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动手做：使用 LED 灯带第 1 部分 – 制作住宅柜下照明

2018-7-3 09:35:29 7136 照明

0 `编者按：LED 照明是一个理想的 DIY 项目：有趣、有满足感以及有益。该系列由两部分组成，第 1 部分介绍了如何实现柜下照明。第 2 部分则介绍了如何更换微波炉照明以与色温相匹配。 LED 正在取代各种现有应用中的白炽灯和日光灯，但柜下照明的选择却非常之少。但对于 DIY 爱好者来说，预焊接到长条和长带的表面贴装威廉希尔官方网站 (SMT) LED 是创建定制照明应用的理想选择，因为其体积小、重量轻且功耗相对较低。 LED 灯条还有其他优点。其中之一便是易用，利用一把锋利的剪刀就能轻松进行切割，而且灯条预先涂有粘合剂，几乎可以粘在任何地方。此外，LED 采用 12 伏电源供电，操作时非常安全。本文记录了一个在住宅厨房中创建柜下照明的实践项目，其仅使用一条 5 米长的 LED 灯带、一个射频遥控调光器、数个低压连接器以及一个 12 伏开关电源。最后得到的紧凑型照明系统可照亮操作台区域，既实用（提升了日常工作区域的照明水平）又美观。 “亲爱的，你能......？”这是许多创客项目的缘起与很多创客项目一样，该项目始于配偶的请求。在他们现在的住所内，以前根本没有设计柜下照明。厨房操作台需要更多的光线。以前的项目是十多年前开发的，需要使用一条一条的一英尺长的封装式 LED 灯条，每个灯条中的 LED 间隔大约一英寸。定制照明控制器使用了一个基于低成本微控制器的脉冲编码调制 (PCM) 电机控制板，其中含有承包商编写的特殊代码，价格为 90 美元；而笔记本电脑电源模块则提供了所需的 12 伏电源。这种早期系统的接线设计裕度过大，使用的电线和连接器能够承载超过所需电流十倍的电流。十年来变化巨大。首先，许多供应商现在能提供各种形式的现成 LED 柜下照明。经过调查，它们大致分为两类：大卖场家装店出售的廉价 LED 柜下照明系统中嵌入的 LED 太少，无法提供明亮均匀的照明，而且它们缺乏良好的调光控制。专业照明商店出售的精美灯具则要耗费数百美元。对于工程师或创客来说，由于市面上缺乏物美价廉的柜下照明选择，因此使其成为一个理想的 DIY 创客项目，同时也是一个受欢迎的挑战。从 LED 开始 SMT LED 的出现极大地扩展了照明应用的可能性。一个非常有意思的发展是 LED 灯条和灯带的推出，例如 JKL Components 的 ZFS-155000-CW LED 柔性灯带，其卷一个 5 米长的卷轴上（图 1）。灯带宽 15 毫米，安装有 1200 个 LED。 JKL Components 的双排 ZFS-155000-CW LED 柔性灯带图片图 1：SMT LED 灯带，例如 JKL Components 的这种双排 ZFS-155000-CW LED 柔性灯带，让定制柜下照明设计变得非常轻松。（图片来源：JKL Components）这些连续的 LED 灯带包含双排 SMT LED 和 SMT 电阻器，因此只需简单的 12 伏电源就能点亮。这种灯带上的双排 LED 产生的光线是单排 LED 灯带的两倍。灯带由单独的柔性 LED 灯条焊接在一起，形成一个长灯带。灯带也非常薄，可以紧凑地安装在柜下，几乎看不见。这种灯带的其中一个出色特性是，只要一把简单的剪刀就能将其剪成所需的长度。灯带上每隔 25 毫米 (mm) 的地方印有切割标记，因此可以从较长灯带上切下很多不同尺寸的灯条，非常灵活。本文讨论的柜下照明项目使用了从卷轴上切下的 90 厘米 (cm) 灯条，而该灯带足够切五个这样的灯条。整个 5 米长灯条的电流消耗为 4.3 安培 (A)，因此每个 90 厘米灯条需要大约 774 mA。