文南京外國語學校仙林分校 高天

我是一名模型愛好者,在給模型配置燈泡時,通常使用配有紐扣電池的LED燈,這種燈體積較大,會占用模型內部較大的空間。若采用燈珠與鐵絲布線的加燈方式,盡管減少了占用空間,但復雜的布線和后期的線路隱藏處理過于困難。
在了解了關于無線供電以及LED燈珠技術后,我想,能否利用這兩項技術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部(例如高達模型的頭部),既能保證正常發光,也可以保證美觀,且LED燈節能耐用,可減少更換次數。
我最初的構思是用無線供電的發射模塊作為輸出端,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、發射電壓24V、發射線圈規格為80mm×1mm的無線供電模塊作為發射端。我利用其中的接收線圈進行測試,結果表明接收距離小于5cm,還有待改進。
我又購買了型號為CD43680UH4.5×4×3.2mm的681型非屏蔽功率貼片電感,0805型LED貼片燈發光元件,另外還需準備電焊筆、鑷子、焊錫、鋁箔貼紙、迷你臺鉗等工具。
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光,利用視覺暫留原理,可在通電時看上去一直在發光。
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。將電源轉換器與無線供電模塊連接,檢查LED燈是否可以正常點亮。
1.比普通的LED燈體積小了數倍,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部布設電線的問題,減少了模型布線時的損壞或線路老化后更換的麻煩。
2.安裝方便快捷,省時省力,不把玩時放在線圈上可以保持燈亮,把玩時可直接取下,調整模型的形狀。
3.可用于沙盤制作。將燈珠安放在沙盤的各個區域,如城市沙盤可以將其放在建筑物內,景物沙盤可以將燈珠掛在樹上或景觀周圍的路燈里。
4.還可將燈珠經過封膠處理后撒在魚缸中,欣賞魚兒在流光之間游動的景觀。
LED無線電感燈仍有一些不盡人意的地方。我在實驗中只能保證線圈上方3cm以及線圈外1cm內的燈珠正常發光。線圈較小、接收距離較短可能導致將其放置在模型中后有一部分無法正常發光。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。可考慮運用LC諧振的原理,在燈珠上再焊接一個貼片電容。
經過這次制作,我也產生了一些困惑: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光?使用其他材料能不能達到更好的效果?有沒有更好的電學原理可以利用……這些都是我以后要去探究的問題。
