.3 粘接木料

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  现在木料被分成20cm长的小段,我们需要把它们粘接成木块,这样才能在车床上加工。在每一个木块预先清除干净锯末的表面上(这个很重要)涂一层薄薄的胶水(不要一下子用太多!),然后在一起夹紧。

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  在胶接木材之前挑选一下,最坏的木料放在中间或者外边(中间会被藏起来,而最外面的会被切削掉大部分)。预先放好垫纸免得胶水在夹子和工具台上到处都是。

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  这些木块上胶后都会弯曲,由于它们来自同一块木板,弯曲的方向应该相同。在上夹钳的时候注意使所有的木块朝同一个方向弯曲,这样各块之间的间隙较小,最终结合的更牢固。

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  胶水干燥以后刮去那些多余的胶水,胶水固化以后比木头硬,会对你的车床刀具造成更多的损耗。

  1.4 车床加工

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  如果这是你第一次碰车床,也许你该好好读一读使用说明和教程。我相信车床是一个非常安全的工具,但要是你不清楚自己在上面做了什么的话,它也可能是非常致命的危险品。

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  在木块的每一个面的大致中心上画一个X。

  1.5 车削圆柱

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  用凿刀把木块修成圆柱形,然后用平凿和圆凿把它车成一个直径11cm的均匀圆柱体。如果你没有卡尺,可以用一个卡钳和直尺测量,我就是这么做的。

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  用你的尺子在木块上标出14cm长度,这是LED的总长。从这一段长度的左侧开始,标记一下2cm和10cm的点。

  1.6 制作曲面

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  首先不要车削那2cm的部分,它们是将来LED的唇部,直径11cm已经达到要求了。用凿子把多余的部分削到车床正常工作所需的最小直径。然后处理长10cm的大块部分,把右边除了多余部分之外全部削到10cm直径,预计做成曲面的部分逐步向下切削。

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  做完以后打磨再上一些蜡。我不确定是否必须这么做,至少我是这么干了。

  1.7 切割打磨顶端

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  我不知道现代机床会怎么样,但是我的这个在两端留下了需要切掉的小柱。一般来说我会用带锯锯它,但是LED过大了,所以我选用了曲线锯。锯痕尽可能接近 LED。看起来颜色不一样,但是弧度一致。在曲面部分,锯掉以后用振动砂光机磨平,基座那一边用带式砂光机打磨。新打磨的表面上都上一些蜡。现在你有了一个LED头部的木制版本!

  1.8 找准中心,钻孔

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  接下来需要找到它的中心,这样就能在等距离的部位为LED的引脚钻两个安装孔。这一步不是很必要,因为你可以不将基座包进硅胶。(要替代这里的做法,你只需要在大致的中心钻个孔然后插入一根销钉,既是支撑同时也做好了模具。)要找到圆心你需要一把尺子和一个直角三角尺。在LED的基座上随意绘制一个内接三角形,找出每一边的中点,使用三角尺画出每一条边的垂直平分线,它们应当相交于同一个中心点,这是三角形外接圆的中心,也是LED的圆心。

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  现在你已经找到了圆心,画出一条直径。钻两个孔(大小参照后面一步你所用的“引脚”直径),每个和圆心相隔1.5cm。

  1.9 做LED的引脚和支撑

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  切下4根铝管(译注:原文4根,图片上看疑为2根)。为了找准长度,至少30cm,然后加上它插进你的基座的长度(这些铝管将会成为LED的引脚)。在我的例子里,选用了32cm的长度。用强力胶(或者其他的高强度胶粘剂),把这些引脚粘到木制LED上。

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  现在所有木工活都完了,可喜可贺!

  2 用LED木模制作浇注模具

  2.1 模具材料和制作

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  - 4罐有机硅填料

  - 约10ml的甘油。

  为了使硅填料更适于制作模具,在每罐填料中添加了2.5ml甘油。混合均匀你的硅填料和甘油!

