Dynamische LED-verlichting Shadow Box en Frame for Art:: 16 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Verlichting is een belangrijk aspect van beeldende kunst. En als de verlichting met de tijd kan veranderen, kan het een belangrijke dimensie van de kunst worden. Dit project begon met het bijwonen van een lichtshow en het ervaren hoe de verlichting de kleur van een object totaal kan veranderen. We begonnen dit te onderzoeken in het verlichten van textielkunst. Tot nu toe hebben we dynamische verlichting gebouwd voor 8 stuks inclusief een schilderij en een foto. De lichteffecten omvatten: het simuleren van zonsopgang en zonsondergang, onderwaterlicht door een golvend oppervlak, bliksem in wolken en het drastisch veranderen van de waargenomen kleuren en sfeer van het kunstwerk.

Deze instructable bouwt de schaduwdoos en het frame dat de LED's vasthoudt en verlicht het kunstwerk. Je leert ook over veel problemen en verbeteringen die we onderweg hebben ontdekt.

We schreven ook een bijbehorende instructable over het bouwen van de verlichtingscontroller. Het programmeergedeelte van dat instructable bevat video's met verschillende dynamische LED-lichteffecten. Bekijk het op:

Voor nu zullen we ons concentreren op de fysieke structuur die de LED's vasthoudt en hun licht op het kunstwerk reflecteert.

Stap 1: Overzicht schaduwboxverlichting:

Het concept is eenvoudig: LED's rond de schaduwbox reflecteren hun licht op een spiegelend oppervlak aan de achterkant van de fotolijst om het kunstwerk te verlichten. De kunstenaar moet echter plannen dat de reflecterende fotolijst 1,5 tot 2 inch breed is. De kunstenaar moet zorgen voor een bredere dan normale achtergrond rond de focus van het stuk.

We gebruikten een experimenteel verlicht frame om de diepte van de schaduwbox te bepalen. Als het kunstwerk groter is, moet de schaduwdoos dieper zijn om het licht in het midden te werpen. Als het kunstwerk veel diepte heeft, moet de schaduwbox ook dieper zijn. Onze schaduwboxen waren tussen de 2 "en 4,5" diep. Het kunstwerk in dit project was tussen de 12" en 30" in de langste dimensie.

Stap 2: Materialen:

• Hout voor zijkanten van de schaduwbox: 3/4 "x 5-1 / 2 (breedte 3/4" breder dan de diepte van de schaduwbox) we gebruikten populier. Heel belangrijk dat hout schoon, recht en vlak is. We kochten zeer goed hout van een gieterij tegen een zeer goede prijs.
• Lijstwerk voor het reflecterende frame: Zie afbeelding hierboven. Frame moet 2 "tot 3" breed zijn. We kochten de onze van Anderson McQuaid in Cambridge, MA.
• Houtlijm: Wij adviseren Tightbond III met de groene bovenkant.
• Contactcement: Wij raden Barge universeel cement aan.
• Houtverbindingskoekjes: Nr. 0 Maat.
• String van WS2812 LED's https://www.adafruit.com/product/1461 We gebruikten 60 LED's per meter, strips met hogere en lagere dichtheid zijn beschikbaar. Onze stukken hadden minder omgevingslicht nodig. Als je stuk wordt bekeken bij normale omgevingslichtniveaus, raad ik aan om met de 144 LED's per meter te gaan.
• 1" brede klittenband met klittenband
• Reflecterende mylar met zelfklevende achterkant.
• Machineschroeven #6-32 x 2,5 "phillips met platte kop
• Messing houtschroeven #2 x 3/8 "phillips met platte kop
• Messing houten inzetstukken #6-32

Stap 3: Gereedschap:

U hoeft niet al deze tools te bezitten. Ik gebruikte de werkplaats van mijn zoon die de meeste van deze gereedschappen heeft. U kunt waarschijnlijk met een alternatieve aanpak komen als u niet over een bepaald hulpmiddel beschikt.

• verstekzaag
• Tafelzaag
• Router
• Koekjessnijder
• Kolomboormachine
• Dremel gereedschap
• Trekzaag: ik stel voor: IRWIN Marples Dovetail 7.25-in trekzaag verkrijgbaar bij Lowes voor ongeveer $ 14
• Schuurstok: strook hout van ongeveer 12 "x 1,5" breed x ongeveer 0,5" dik met 100 grit schuurpapier aan de ene kant en 220 aan de andere kant. Ik gebruik contactcement om het schuurpapier op te lijmen.
• Medium en kleine Quick Clamps: Veel van hen. Niemand heeft klemmen genoeg!
• Deepthroat C-klemmen
• Vierkant inlijsten
• Driehoekig
• Een plat oppervlak waarop je kunt klemmen: ik kon het redden met een zeer plat bord van 30 "x 6", maar een groot oppervlak (zoals het bed van een tafelzaag) zou veel beter zijn.
• Rechte haakjes: Mijn broer heeft er een paar voor me gemaakt, maar ik denk dat je hetzelfde zou kunnen doen met blokken hout die zorgvuldig in een rechte hoek zijn gesneden.
• Scheermes en tal van ander handgereedschap, zie alle stappen voor details.

