Подсвеченное светодиодами азеотропное колесо – или круглый монохромный дисплей
Вышеприведенный стоп-кадр этого анимированного дисплея не может передать всего эффекта от его работы. Но это можно себе представить, как работу старого монохромного дисплея. На самом деле, этот круглый дисплей изготовлен из многослойного акрилового листа, с нанесенными лазером изображениями, и светодиодов. Светодиоды загораются в определенное время, которое строго синхронизировано с определенным слоем акрилового листа, тем самым подсвечивая изображения.
В этом проекте, изображения нанесены на тонкие листы акрила, которые начинают светиться при торцевой подсветке края. Общий акриловый лист, содержит двенадцать акриловых слоев (как пирог) с изображениями, взятыми из известной игры для Linux - World War IV. Для идеальной синхронизации используется шаговый двигатель, который вращает акриловый диск.
Теперь немного подробнее о технической части проекта
Дисплей представляет собой серию из 12 кадров на тонких акриловых листах с кольцом светодиодов по краю, которые вспыхивают через каждую 1/12 полного оборота кольца, тем самым создавая анимацию. Шаговый двигатель, приводящий в движение многослойный акриловый диск, управляется при помощи микроконтроллера Adafruit Arduino UNO. Светодиоды подключены через мостовое соединение с шаговым двигателем. Подсчет интервалов времени выполняет контроллер Arduino, просто отсчитывая требуемое количество наносекунд между вспышками светодиодов, после каждого очередного шага двигателя.
Изображения были созданы в программе Inkscape, которая позволяет вывести изображение каждого слоя в формат PNG. Используя видео редактор Image Magick, можно получить анимированный GIF файл. Это очень удобно, для выполнения тонких корректировок изображения и времени синхронизации.
После подгонки всех кадров, они наносятся на круги акрила лазером, с двух сторон листа. Для окончательного монтажа понадобилось четыре слоя 3х мм фанеры вырезанной в виде круга, шаговый двигатель NEMA 17, два круга черной бумаги (один наклеивается на фанерное основание светодиодов, второй на край акрилового листа, что бы светодиоды светили не слишком ярко по краю листа).
Оргстекло — это уникальный материал для творчества. Одно из его уникальных свойств — это распространение и преломление света в его толще, что используется при создании торцевой подсветки. Идея подобной основывается на том, что лампа подсветки располагается в торце оргстекла. Отражаясь от краев материала свет распространяется вдоль всего материала стекла. Это свойство оргстекла используется для создания различных эффектов. К примеру, если нанести на поверхность стекла рисунок методом гравировки, то в оргстекле сформируется борозда, повторяющая рисунок.
Попадающий в оргстекло свет, будет преломляться в линиях гравировки и воспроизводить контуры рисунка свечением. Получится эффектная картина — свечение внутри прозрачного стекла, которое будет видно и ночью, и при дневном освещении.
Что необходимо что бы изготовить торцевую подсветку своими руками?
Самое основное что понадобится — это желание, творческая задумка (эскиз будущего изображения.), и небольшой перечень материалов и инструментов:
- отсек для батареек (3хААА), светодиоды, резисторы (100 Ом), провода, термоусадки;
- пара деревянных брусков для крепления, болты, гайки, шайбы, небольшие гвозди;
- самоклеющаяся бумага, суперклей, краска или лак;
- карандаш, линейка, кусачки, паяльник, скальпель, дрель со сверлами и фрезерными насадками;
- оргстекло.
Что придется делать с оргстеклом?
Из оргстекла необходимо вырезать форму будущего светового панно. разрезать оргстекло можно ручной ножовкой, электролобзиком и др. подручными средствами. Аккуратно обработать края и в торце одного из краев просверлить отверстия под размещение светодиодов подсветки. Затем необходимо нанести рисунок, который будет подсвечиваться, на самоклеющуюся бумагу и приклеить к оргстеклу. Используя скальпель вырежьте полосу будущего контура. С помощью электродрели, по контуру, производится гравировка оргстекла. Глубина получаемой канавки регулирует видимость рисунка, чем глубже, тем ярче.
Собираем схему. Берем необходимое количество светодиодов (количество зависит о яркости, которую мы хотим получить) и припаиваем к их плюсовым выводам по резистору. Припаиваем к выводам светодиодов двухжильные провода и изолируем с помощью термоусадок. Акриловым клеем вклеиваем светодиоды в торцевые отверстия оргстекла, подготовленные ранее. Собираем в единую конструкцию оргстекло и крепеж, прокладываем проводники. Для проверки работы схемы и подключения соединяем все плюсы в одну жилу и все минусы в другую и присоединяем к держателю батарей, соблюдая полярность. Если все работает, то можно пропаять соединения и изолировать термоусадками.