为了留有余量，可以把它算作 1 A。 LED 灯条实质上是柔性印刷电路板（PC 板）。向 SMT LED 供应电流的 12 伏电源走线沿整个灯条布设。切割灯条会在灯条的每一端留下裸露铜焊盘以用于连接电线。铜焊盘很容易进行焊接，但在焊接前务必使用焊剂进行清洁。每一端都有焊盘，使用一对短电线就能将轻松地将两个灯条连接起来。该项目利用了这个特性来简化布线。铝基底优点众多涂在 LED 灯条底面的粘合剂可以将灯条直接粘在柜子底面。但是，这样做也存在很多缺点：如果 LED 失效导致照度下降，很难更换直接粘在机柜底面的灯条。如果直接粘接灯条，木质和塑料橱柜不会为 LED 提供散热。在橱柜之间的间隙，LED 灯条没有任何支撑。使用铝条作为单个 LED 灯条的基底可以一举解决以上三个问题。此项目使用了 5 个 36 × 1.25 × 1/8 英寸的铝条作为 LED 灯条基底。由于 LED 灯条的底面主要通过粘合剂绝缘，所以将一英寸宽琥珀色聚酰亚胺胶带（例如 3M 的 1205）的绝缘层粘到铝条上。这样可以起到额外的绝缘作用，消除任何短路可能性，并且如果需要更换，可以更轻松地从铝条上移除 LED 灯带。安装铝条也需要有所考虑。最简单的方法是在铝条上钻安装孔。但是，为了防止下垂，需要钻多个孔。该项目采用的方法是使用钻铝挤压件，其横截面为浅“Z”型，充当铝条的夹子。这些挤压件是艺术品商店出售的重型图片吊架，非常适合这种应用。选择电源和调光方法选定 LED 之后，下一步就是选择电源。整卷 LED 消耗的电流略小于 5 安培，因此小型开关电源（比如 TDK-Lambda 的 LS75-12 12 伏、75 瓦电源）即足以满足此项目的要求。开关电源的高效率意味着它不会产生太多热量。这一点很重要，因为电源将安装在厨房微波炉上方的橱柜内部封闭起来，并插入同一交流电源插座。开关电源能够提供可靠的 12 伏电源，但没有调光能力。在十年前的柜下照明项目中，调光需要定制设计。如今，事情已不再那么复杂了。市面上已经有提供适用于 12 伏应用的遥控调光模块，而且价格低廉。例如：JKL Components 的 ZCTR-08 无线 LED 遥控器（图 2）。这个 2 件套装置包括一个放置在电源和 LED 之间的微型内嵌 PWM 控制器，以及一个带开/关和调光控制按钮的小型手持式射频控制模块。 JKL Components ZCTR-08 射频 LED 遥控器图片图 2：ZCTR-08 是一款基于射频的 LED 遥控器，专门针对 12 伏 LED 照明系统调光而设计。（图片来源：JKL Components）此控制器使用的是射频而非红外通信，因此不存在视距要求，调光模块可以安装在柜内靠近电源的地方。布线并不简单每间厨房的配置都不同，因此每个柜下照明系统都需要不同的布线方案。对于此项目，两个 90 厘米 LED 灯条安装在中间微波炉的一侧，三个灯条安装在另一侧。电源和调光模块安装在微波炉上方。每个灯条消耗的电流略少于 1 A，故主配电系统的一条支路需要承载接近 2 A 的电流，而另一侧需要承载接近 3 A 的电流。因此，布线分配方案需要使用较重的电缆来为接线盒供电，两侧各安装一个接线盒。重电缆可接入厨房一面墙壁相对端的柜子下方安装的接线盒中。而较小的电缆则可从接线盒接出，以给厨房每一侧的各 LED 灯条供电。在安装的一侧，两个 LED 灯条将首尾相连，使用上述 LED 灯条内部接线功能从一个灯条的末端跳到另一个灯条，而无需从接线盒另外接出电缆。电气接线盒使用 Hammond Manufacturing 的两个 1590B 压铸铝外壳。这些外壳是此类应用的理想之选。它们体积小巧，坚固耐用，价格低廉，而且易于用手工工具进行钻孔和机加工。用阶梯钻钻出的中型孔为来自电源的大电缆提供接入点，在外壳一端钻出的小孔为两条给 LED 灯条供电的较小电缆提供接出孔（图 3）。