Đèn LED Track Lighting Modular (không cần hàn)

Đèn LED Track Lighting không cần hàn (Solderless LED Track Lighting) là một bộ linh kiện modular có thể tích hợp vào các dự án điện tử hoàn chỉnh với rất ít hoặc không cần dán keo. Thiết kế tận dụng độ dẻo của TPU để kẹp/giữ dây với nhau mà không cần hàn hay dán. Mỗi LED gồm năm chi tiết và có thêm bộ dây + nắp để nối thành track lighting. Tất cả chi tiết đều in bằng TPU, trừ diffuser và hai mẫu bóng “holiday” được in bằng PLA trong mờ (translucent). Mỗi đế LED có vị trí để gắn điện trở 1/4 Watt nhằm nối các LED theo kiểu song song.

2/7/25: Bản nháp hướng dẫn lắp ráp đã hoàn thành.

Hướng dẫn in (Print Instructions):

• TPU 95A (DuramiC 3D): Dùng màu nào cũng được.

• Độ phân giải: 0.2 mm, riêng Bulbs in ở 0.12 mm.

• Infill 15% Grid, nhưng đa số chi tiết nhỏ nên gần như coi như 100% infill.

• Slice bằng Bambu Studio với setting TPU generic.

File LED:

• LED_base

• LED_holder

• LED_top

• LED_ diffuser (in bằng filament trong mờ)

File Bulb:

• Bulb_final: file STL của bóng, không kèm thông tin slice.

• Bulb_vase: file 3MF có thông tin slice ở chế độ smooth vase mode và có brim.

• Bulb_smooth_fill: file 3MF với 50% Archimedean Chord fill và có brim.

• Bulb_fuzzy_fill: file 3MF với 15% Gyroid fill và có brim.

Bulb bằng TPU (smooth và fuzzy) chỉ được in ở vase mode. Để phần đế đặc khi in vase mode, đặt Bottom Shell Layers = 75. Brim chỉ cần khi in PLA trong mờ (translucent). Các file 3MF đã có đầy đủ thông tin slicing.

File dây (Wire files):

• Wire_connector: Dùng để nối các đoạn dây với nhau khi không có LED holders. Phần đầu của chữ T là nơi nối dây mass/ground, tức là phía dây có mặt tròn (rounded side). Lưu ý hướng của các chữ T trong hình track wire.

• Straight Wire Holders

  • Wire_20mm

  • Wire_40mm

  • Wire_60mm

• Curved Wire Holders

  • Wire_C40inner

  • Wire_C40outer

  • Wire_C80inner

  • Wire_C80outer

Các ngàm/“nub” khóa để liên kết của từng đoạn wire nên nằm ở phía trên dây để bấm (snap) vào LED holders và wire connectors. Inner nghĩa là dây ground nằm phía trong của đoạn cong; outer là dây ground nằm phía ngoài của đoạn cong.

File nắp track (Track Cover files):

• Wire_cover_20mm

• Wire_cover_40mm

• Wire_cover_60mm

• Wire_cover_C40inner

• Wire_cover_C40outer

• Wire_cover_C80inner

• Wire_cover_C80outer

Phần không in (Non-printed Parts):

• LED 5mm

• Dây đồng cứng 22 Gauge (buss wire) (hoặc tuốt vỏ dây 22 Gauge hookup wire).

• Cây chọc SIM (hữu ích để nới rộng lỗ và đẩy dây sang một bên).

• Pin “coin” (để kiểm tra nhanh kết nối).

Hướng dẫn chọn điện trở (Resistor Tutorial): Có thể dùng định luật Ohm (ở hình trên) để xác định điện trở phù hợp cho từng LED. Trong ví dụ của mình, mình dùng nguồn điện áp (Vs) khoảng ~4V. Tất cả LED đều 20 mA; LED vàng và đỏ là 2V; LED xanh dương và xanh lá là 3V. Do đó điện trở 1/4 Watt tương ứng là:

• R = (4 - 3) V / 0.02 A = 1 V/0.02 A = 50 Ω (xanh dương hoặc xanh lá)

• R = (4 - 2) V / 0.02 A = 2 V/0.02 A = 100 Ω (đỏ hoặc vàng)

Cuối cùng mình dùng điện trở 47 Ω và 100 Ω.