  将混合好的填料涂到木制LED上,我还涂了基座部分,但这在稍后带来了很多麻烦,所以我建议不要在底面涂上填料。然后注意唇部涂上足够厚的填料,这里很容易只上了薄薄的一层,稍后会裂开,我就吃了这个亏。我先后涂了两次完成这个模具,每次用了一罐填料。

  注意:这东西的气味真的很糟糕,想象比醋强烈100倍的气味烧灼着你的眼睛和喉咙。注意通风。

  2.2 脱模

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  把木制的LED从固化的硅橡胶中取出应该是比较简单的,只要你不像我这样在基座上涂了大量的硅填料就好。当把硅胶模具从木模上脱下时,可以尝试把它卷起并慢慢剥下来。

  3 电子电路

  3.1 材料和工具

  你应该具备一些电子制作经验,但这不是必需的。需要这些电子元件:

  -(1X)555定时器

  -(1X)0.1uF电容(通常用瓷片)

  -(1X)100K欧姆线性电位器

  -(1X)电位器旋钮

  -(1X)33K欧姆电阻

  -(10X)10欧姆电阻(1/4瓦或更大功率)

  -(1X)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(通常它们焊接在星形PCB上)

  -(1X)开关(从我为LED准备的一个旧灯座上弄到的)

  -(1X)NPN晶体管(我用了一个2N4401)

  -(1X)二极管(我用了一个1N4148)

  注:电阻值可以调节,只要比较接近我给的值就行(10欧姆的电阻除外,不要换成其他阻值的电阻)

  -铝条

  -导热胶

  ● 焊接工具

  3.2 LED驱动电路

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  我为这个LED做的驱动电路包括一个限流电阻(由一些串并联的电阻构成),还有一个555定时器芯片能够给LED送出不同占空比的脉冲,从而调节LED的亮度。

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  我个人采用搭腿悬空焊接的方式(不使用电路板或者万能板),只是因为我不喜欢切下一小块万能板然后在上面研究应该怎么安排走线。

  3.3 安装LED

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  把LED用导热胶安装在一小段铝条上。这些LED会大量发热,包在树脂里会更热,所以要尽可能做好散热(热量会通过稍后安装的支柱铝管导出)。

  牛人教你制造超大号“卖萌”LED灯

  在安装注意LED的方向,为之后把它们串接在一起提供方便。

  3.4 钻孔并胶接铝管

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  在每根铝管的顶端钻一个1/8英寸的孔(也许有些大了,你自己看着办),LED的供电线会从铝管穿过并最终从这个孔穿出。每根管穿过一条线。

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  当穿好线以后用导热胶固定,并把铝管粘接在刚才粘LED的铝基板背面。后来我又上了不少胶,因为原先的胶不足以保证强度。

  4 浇铸LED

  4.1 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(或者120滴,我试着测量每10滴有多少毫升,然后换算了一下)

  ● 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

  4.2 填充模具

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  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。

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牛人教你制造超大号“卖萌”LED灯

牛人教你制造超大号“卖萌”LED灯

  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,我用一头粘上一小块木板的木条做了一个)。

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  所有的树脂都从模具的顶部开孔倒入。

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  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(记得走前确保LED引脚垂直)。

  注意:这些东西闻起来很糟糕,所以找个通风良好的地方干活吧。

  4.3 浇注脱模

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  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啊。

  4.4 抛光

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  浇注过程很难称得上完美,LED表面有着波纹,凹坑,线条,以及其他所有能想到的东西。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(因为我没有更高标号的了)。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。

  5 收尾工作

  5.1 所有部件总装

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  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,我用了一个12V350mA的电源适配器给它供电。

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  灯座上的开关和旋钮

  5.2 插入LED

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  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。

  站起来发光吧!这是LED最大亮度的状态

  5.3 大功告成!

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  LED灯现在完成了,你可以调节不同的亮度,顺便让灯的发热不那么严重。

  希望你能享受DIY这个最大号LED的乐趣!

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评论

acerl
动手能力杠杠的
05-29 15:51
elecfans
中国爸爸没用带着孩子弄这个的!
12-26 16:36
elecfans
赞一个!1000元的设备、工具,材料成本100元,VIP豪华DIY享受!
11-26 14:15
elecfans
好复杂的工序,没有条件做啊
11-24 13:07
elecfans
不错啊 ,学习了
11-21 16:19
elecfans
有商机啊   新型台灯
11-04 11:30
elecfans
elecfans 11-02 11:06 神牛
11-03 13:30
elecfans
牛逼!!!!!
11-01 13:22
秦时明月94
他这样均匀散光,不伤眼  很漂亮的
11-01 10:58
东北老哈
里面还是三个小LED。只是加了个套啊
10-31 21:58

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