DIY工作室燈/燈箱

描述

嘿大家怎么了。

這是我的 DIY 工作室燈光項目

這基本上是一個自己動手做的工作室燈，由定制的 3D 打印主體和定制的 PCB 制成，這兩個都是由 PCBWay 提供的。

問題，是購買昂貴的工作室燈還是使用自定義 3D 打印部件和 PCB 制作自己的 DIY 工作室燈更好？

好吧，制作這個項目的目標就是，我想為我目前的“制造商設置”制作一個 DIY 工作室燈，因為我實驗室工作臺上的照明不是很好。

市售燈的成本超過 50 美元（好燈），但是當您可以制作自己的 Studio Light 時，為什么還要花錢購買它們，主體可以由 3D 打印機制成，電路可以由 PCB 制造商制造。

另外，我在這里使用的是通用的 FR4 PCB。

但這里的問題是“這些 LED 會產生大量熱量嗎？”

是的，這些 LED 會產生大量熱量，所以為什么我不使用 MCPCB（金屬芯）而不是 FR4（玻璃纖維）來制造比 FR4 板散熱更好的 LED PCB。

你看，我在這個 PCB 中添加了很多很多的 Via，這些 Via 將從頂部傳導熱量并將熱量傳遞到底部，這將導致熱量均勻分散。然后在背面，有一個 12V 迷你直流風扇，用于冷卻 PCB 熱量。

顯然，金屬 PCB 或 MCPCB 對錢包不友好，如果我在這個項目中使用了金屬 PCB，我還必須使用另一個 FR4 板來設置 LED 驅動器 IC。所以我通過制作一個包含 LED 和驅動器 IC 設置的 PCB 節省了很多。

此外，這款燈的主體由 PET-G 制成，這是一種非常耐用的塑料，因此總體而言，這款 DIY 工作室燈可以承受熱量。

所以在這篇文章中，我將向你們展示這個 DIY Studio Light 的整個構建過程，所以系好安全帶，享受騎行吧。

所需材料

這些是我用來建造的東西

• LED（日亞 JK3030 3V.2W LED）
• 1.5歐姆電阻1206封裝
• 0.47 歐姆電阻 1206 封裝
• 100uf電容
• 63uH 指示器
• SS34 二極管 SMA
• DC 筒式千斤頂
• 定制PCB（由PCBWAY提供）
• 定制 3D 打印車身（同樣由 PCBWAY 提供）
• SIC9301A LED驅動IC x2
• 12V DC FAN（通用小型）
• 12V SMPS 電源

基本結構

主示意圖（附PDF）不是很復雜。它包含兩個 LED 驅動器 IC 設置，它們的負載 (LED) 分別連接。

它們的輸入端相互連接，即公共輸入 VCC 和 GND。我們將為這兩個端子提供 12V 電壓來運行該板。

PCB設計

使用原理圖，我在我的 CAD 軟件中準備了 PCB。

電路板輪廓已經在 Fusion360 中設計，我使用它的測量值作為參考來制作 PCB。

我將 LED 放置在電路板的中心，并在它們之間保持相等的距離，以保持對稱準確。

另外，我在這個 PCB 上放置了很多過孔。通孔覆蓋了該 PCB 的近 70%，它們用于傳導熱量以及將電路板的一側與另一側連接起來。

無論如何，在完成 PCB 后，我將其 Gerber 數據導出并發送到PCBWay以獲取樣本。

我在 7 天內收到了 PCB，速度非?？?，而且它還帶有一個非?？岬?PCB 秤（不過我用我的豆子來獲得那個秤）

我不得不說，我收到的 PCB 和預期的一樣棒，PCBWay，你們搖滾。查看 PCBWay 以更低的成本獲得出色的 PCB 服務！

接下來是PCB組裝過程。

電路板組裝

在開始組裝過程之前，我收集了這個 PCB 中使用的所有東西，LED 集成電路電阻二極管。

• 我們首先將焊膏逐個添加到每個組件的焊盤上。
• 然后我們以正確的順序將組件放置在正確的位置，這個拾取和放置過程相當長，因為我在這個項目中使用了 30 個 LED，但在此之后，我們需要做的就是回流此 PCB。
• 之后，我小心地提起這塊頂部有組件的 PCB，并將其放在我的 DIY SMD HOTPLATE 上。
• 熱板將此 PCB 加熱至焊膏熔化溫度，約為 200-250°C。焊膏熔化并將元件焊盤與 PCB 焊盤連接起來。
• 在確保整個 PCB 已正確回流后（大約需要 2 分鐘），我小心地將 PCB 從 Hotplate 中取出并讓它冷卻幾分鐘。
• 這個熱板回流工藝的最終結果將是這個很好的回流 PCB。
• 下一個過程是以正確的順序在 PCB 的背面添加 THT 組件。四個電容和兩個電感。
• 我們的電路基本完成了。

現在，為了確保焊接過程沒有短路，我用 12V 電池組測試了這個電路，方法是將 VCC 和 GND 與電池組 12V+ 和 GND 連接起來。

定制外殼/主體

接下來是這個項目的主體，前面是電路，后面是風扇。

我在 Fusion360 中設計了整個項目，機身的制作方式使得我們可以在背面安裝一個通用 12V 迷你直流風扇，它還有兩個支架（這兩個），我們可以通過這些安裝孔將它們安裝在墻上.