Остается красиво декорировать крепеж и панно с подсветкой или красивый ночной светильник у вас готов. Главное, что собран он своими руками!
Со значительным подорожанием электрической энергии потребители стали все чаще задумываться о замене стандартных источников освещения светодиодными, которые помогают значительно сократить расходы на электричество. Но еще не каждый может позволить себе приобрести достаточно дорогостоящие светильники, выполненные на светодиодах. В результате народные умельцы научились делать такие светильники самостоятельно в бытовых условиях.
В этой статье:
Что собой представляют осветители со светодиодными элементами
Светодиоды - это электронные полупроводниковые устройства, которые излучают световой поток после прохождения через них электротока. На рынке светотехнического оборудования такие приборы освещения появились примерно 15 лет назад и сразу завоевали огромную популярность. Но были доступны не всем, так как очень дорого стоили. Сегодня цена такого светового оборудования тоже довольно высокая, но уже в разы меньше.
Сегодня такие устройства освещения представлены на рынке в широком ассортименте. Разные модели отличаются размерами, формой, мощностью, предназначением, дизайнерским оформлением, цветовыми оттенками. Отдельно можно приобрести и комплектующие для изготовления светотехнического оборудования своими руками в домашних условиях. Если придерживаться пошаговой инструкции по изготовлению светодиодного светильника для дома, то, чтобы его сделать, необязательно быть опытным радиолюбителем.
К сведению! Самые простые устройства способны работать от напряжения всего в 3-5 В (мощность стандартной батарейки). Конечно же, такой светильник годится для эксплуатации только как фонарик или для подсветки, к примеру, домашних цветов. Как же сделать более серьезную осветительную светодиодную систему?
Конструктивные особенности, принцип работы светодиодного оборудования
Перед тем как начать самостоятельно изобретать светодиодный прибор освещения, рекомендуется разобраться в его конструкции и принципе работы.
- Диод представляет собой полупроводниковый элемент, который пропускает через себя электрический ток в одном направлении. В процессе рекомбинации электронов происходит образование энергии и излучение фотонов, в результате чего выделяется световой поток, тепло.
В светодиодном устройстве отвод тепловой энергии - это основной нюанс, на который необходимо обращать внимание при самостоятельной сборке светильника, так как повышенная температура может послужить причиной преждевременного выхода из строя самодельной конструкции. Поэтому обязательным элементом конструкции такого светотехнического устройства является радиатор охлаждения.
Самая простая конструкция радиатора представляет собой подложку, изготовленную из алюминия, непосредственно на которой размещаются светодиодные элементы. Но этого недостаточно для полноценного теплового отвода в оборудовании с более чем тремя полупроводниками. Для таких осветительных устройств предусмотрены специализированные стальные конструкции радиаторов. В бытовых устройствах им является сам корпус люстры.
Лед-изделие комплектуется не только радиатором. В его конструкцию также входят рассеиватель и отражатель светового потока, которыми вполне могут быть линза и рефлектор. Светодиодные элементы чаще всего производят в уже готовой сборке.
Важно! Чтобы осветитель не раздражал органы зрения достаточно ярким излучением света, рекомендуется дополнительно накрывать корпус изделия матовой колбой.
Сборка светодиодного осветителя своими руками
Прежде чем собирать прибор освещения, нужно проверить светодиоды на работоспособность, измерить сетевое напряжение.
Также важно понимать, что в случае неверного подсоединения отдельных элементов схемы может произойти взрыв. Обычно неправильная сборка устройства заключается в некачественной спайке составляющих.
При проведении измерений падения токового напряжения светодиодного источника рекомендуется пользоваться специальным измерительным устройством - мультиметром. Чаще всего для подобных самодельных конструкций берется напряжение 12 В.
В нашем случае светодиодная конструкция рассчитана на 220 В сети переменного тока.
К сведению! Высокая светоотдача на диодах достигается при токе 20-25 мА. Дешевые элементы будут излучать неприятный световой поток голубоватого цвета, который при этом негативно влияет на органы зрения. Рекомендуется дополнительно использовать красные светодиоды (к примеру, на 10 белых 4 красных).