Stap 4: Algemene begeleiding:

• Controleer uw meting voordat u knipt (controleer tweemaal!)
• Probeer de pasvorm voordat u lijmt
• Test zoveel mogelijk stappen voordat je de goede materialen toepast
• Als u een testframe kunt maken om de diepte, lichtintensiteit en reflectorbreedte van de schaduwbox te verkennen die het beste werkt voor uw kunstwerk.
• Om het veilig te spelen, ga met een beetje extra schaduwboxdiepte en meer LED's dan je denkt dat nodig is. Als je later overbouwt, kun je de lichtintensiteit verlagen met de controller.
• Plan waar de dingen naartoe gaan: we hebben de controller in het midden bovenaan het frame ingebouwd, we begonnen onze LED-strip in de linkerbovenhoek en gingen met de klok mee rond het frame vanuit het perspectief van iemand die de kunst bekijkt.
• Er moet een bedradingskanaal in de bovenkant van de schaduwdoos worden gesneden van de controller naar de linkerbovenhoek.

Stap 5: Knip de schaduwdoos en het frame uit:

De afbeelding hierboven toont de stukken voor twee uitgesneden schaduwdozen. Een is ongeveer 4" diep en de andere ongeveer 2" diep.

• Snijd de breedte van de zijkanten van de schaduwbox om de diepte van de schaduwbox gelijk te maken met 5/8 "voor de "sponning" (de "sponning" is een kunstframe dat spreekt voor de inkeping aan de achterkant voor het monteren van de kunst)
• Ik heb de sponning gesneden met de tafelzaag. Gebruik een stuk afvalhout om de zaagdiepte en -breedte te controleren.
• Schuin de bovenste binnenrand 22 graden af en creëer een 1/2 "breed oppervlak voor de LED's. Nogmaals, het is het beste om uw zaaginstelling te testen met een schroot.
• Verstek de uiteinden tot 45 graden. Maak de lengte van elke zijde de grootte van het kunstwerk plus 7/8 "waardoor een kleine opening rond het kunstwerk mogelijk is wanneer het in het konijn wordt geplaatst.
• Snijd met de tafelzaag een draadkanaal in het bovenste stuk, van ongeveer het midden naar de linkerbovenhoek.
• Met behulp van de verstekzaag heb ik de fotolijst gesneden zodat de buitenafmetingen 1/8 "tot 1/4" groter zijn dan de schaduwdoos.

OPMERKING: Voor de beste resultaten met een verstekzaag: klem of houd het hout stevig vast om te voorkomen dat het beweegt. Maak de snede langzaam, omdat het mes de neiging heeft om een beetje te buigen wanneer u onder een hoek snijdt.

Stap 6: Maak een zak voor de controller:

• Markeer de middellijn van het frame en bepaal de grootte van de controller-pocket. De onze is 2,5 "x 1,5" met een 1/4" verzonken lip voor ondersteuning en bevestiging van de "deur" van de controller.
• Het is moeilijk om met een bovenfrees een rechte snede te krijgen waar u hem wilt hebben. Ik heb een hardhouten gids gemaakt die hierboven is afgebeeld. Het freesbit met een diameter van 1/4" volgt de binnenkant van de geleider en geeft me een nauwkeurig gat met rechte zijkanten. Onze zak is 0,62" diep en laat het hout aan de onderkant van de zak ongeveer 1/8" dik.
• De "deur" waarop de controller is gemonteerd, bestaat uit twee lagen fineer die ongeveer 0,05" dik opwindt.
• Ik sneed de 1/4 "brede uitsparing rond de zak ongeveer 0,04" diep. Ik klemde een rechte plank over het werkstuk als richtlijn voor de router. Met een testsnede in een schrootstuk kon ik de offset meten tussen de freessnede en de geleider, die voor mij 2,156 inch breed bleek te zijn.
• De bovenfrees laat de hoeken van de uitsparing afgerond, snij deze vierkant uit met een scheermes en beitel.
• Voor constructie en montage van de controller zie de bijbehorende instructable:
• Ik heb de deur bevestigd met twee # 2 x 3/8 "koperen schroeven met platte kop.