對于這個項目，理想的材料是 PET-G，因為它對較高溫度具有良好的耐熱性（它仍然會熔化，但它的耐溫性遠優于普通 PLA）。

我有一臺 Ender 3，但它無法打印出完美的 PET-G 模型，所以這次我使用了外部 CNC 服務。

我使用了 PCBWay 的 3D 打印服務。除了 PCB 制造和 PCB 組裝外，PCBWay 還提供 CNC/3D 打印服務。

因此，我在 PCBWay 的 FDM 報價頁面上上傳了我的車身 STL 文件，并為該打印作業選擇了 PET-G 材料。

我為這個項目訂購了 3D 打印的主體，并在大約一周內收到了包裹。

這是我收到的定制機身，考慮到 PET-G 難以打印的材料，它看起來相當不錯，而且他們已經確定了它。

這張印刷品的質量非常高！

此服務對于沒有 3D 打印機或想要無法在 FDM 打印機或金屬 3D 打印中進行的 SLA 3D 打印的人非常有用。

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現在讓我們回到我們的主要話題。這是在背面添加一個 12V DC 風扇和一些 M3 螺母和螺栓。

在此之后，我們用 M3 螺絲在前面添加電路，但在添加帶外殼的 PCB 之前，我添加了一個桶形 DC 插孔，用于將電源連接到此設置。

我在 PCB 的 Vin 和 GND 端口添加了 DC Fan 的 VCC 和 GND 端口，并將 Barrel Jack 的正極端子與 Main PCB 的 Vin 和桶形插孔的 GND 連接到主 PCB 的 GND。

添加電線后，我??將電路擰到 3D 打印主體上，我們的 Studio Light Setup 基本完成。

結果

這盞燈小巧輕便，因為它里面沒有任何鋰電池，但沒關系，因為我將使用外部 12V 5A SMPS 為該設置供電。

測試它。

為了運行這個 Studio Light，我使用了這個額定為 12V 5A 的金屬 SMPS，我將此 DC 插孔添加到 SMPS 的 VCC 和 GND，然后將 DC 插孔與 Barrel Jack 連接。

現在，為了檢查這個設置電壓和電流消耗，我在這個接線圖上添加了這個數字電壓表。

現在，整個設置正在消耗 11 瓦的功率，目前還可以。

電流消耗可以通過調整這些電阻來改變，所以如果我想要更多的功率，那么我必須同時降低電阻值。

就像現在我添加了 1.5 歐姆 x3 電阻和 0.47 歐姆電阻并聯，總電阻約為 0.24 歐姆。為了增加功率，我們需要將這個 0.24Ohms 變成 0.1Ohms，這可以通過降低電阻值來實現。

所以我在兩個驅動器 IC 上交換了兩個 1.5 歐姆電阻和 1 歐姆電阻。

猜猜看，現在 LED 在 12V 時消耗 1.23A，即 14.7W。

功率增加一點點，但它也增加了光強度和流明。

但無論如何，這是我當前設置的照明，當我在這個 TTGO 板前面添加工作室燈時，照明急劇增加。

如果我們在 TOP 側添加此燈或為左右兩側各準備兩個，照明質量會更好。

風扇的作用

為什么我在背面加了一個風扇？

風扇將空氣從背面循環到正面，從而使 PCB 從 LED 下方的底部保持冷卻。這是一件非常關鍵的事情，因為您已經知道，LED 會發熱，而我使用的這些 LED 會很快發熱。即使 PCB 有很多過孔來正確散熱，這個 PCB 仍然需要一個冷卻源，在這種情況下是一個 OLD 12V DC 風扇，我從我的舊 Anet A8 打印機中回收，它甚至有公司的標志。

結論

所以這里的 100 美元問題是，是購買現有的工作室燈更好，還是使用少量 LED 和定制機身和 PCB 構建自己的燈更好？

答案是肯定的，我們可以制作自己的 DIY 工作室燈，這將節省成本，您可以構建多個燈箱設置以獲得更好的照明解決方案。

下一個是什么？

對于第 2 部分，我將在這個 STUDIO LIGHT 項目中添加一個 PWM 調光器，并在其中使用雙色 LED（暖白和冷白）。另外，我會增加整個結構的長度，這樣我就可以添加更多的 LED 并增加它的功率和流明..

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