Схема сборки LED-светильника
Схема достаточно простая. Она была разработана для питания светодиодных элементов непосредственно от сетевого напряжения, без применения дополнительного источника питания.
Важно! Недостаток подобной схемы - все входящие в нее составляющие не изолированы от сети, соответственно, осветитель не имеет защиты от поражения электротоком. Поэтому при сборке оборудования необходимо быть предельно осторожными. Но впоследствии можно будет произвести изоляцию.
Комплектующие детали для сборки прибора
- Для защиты электросхемы от перепадов напряжения используется резистор (сопротивление 100 Ом). Если такой отсутствует, тогда рекомендовано использовать модный диодный выпрямительный мост.
- Для ограничения силы электрического тока, нужной для нормального функционирования светодиодных элементов, предназначен конденсатор 400 нФ. Если нужно, можно добавить еще диоды. Потребление тока в сумме не должно выходить за установленные конденсатором пределы. Важно убедиться, что применяемый конденсатор для электрической схемы рассчитан на напряжение от 350 В (данный параметр должен превышать сетевое напряжение в 1.5 раза).
- Для обеспечения стабильного свечения без мигания светового потока используется конденсатор 10 мкФ. Напряжение данного элемента должно быть больше напряжения светодиодов, соединенных последовательно в цепи, в процессе эксплуатации.
Пошаговая инструкция по сборке основания для светодиодного осветителя
- Разбираем осторожно лампу или торшер, чтобы не нанести повреждение цоколю. Очищаем его, при помощи спиртосодержащего раствора обезжириваем поверхность. Особенное внимание стоит уделить зачистке отверстия (убирается лишний припой, производится обезжиривание). Эти процедуры обязательны для дальнейшей качественной пайки элементов цоколя.
- Вставляем в цоколь резистор (100 Ом), два конденсатора (каждый 220 нФ, 400 В).
- С помощью обычного паяльника припаиваем крохотный выпрямитель и диодный мост, который был приготовлен заранее. Все поверхности обрабатываем, но аккуратно, чтобы не повредить уже вмонтированные компоненты.
- Проводим изоляцию конструкции. Для этих целей подойдет монтажный клей из пистолета, поливинилхлоридная трубка. Но рекомендуется использовать специальное изолирующее средство, которое заполнит все пустое пространство между компонентами, при этом лучше их зафиксирует на месте.
Основание для будущего осветительного прибора готово!
После проведенных манипуляций можно приступать непосредственного к сборке самого светильника на энергосберегающих светодиодах.
Инструкция по монтажу светодиодных элементов
- За основание берем монтажную плату, которую можно приобрести в любом магазине радиоэлектронных товаров. Можно разобрать какой-нибудь старый электротехнический прибор, непригодный к эксплуатации (в данном случае плату нужно очистить от ненужных элементов).
- Важно! Предварительно каждую плату проверяем на работоспособность, чтобы наша работа была проделана не зря. Особое внимание стоит уделить светодиодным контактам, при необходимости производим их дополнительную зачистку, после чего зауживаем.
- Далее собираем конструктор: припаиваем четыре предварительно подготовленные платы к конденсатору, изолируем всю конструкцию специальным средством. Осуществляем проверку качественного соединения между собой отдельных диодов.
- Платы должны быть расположены друг от друга на одинаковом расстоянии. Это необходимо для равномерного распределения освещения в процессе работы осветительного устройства.
- Подпаиваем конденсатор 10 мкФ без дополнительных проводов, резистор 100 Ом (к любой плате). Производим изоляцию всех контактов.
- Изделие готово! Проверяем работоспособность.
Оргстекло в последнее время нашло широкое применение в разных отраслях жизнедеятельности. Из него изготовляют перегородки в офисах, рекламную продукцию, аквариумы и другие предметы декора. С этим материалом легко работать в домашних условиях. Приобрести его можно в любом торговом отделе стройматериалов.
Хорошее освещение в доме играет не последнюю роль в любом дизайнерском решении. Оригинальным украшением вашей квартиры может стать светильник, изготовленнный из оргстекла своими руками. Немного фантазии, усидчивости - и ваша комната заиграет новыми красками.
Как самостоятельно изготовить оригинальный светильник?
Если определились с идеей изготовления, то пора приступать к работе. Для изделия необходим сосуд из органического стекла. Понадобятся инструменты: дисковая пила, ножницы, карандаш. Запаситесь копировальной бумагой, трафаретом, краской. Нужны также патрон и провод с выключателем.
