2023
需用时 04:02
LED小夜灯
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这个吊饰由几乎透明的银色电线和晶莹透明的有机玻璃板组成,白天光线充足时很难察觉到它的存在。但只要在夜间通上电,玻璃板的轮廓和上面的图形就会在黑暗中浮现出来,发出若隐若现的光芒。

 
DIYer: 叶子疏
制作时间: 3天
制作难度: ★★☆☆☆
GEEK指数: ★★☆☆☆
 
 

1   材料和工具

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○ 有机玻璃板:10cm见方,6mm厚,数量依设计而定,一般需要4~6块
○ 发光二极管:3mm透明高亮度,颜色按设计自定。注意二极管的直径要比玻璃板的厚度小几毫米,如果选用5mm二极管的话就需要更厚的有机玻璃板,价格就上去了。
○ 导线:秋叶原双芯银色透明电话线,总长度大约3m。
○ 相框,用来制作挂架,尺寸大约30cm x 20cm。
○ 装5号电池的电池盒和一些电阻,200欧~1k欧的都能用。
○ 一块小万能电路板。
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● 电钻,砂光机,台钳。
● 焊接工具,剥线钳,钢丝钳。
● 粘接有机玻璃的无影胶或者透明环氧树脂胶,不要用502速干胶,它干了以后会发白。
 

2   原理介绍

当把发光二极管粘结到有机玻璃上时,由于二极管的环氧树脂封装和有机玻璃材料的折射率相近,大部分光线会进入有机玻璃。

这个时候如果玻璃表面是平整的抛光面,光线就会在玻璃和空气的交界面发生全反射,看起来玻璃板的边缘发光,但是中间的平整面上没有光线射出。

如果玻璃板的表面不平整,而是故意刻划出很多划痕的话,在划痕处全反射会失效,复杂的表面将内部的光线散射到四面八方,于是我们就能看到夜空中悬浮着的发光划痕。

更进一步,可以利用这些划痕组成悬浮在空中的图案和文字。

 

3   加工有机玻璃板

首先要把有机玻璃板切割成大小合适的方块,我的玻璃板在淘宝上购买时已经和店家谈好切割的尺寸,所以就不用自己动手。

 
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之后把玻璃板叠起来夹在台钳上,先磨平一个角,作为之后的打孔工作面。

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然后拿出电钻,用细钻头定位,之后沿对角线向下钻一个略大于3mm的孔,长度以恰好插入发光二极管为准。

注意有机玻璃受热会融化,所以不要用磨头打孔,会产生难看的“熔岩坑”。

 
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撕掉有机玻璃板上面的保护纸,在砂光机上打磨均匀边缘,这样会得到磨砂的侧面,通电后显现出均匀的边缘。

也可以用抛光水(一种有机溶剂)将玻璃板的边缘抛光。

 

4   雕刻有机玻璃板

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首先要在玻璃板上画出图样,供雕刻时下笔。用的笔是不会留下划痕,并且容易在之后擦掉的黑色记号笔。

 
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画完以后把玻璃板翻过来,在反面对着图样用电磨“描摹“。设计图样的时候以简明的粗线条为佳,雕刻时尽量一气呵成。

 
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第一次雕刻的时候在正面动工,结果雕刻时表面的有机玻璃稍稍熔化,记号笔的颜色就嵌在玻璃板的表面去不掉了:-(

 
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刻完图样后用酒精擦去记号笔迹,然后冲洗擦净表面。

 

这时候可以对着光线检查一下刻上去的半透明乳白色图案。

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雕刻时还要注意保护玻璃板的平滑表面,布满划痕的话之后的效果就不好了。

 

5   连接发光二极管

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将电话线截成长度合适的小段(大约20~40cm),剥去透明外层和铝箔屏蔽层,露出芯线。剥线,在二极管的引线根部缠紧,然后上电烙铁焊结实。注意焊接的时间不要太长,散热不好很容易损坏二极管。

焊接完成以后通电测试二极管还“健在”,然后剪去多余的引脚,整理一下焊点,最后在焊接处滴上一滴调好的透明环氧胶,既能保护焊点不外露,也能承担吊坠的重量防止焊点脱落。

等待环氧胶固化。没干的时候贸然拿起粘到手指或者别的东西是很不舒服的。

选用这种线材的唯一原因就是它的透明外观比较漂亮,但是事后发现一个缺点,电话线的线径略粗,吊挂起来以后比较“死板”而没有随风飘动的效果。如果你打算做风铃的话,建议考虑一些比较纤细柔韧的导线,比如布质的耳机线之类。

最后,在带线的发光二极管上做点标记,避免难以分清不同颜色的透明LED。

 

6   粘结发光二极管和有机玻璃板

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如果钻孔时没有什么问题的话,现在的发光二极管应该刚好能够插进有机玻璃板上钻的小孔。

调少许透明环氧胶或者无影胶,先往孔中点一些胶,注意不要产生气泡。然后在胶固化前插进带导线的相应颜色发光二极管,操作顺利的话,这时候应该几乎看不出二极管和玻璃之间的界面。

 
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这一次的胶固化以后,在粘结处周边再涂一圈胶加固,使电话线的透明外皮通过胶层和有机玻璃板直接连接起来。

 

7   制作挂架

上一步完成之后应该有了好几个带有导线和LED的有机玻璃板,已经可以把它们吊起来通电看看效果了。

但是从美观起见,还是需要一个挂架并且把电池盒和电阻隐藏在里面。

挂架的设计没有限制,可以自行寻找合适的物品,并设计吊饰上连线的长度和悬挂的位置。

 
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我找了一个相框,打算把四块有机玻璃板分别吊在相框的四个角上。原本计划在相框中心再挂一块,但是很不幸这块在雕刻时报销了。

相框的边框是木制,衬板是纸芯板,所以我用钢丝钳剪掉了衬板的四个角,露出的空隙刚好能够穿过电话线。

将电话线分别穿过空隙,调整长度,然后在穿线处上胶粘紧固定。

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8   电路连接

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电路部分很简单,按照不同光色发光二极管的参数调整限流电阻,让它们在10~15ma的电流下工作就行。

4.5V电源下,蓝色/绿色/白色系建议用150欧左右,红色系用300欧左右的电阻限流。

最后把电线,限流电阻和电池盒用胶带粘在相框顶部。

 

9   通电测试

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现在可以把相框吊起来通电试试。顺利的话发光二极管应该发出不同颜色的亮光,在暗处能看到玻璃板上刻上的图形同样发光:-)

 
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照片是夜间手持相框拍摄的,图中可以看到蓝,绿,红,黄四色光的吊饰,实际用的电阻比最佳值大一些,所以红色和黄色略暗。

一手举着相框一手拍照时抖动比较严重,附带视频里的吊饰图案更清晰一些。

 

10   DIYer签到处

 
编辑: 灰色泰迪熊

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The End

发布于2012-04-29, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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叶子疏

微电子专业硕士研究生,DIY爱好者

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