外壳内的端子条将大电源电缆连接到两条较小的配电电缆。压铸 Hammond Manufacturing 1590B 外壳图片图 3：压铸 Hammond Manufacturing 1590B 外壳是一种简单易用的配电盒。该图显示了用螺栓固定在橱柜底面的铝制外壳。重电缆连接到了无线 LED 调光器模块，而两条较小电缆通过 JST 连接器为两个 LED 灯条供电。（图片来源：Steve Leibson）整个系统的方框图显示 12 伏电源进入 LED 灯条（图 4）。 LED 照明项目系统方框图的图片图 4：LED 照明项目系统方框图显示了系统从 12 伏电源到 LED 灯条的完整接线图。请注意，电源流经顶部最左侧的 LED 灯条，为串联的第二个 LED 灯条供电。（图片来源：Steve Leibson）从电源到配电盒的较重电缆长约 10 英尺。为防止电压下降，使用了 12 号红/黑喇叭线。这在该应用中可能有点大材小用，但手头上刚好有喇叭线。从接线盒到 LED 灯条的连接有一个更复杂的选择。就机械设计而言，90 厘米 LED 灯条是很容易更换的，也就是说，电气设计还应支持使用连接器，以便可以轻松拆卸和重新组装。两个接线盒和 LED 灯条之间的大部分连接器承载的电流不足 1 A，但串联连接的两个 LED 灯条要求接近 2 A 的电流流过一个连接器。此项目需要可靠且经济实惠的连接器，但是 JST 的 RCY 系列额定电流为 3 A，超过了上述要求。此项目使用的电缆组件基于 JST SYR-02T RCY 连接器插座、SYM-001T-P0.6 公触头、SYP-02T-1 RCY 连接器插头和 SYF-001T-P0.6 母触头。这些紧凑明亮的红色连接器如上面的图 3 所示。JST 的 RCY 连接器常用于许多非专业和创客应用中的低压电池电源连接。诸如 Adafruit 的 2880 电缆套件这样可靠、经济实惠而又具有适当额定电流的预接线连接器和电缆组件，也常用于许多非专业和创客应用中的低压电池电源连接。它们本来也是这个项目的理想选择。要有光钻孔、将所有组件固定到位并完成全部接线需要一整天的时间。然而，上述所有规划都得到了回报，过程中几乎没有意外的困难需要解决。整个安装非常紧凑，几乎看不见。第一次按下射频遥控器上的开/关按钮便立即点亮了所有五个 LED 灯条，而且灯条亮度也如规划的那样按照指令调节。完工照明系统图片图 5：完工后的照明系统可提供明亮均匀的光线，并且所有灯具和电线几乎都已经隐藏起来了。（图片来源：Steve Leibson）最重要的是：配偶对最终结果非常满意。总结如图所示，LED 灯带十分灵活，能以非常紧凑、易于实施的方式满足大量照明需求。特别是，它们非常适合用来提供长段照明。该系列第 1 部分使用的 LED 灯带以 5 米长卷轴形式提供，且其可以切出 5 段 90 厘米长灯条。第 2 部分将介绍如何利用剩余 LED 灯带更换微波炉照明，使其与柜下 LED 色温相匹配。 ` 0
2018-7-3 09:35:29　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 动手操作：使用 LED 灯带第 1 部分 - 创建住宅橱柜下照明 0 • 自己动手做－制作简易扬声器 13508 • 自己动手做CPLD实验板 19 • 自己动手做原电池 2196 • 自己动手做的VI 2162 • 微型四翼匿名资料，可直接动手做 11 • 物联网跟我动手做系列教程-玩转物联网 2 • 自己动手做DVD压缩盘 5 • DIY：自己动手做数码相机 12 • 自己动手做单片机的问题 2199 3 个讨论

0 这个不错，，以后家里都不需要电灯了，，关键是这个东西功率挺大的，，貌似有点耗电

2018-7-3 09:53:35 评论举报 1^# 汪俊峰