Мнение эксперта
Иван Зайцев
Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов
Задать вопрос экспертуТрафарет можно купить, а можно сделать самим. В сети достаточно много разнообразных вариантов, стоит выбрать понравившийся и распечатать. Скопировать трафарет нужно на виниловую бумагу с помощью копировальной бумаги. Вырезать трафарет по нанесенному узору, снять защитную пленку и приклеить на оргстекло. Приклеивание требует аккуратности, поверхность должна быть чистой и сухой.
Следующий этап в работе - покраска оргстекла. Лучше краску наносить из распылителя: слой за слоем. Количество слоев определяется визуально, в зависимости от качества нанесения. Краску лучше выбрать в тон домашнему интерьеру.
Краска должна хорошо просохнуть, суток бывает достаточно. Снимать трафарет нужно осторожно, не поцарапав покрашенную поверхность. Можно в качестве материала для светильника использовать плексиглас, который бывает как прозрачным, так и различной цветовой гаммы. Тогда в домашних условиях покраски не потребуется.
Остается присоединить патрон и провод с выключателем, проверить, как светильник работает.
Настольный светильник или торшер, кроме украшения трафаретом, можно декорировать и фотографиями. Красивые пейзажи, городские улочки создадут неповторимый облик изделия. А детские фотографии, семейный отдых и торжества будут напоминать о счастливых моментах. Такой светильник из оргстекла никого не оставит равнодушным. А как приятно получить его в подарок! Фото друзей, родителей, внуков с бабушками и дедушками - все, что угодно вашей фантазии!
Маленькие хитрости в изготовлении
- Любимые фотографии нужно напечатать на принтере, используя специальную бумагу. Бумага не должна быть очень плотной, так как она должна пропускать достаточно света.
- Вырезать полученные снимки и зафиксировать их на прозрачной пленке.
- Прикрепить к рамке светильника вырезанный лист органического стекла, зафиксировать на нем пленку с фото, затем положить сверху еще оргстекло.
- Скрепить все элементы винтами, выступающие края пленки обрезать.
Кроме напольных и настольных светильников, можно изготовить своими руками и потолочную люстру. Дополнительно только нужно предусмотреть специальные крепления. Для оформления подойдет декоративная нить, лучше льняная. Выбрать соответствующего цвета в тон светильнику или интерьеру. Оригинально она будет смотреться в плетении.
Оргстекло для изготовления светильников можно приобрести в магазинах стройматериалов. Его удобно обрабатывать в домашних условиях. Материал легко распиливается циркулярной пилой. Лучше пилить на средней скорости, чтобы от перегрева не оплавить. Сверлить его можно обычными сверлами. Рекомендуется под стекло при сверлении подложить фанеру, чтобы предотвратить растрескивание.
При отсутствии необходимого инструмента дома можно нарезать в магазине на нужные детали по форме и размеру.
Источник света своими руками готов. Остается любоваться результатами работы. Оригинальное изделие декора не оставит никого равнодушным.
Кажется, независимо от количества ламп и светильников в помещении, углы на потолке всегда остаются темными. Этот факт никак не давал мне покоя во время ремонта в одной из комнат. После беглого изучения картинок в интернете, я понял, что больше всего мне понравилась дизайнерский угловой светильник Питера Бристоля (Peter Bristol ). Он был изготовлен для компании Established & Sons и стоил целых 900$!
Поискав еще немного, нашел попытки изготовить подобный светильник самостоятельно, но информация была не полная, без каких-либо инструкций.
Я решил взять дело в свои руки и сделать собственный угловой светильник.
Эта лампа состоит из 3-х основных компонентов: треугольного каркаса из фанеры, недорогой лампы со шнуром и кусочка прозрачного акрила (оргстекла). Эта лампа проста в изготовлении, хотя и потребует некоторой сноровки. Вам потребуется ручной электроинструмент, а если есть настольная пила, то это намного все упростит.
Готовы? Давай сделаем её!
Шаг 1: Чертеж треугольника
Необходимо начертить на куске фанеры равносторонний треугольник. Как видно на фото я использовал цифровой угломер , но это можно сделать при помощи обычного транспортира (каждый угол должен быть 60°).
Размер треугольника должен быть достаточно большим чтобы туда поместилась лампа с цоколем.
У меня каждая сторона треугольника 61см.
После того как начертил треугольники, нарисовал еще один с отступом внутрь 2 см (внутренний контур).
