Benutzer:Marcus/Lichtkasten

Der Lichtkasten ist ein beleuchteter Rahmen, vor den ein lichtdurchlässiges Plakat gespannt werden kann, oder den man zur Hintergrundbeleuchtung beim Zeichnen oder betrachten von Dias, Röntgenbildern u.ä. verwenden kann.

Bauteile

1 Plexiglas Endlighten Farblos 0N001 L 8x300x200 mm     8,33 EUR (Muster von plexiglas-shop.com)
7 Nichia SMD LED weiß 6lm NHSW157AT-H3                    2,73 EUR (Lumitronix leds.de, alternativ: Nichia SMD LED weiß 9lm NHSW157BT)
7 SMD 0805 Widerstand 68 Ohm                              0,82 EUR (reichelt.de)
1 Netzteil 5V, >= 300mA, stabilisiert                     7,50 EUR (     "     )
1 Streifenrasterplatine 200x100mm                         1,85 EUR (     "     )
2x1m Aluprofil 1.5mm stark, 12mm breit, 10mm tief Aussen  5,98 EUR (Baumarkt)
1 Alublech 0.5mm, 250x500mm                               2,99 EUR (   "    )
1 Stahlblech 0.5mm, 250x500mm                             2,49 EUR (   "    )
  Neodymmagnete
1 Plexiglasplatte milchig o. opal, 2x290x190mm            2,50 EUR

Ausserdem: Doppelseitiges Klebeband

Werkzeug: Lötstation, Entlötpumpe, Lötzinn, Entlötlitze, Seitenschneider, Handkreissäge mit Multiblatt für NE-Metalle und Kunststoffe

LED Leiste

Von der Streifenrasterplatine 3 Streifen am Stück abtrennen, so dass man eine Platine mit drei Streifen hat, die 200mm lang ist und 7.62mm breit. Die LEDs im Abstand von ca 3cm (alle 12 Löcher) zwischen zwei der Streifen plazieren und festlöten. Die Widerstände in Serie über die beiden anderen Streifen, jeweils ein Widerstand an jeder LED. Dabei auf gleiche Orientierung der LEDs achten. Beim SMD Löten bietet es sich an, erst ein wenig Lötzinn auf die Platine aufzubringen, dann das Bauteil darüber plazieren und mit der Pinzette leicht andrücken, während man das Lötzinn wieder erhitzt und so zum schmelzen bringt. Das Bauteil taucht dann ein bis es plan auf der Platine aufliegt, und kann so fixiert leicht auf der anderen Seite auch angelötet werden (das Lötzinn fliesst von alleine auf die Unterseite der LED, wo die Kontakte sind).

Auf dem mittleren Streifen muss zwischen je zwei LED-Widerstandsgruppen die Leiterbahn unterbrochen werden. Dies geht zB mit einem 2.5mm Bohrer oder einem scharfen Messer. Die LED-Widerstandsgruppen sind dann alle parallel geschaltet. Ich hab die Leiterbahn ausserdem mit Lötzinn benetzt, da die Streifenplatine alt und zerkratzt war.

Wer mag, kann auch die Zahl der LEDs erhöhen und so die Leuchtkraft verstärken. Dazu muss nur das Netzteil ausreichend gross dimensioniert werden. Zwischen den LEDs sollten mindestens 1.5cm liegen. Die Unterbrechungen der mittleren Leiterbahn sollte idealerweise mittig zwischen den LEDs erfolgen, da das Kupfer auch eine Kühlfunktion hat.

Stromversorgung

Wer ein stabilisiertes Netzteil verwendet, betreibt die LEDs mit 5V, von denen 3.3V an den LEDs und 1.7V an den Widerständen abfällt. Dann fliesst ein Strom von 1.7 V/68 Ohm = 25 mA durch jede LED (insgesamt 7 * 25 = 175 mA), wodurch sie schonend dauerhaft betrieben werden können. Bei Verwendung anderer LEDs muss der Widerstandswert angepasst werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die Kühlung über den Alu-Rahmen ausreicht.

Ich habe ein unstabilisiertes Netzteil in der Grabbelkiste gefunden mit 4.5V und 500 mA. Für dessen Betrieb war noch ein Vorwiderstand von 4.7 Ohm vor der ganzen Schaltung nötig, um die gewünschte Betriebsspannung zu erreichen (gefunden durch ausprobieren, auf Leistungsbeschränkung des Widerstands achten! Kohleschichtwiderstände vertragen bis zu 250 mW, in meinem Fall war der Leistungsabfall 0.8V * 170mA = 136mW).

Mechanischer Aufbau

Das Plexiglas EndLighten ist auf Kantenbeleuchtung ausgelegt. Dabei streut das Material das eingekoppelte Licht zur Seite weg. Erste Tests waren enttäuschend, es wurde kaum Licht zur Seite abgestrahlt. Um die Effizienz zu erhöhen, müssen nämlich alle Kanten und die Rückseite reflektierend abgedeckt sein, in einem ersten Tests mit Alufolie aus der Küche, und endlich durch Aluprofile und eine Rückwand aus Alublech. Die Dispersion kann durch eine matt-weisse Rückwand erhöht werden (ggf. experimentieren mit Fotokarton, etc). Da hier eine milchige Plexiglasscheibe über der EndLighten Platte liegt, reicht eine spiegelnde Rückwand völlig aus.

Das Ziel hier war eine völlig plane Oberfläche, um keine störenden Kanten beim Zeichnen auf dem Lichtkasten zu haben. Dazu wurde folgende Schichtung benutzt, um die 9mm Innenmass des Alu-Profil zu füllen: 0.5mm Alublech, 8mm Endlighten, 0.5mm Stahlblech. Die Stahlblechstreifen dienen dabei als Halter für die Magneten, mit denen Papier über den Lichtkasten gespannt werden kann. Die Stahlblechstreifen liegen vollständig innerhalb des Profils, so dass die Milchglasscheibe mit 2mm Stärke bündig mit der 1.5mm Aussenkante des Aluprofils versenkt werden kann.

Die Aluprofile werden dazu mit 3mm Spiel um die 300x200 EndLighten-Platte auf 45 Grad Gehrung geschnitten. Die 3mm Spiel dienen zur Aufnahme des LED-Streifen. Wo keine LED Streifen zum Einsatz kommen, kann der Raum mit Dichtungsmaterial, Holz o.ä. aufgefüllt werden.

TODO: Verbinder für die Aluprofile, falls nötig (evtl. reicht die Montage auf Druck).