高天
我是一名模型愛好者,在給模型配置燈泡時(shí),通常使用配有紐扣電池的LED燈,這種燈體積較大,會(huì)占用模型內(nèi)部較大的空間。若采用燈珠與鐵絲布線的加燈方式,盡管減少了占用空間,但復(fù)雜的布線和后期的線路隱藏處理過于困難。
在了解了關(guān)于無線供電以及LED燈珠技術(shù)后,我想,能否利用這兩項(xiàng)技術(shù)制作一種可以無線輸電的LED燈?這樣既能避免電線外露,讓模型更美觀,又可以有效避免因電線老化斷裂而更換電線、拆解模型的麻煩。
此外,迷你小燈珠可被方便地放入一些微小模型的內(nèi)部(例如高達(dá)模型的頭部),既能保證正常發(fā)光,也可以保證美觀,且LED燈節(jié)能耐用,可減少更換次數(shù)。
一、材料準(zhǔn)備
我最初的構(gòu)思是用無線供電的發(fā)射模塊作為輸出端,并將LED貼片燈珠以及微型貼片電感焊接在一起作為接收端。
選購型號為XKT801-08、接收距離約100mm、發(fā)射電壓24V、發(fā)射線圈規(guī)格為80mm×1mm的無線供電模塊作為發(fā)射端。我利用其中的接收線圈進(jìn)行測試,結(jié)果表明接收距離小于5cm,還有待改進(jìn)。
我又購買了型號為CD 43 680UH 4.5×4×3.2mm的681型非屏蔽功率貼片電感,0805型LED貼片燈發(fā)光元件,另外還需準(zhǔn)備電焊筆、鑷子、焊錫、鋁箔貼紙、迷你臺(tái)鉗等工具。
二、制作過程
1.將兩片LED燈珠按照相反的極性擺放,用鋁箔貼紙將其粘貼在貼片電感上。由于兩片燈珠的極性相反,這樣可以保證無論電流流向如何,至少有一片可以正常發(fā)光,利用視覺暫留原理,可在通電時(shí)看上去一直在發(fā)光。
2. 將電焊筆加熱到合適的溫度后焊接,焊接完畢后去除鋁箔貼紙。將電源轉(zhuǎn)換器與無線供電模塊連接,檢查LED燈是否可以正常點(diǎn)亮。
三、創(chuàng)新點(diǎn)
1.比普通的LED燈體積小了數(shù)倍,可以更好地放在微小模型的頭部或車燈、噴口處,且不需要考慮在模型內(nèi)部布設(shè)電線的問題,減少了模型布線時(shí)的損壞或線路老化后更換的麻煩。
2.安裝方便快捷,省時(shí)省力,不把玩時(shí)放在線圈上可以保持燈亮,把玩時(shí)可直接取下,調(diào)整模型的形狀。
3.可用于沙盤制作。將燈珠安放在沙盤的各個(gè)區(qū)域,如城市沙盤可以將其放在建筑物內(nèi),景物沙盤可以將燈珠掛在樹上或景觀周圍的路燈里。
4.還可將燈珠經(jīng)過封膠處理后撒在魚缸中,欣賞魚兒在流光之間游動(dòng)的景觀。
四、思考與完善
LED無線電感燈仍有一些不盡人意的地方。我在實(shí)驗(yàn)中只能保證線圈上方3cm以及線圈外1cm內(nèi)的燈珠正常發(fā)光。線圈較小、接收距離較短可能導(dǎo)致將其放置在模型中后有一部分無法正常發(fā)光。在更換直徑更大的XKT801-02線圈后,解決了接收范圍較小的問題,但仍不理想??煽紤]運(yùn)用LC諧振的原理,在燈珠上再焊接一個(gè)貼片電容。
經(jīng)過這次制作,我也產(chǎn)生了一些困惑:如何才能解決線圈的干擾問題?能否保證將燈珠放置在其他方向上也能正常發(fā)光?使用其他材料能不能達(dá)到更好的效果?有沒有更好的電學(xué)原理可以利用……這些都是我以后要去探究的問題。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2018年11期