Lắp ráp (Assembly): Thứ tự lắp hiệu quả nhất là: (1) Đi dây cho LED và điện trở vào từng LED_holder rồi gắn vào base. Kiểm tra kết nối bằng một ít hookup wire và pin coin. Có hai rãnh để bẻ chân anode và cathode của LED vào đúng vị trí. (2) Cắt hai sợi buss wire 22 gauge (hoặc tuốt vỏ dây hookup wire) dài khoảng 150% so với chiều dài cần cho bố trí của bạn. (3) Đi dây cho LED ở xa nguồn nhất trước, rồi luồn hai sợi dây đã tuốt qua wire holder(s) và connector đến LED_holder kế tiếp. Cây chọc SIM rất tiện để thông/nới các lỗ trong LED_holder lúc đầu, đồng thời đẩy dây lệch sang bên để dễ thao tác đi dây cho từng LED_holder. (4) Lặp lại cho tới khi tất cả LED đã được đi dây. Mỗi lần thêm một LED vào mạch thì kiểm tra lại bằng pin coin để chắc chắn tiếp xúc ổn. (5) Khi hoàn tất toàn bộ đi dây, gắn LED_tops và _diffusers vào. (6) Các loại bulb khác nhau sẽ trượt vào LED tops nếu bạn muốn kiểu “holiday” thay vì kiểu LED âm trong dự án. Nhắn mình nếu bạn muốn file STL của phần base để tự thiết kế bulb riêng.

1. Đi dây LED (LED wiring): Dùng cây chọc SIM để khoét/thông 5 lỗ trên LED_holder. Cắm một chân điện trở vào lỗ nằm đúng vị trí/rãnh của nó, rồi bẻ chân còn lại đi xuống xuyên qua lỗ dành cho chân anode của LED. Lỗ chân anode được đặt hơi nghiêng để không đụng vào dây V(+) . Nhẹ tay đưa các chân LED vào lỗ anode và cathode. Trên LED_holder có rãnh để bẻ các chân LED dựng lên đúng hướng. Chân điện trở còn lại có thể bẻ ngược về lại rãnh của nó mà không sao vì nó rất mảnh và phần TPU vẫn chịu được phần nhô ra. Thường mình sẽ cắt ngắn chân điện trở, nhưng để nguyên chiều dài chân LED theo nhà sản xuất.

2. LED Base: Gắn LED-filled holders vào bases sao cho chân cathode nằm về phía dây ground. Trong LED_base có tab để canh đúng hướng holder trong base. Kiểm tra từng cái bằng một ít hookup wire và pin coin để chắc kết nối ổn. Khi xác nhận tất cả LED hoạt động, bắt đầu từ LED xa nguồn nhất và đi dây bằng hai sợi buss wire 22 gauge (hoặc dây hookup đã tuốt vỏ) dài khoảng ~150% so với cần thiết để dự phòng. Kiểm tra bằng pin coin trước và sau khi bạn luồn dây đã tuốt vào wire holder(s) và các mối nối. Luồn LED holder kế tiếp vào hai sợi dây đang lộ lõi và lặp lại cho tới khi gắn đủ LED vào dự án.

3. LED Diffusers: Nếu bạn dùng diffuser hoặc bulbs, bấm (snap) LED_tops lên từng LED, rồi đưa diffuser vào các rãnh và xoay 90 độ theo chiều kim đồng hồ để khóa diffuser vào vị trí. LED_top có tab nên chỉ bấm khớp với LED_holder theo một hướng duy nhất.

4. LED Bulbs: Các Bulbs khác nhau sẽ trượt chụp lên LED_tops. Hơi khó để trượt bulb TPU vào LED_tops vì bulb TPU khá mềm và dễ “oằn”.