Шаг 2: Вырезаем по внешнему контору
Используя внешний контур в качестве ориентира вырезаем треугольник из фанеры. Я делал пропилы под 45° при помощи настольной циркулярной пилы. Можно сделать точно также при помощи ручного электроинструмента, правда это займет больше времени и качество реза пострадает, придется дорабатывать напильником.
Шаг 3: Вырезаем лобзиком
На этом этапе необходимо удалить внутреннюю секцию треугольника.
Используйте сверло большого диаметра чтобы сделать входные отверстия для лобзика. Я просверлил отверстия возле каждого угла.
Используйте одно из просверленных отверстий, чтобы начать резку. Пилите как можно ближе к линии карандаша, пока не дойдете до следующего отверстия. Затем повторите тоже самое для 2-х других сторон треугольника.
Шаг 4: Убираем внутренние углы
Шаг 5: Крепежные отверстия
Чтобы закрепить на стене раму углового светильника, необходимо подготовить крепежные отверстия.
Я нашел несколько длинных шурупов и подобрал сверло, соответствующее их диаметру. Раму закрепил скошенной стороной вниз, как она будет на стене и просверлил отверстия (снаружи).
Сделал зенковку чтобы головки шурупов спрятались в раму при монтаже.
Шаг 6: Прозрачный акрил
Для того чтобы скрыть лампочку и рассеять свет был использован кусок прозрачного акрила. Вы спросите почему я не использовал молочный акрил? Дело в том, что его поверхность будет глянцевой и он будет «слишком» не прозрачным, но тут дело вкуса.
Из акрила вырезаем треугольник таким образом чтобы он заходил на раму на 10-15мм со всех сторон.
Оргстекло, которое вы найдете скорее всего будет в защитной пленке, её необходимо удалить. Не бойтесь поцарапать акрил. На следующем шаге станет ясно почему.
Шаг 7: Шлифовка акрила
Для того чтобы рассеять свет прозрачный акрил необходимо сделать матовым. Я использовал шлифмашинку с наждачной бумагой №120 (можно ошкурить руками). Равномерно обработал оргстекло с двух сторон.
Финишную обработку сделал 180-ой шкуркой.
Шаг 8: Крепление магнитов
Чтобы закрепить оргстекло к деревянной раме и сделать его съемным, ведь надо же иногда менять лампу, я использовал неодимовые магниты (они на много сильнее обычных) размером 5ммх1,5мм.
Положите акрил на раму, так как он должен быть размещен. Сделайте небольшие отметки углов на раме, вдоль боковой поверхности акрила.
После этого проделайте НЕ сквозное отверстие в акриле, чтобы подготовить ложемент для магнита. Диаметр отверстия слегка больше диаметра магнита.
При помощи секундного клея или эпоксидной смолы вклейте магниты в свои места на акриле.
Шаг 9: Ответная часть
Чтобы магнитам было за что ухватиться, я вкрутил металлические винты с плоской головкой.
Для этого я положил наш кусок акрила на раму и отметил места установки магнитов на раме. Чтобы оргстекло плотно прилегало к раме я сделал отверстия так что головка винта будет спрятана в раме.
Закручивайте винты деликатно, так как рама светильника довольно нежная.
Шаг 10: Электрика
Перед тем как закрепить светильник на стене, подготовьте полость для шнура питания в задней части рамы. Я использовал кабель в декоративной тканевой оплетке. Он показался мне довольно симпатичным и дешево стоил в местном магазине.
Отметьте где будет располагаться шнур, затем аккуратно вырежьте полость любым удобным вам инструментом.
Шаг 11: Крепление рамы к стене
Расположите раму так чтобы все стороны плотно прилегали к стенам. Конструкция светильника такова, что он встает в угол только определенным образом, так что вы ничего не перепутаете.
Патрон от лампы тоже необходимо прикрепить к стене так как он будет держать вес шнура. Поскольку в углу на потолке у нас получается небольшое замкнутое пространство, предпочтительнее использовать светодиодную лампу, а не лампу накаливания.
Шаг 12: Наслаждайтесь!
При помощи магнитов акрил практически сам встанет на место.
Когда включите лампу, углы будут красиво подсвечиваться!
P.S. Я сделал два таких светильника, один с красным шнуром другой с белым. Думал, что белый будет менее выделятся на фоне стены. В итоге мне больше понравилось, что красный шнур выделяется на стене.