Stap 7: Biscuit snijden:

• De hoekverbinding heeft meer kracht nodig dan alleen lijm kan bieden. De eenvoudigste optie is om afwerknagels te gebruiken. Ik heb gekozen voor een biscuitverbinding waarbij een citroenvormig stuk hout in de verbinding is ingebed. Gelukkig heeft mijn zoon een koekjessnijder die ik heb gebruikt.
• Om goede resultaten te krijgen, wordt de koekjesvormer op een plank bevestigd en vastgeklemd. Aan de hoekgeleider is een plank bevestigd om het werkstuk stevig vast te houden, zodat de zak in de juiste hoek ten opzichte van het verstekoppervlak wordt gesneden. De koekjeszakken moeten op exact dezelfde afstand van de rand op beide stukken liggen om de hoek bij het verlijmen overeen te laten komen. Alles vastklemmen helpt en je moet het handvat van de koekjesvormer consequent naar beneden houden wanneer je hem naar voren duwt om de snede te maken.
• Als de sleuven niet perfect overeenkomen, kunt u ze iets breder maken met een schuurschijf zoals hierboven afgebeeld. Hierdoor krijg je wat speling in de verbinding, zodat je deze tijdens het lijmen in lijn kunt klemmen.
• Om de snijdiepte in te stellen heeft de koekjesvormer een knop met vaste dieptevakken voor elke maat biscuit. Ik vond deze instellingen iets dieper dan nodig, waardoor de zakuitsnijding breder is. Dit was een probleem bij een deel van het frame. Dus maakte ik een clip-on ring (zie wit object in de derde foto hierboven) om de zakdiepte met 0,04" te verminderen. U kunt hetzelfde resultaat bereiken met een stuk draad van de juiste maat gebogen rond de diepte-instelknop. Test opnieuw en aanpassen om de optimale dieptesnede te krijgen.
• Koekjesvoegen op verstekhoeken is lastig en veel werk. Voel je vrij om nagels af te werken in een proefhoek om te zien of dat voor jou werkt.

Stap 8: Montage van de verbindingen:

• U moet de verbinding controleren en eventuele aanpassingen maken voordat u gaat lijmen.
• Dit lijkt erg op wat u zult doen bij het lijmen van de verbinding.
• Je hebt een heel vlak oppervlak nodig waarop je kunt klemmen. Ik heb een heel plat bord van 6 "breed en dit werkte goed, maar groter zou beter zijn. Dit is nodig om de twee helften van het frame later op elkaar te laten aansluiten.
• De zijkanten van de schaduwbox of de fotolijst moeten vlak en in een rechte hoek worden gehouden. Gebruik een kadervierkant om de hoek te controleren.
• Als de verbinding een opening heeft, heb ik een trekzaag gebruikt om de verbinding opnieuw te zagen door de zaag voorzichtig de bestaande snede te laten volgen. Ik deed dit met de verbinding nog steeds vastgeklemd. Dit doe je natuurlijk zonder het koekje in de joint. Hierdoor wordt een zeer kleine hoeveelheid materiaal uit de krappe plekken gehaald, waardoor de verbinding beter samenkomt.

Stap 9: De verbindingen lijmen:

• Dit proces is hetzelfde voor zowel de schaduwbox als de fotolijst.
• Maak elke verbinding droog voordat u gaat lijmen.
• Inspecteer en schuur de koekjes een beetje. Ze hebben soms splinters die omhoog steken die de gezamenlijke montage belemmeren.
• Gebruik een hoogwaardige houtlijm zoals Titebond III, waardoor u iets meer montagetijd heeft om de verbinding uit te lijnen en op zijn plaats te klemmen.
• Maak de verbinding zo strak mogelijk, zo vierkant mogelijk en de zijkanten van het frame plat.
• Meet de lengte tussen de uiteinden van de niet-gelijmde uiteinden. Dit is de diagonale afstand over het frame. We moeten ervoor zorgen dat de andere kant dezelfde diagonale afstand heeft.
• Lijm vervolgens de diagonaal tegenoverliggende hoek. Vergeet niet de koekjes erin te doen.
• Nu hebben we twee helften van het frame en de laatste stap is om de twee resterende hoeken tegelijkertijd te lijmen. Dit vergt nogal wat klemmen zoals te zien is op de foto hierboven, maar het uiteindelijke resultaat zal prachtig zijn.

Stap 10: Schroefgaten boren in Shadow Box:

• Ik wilde het frame van de schaduwdoos kunnen demonteren voor het geval de verlichting onderhoud nodig had. Dus ik koos ervoor om ze te bevestigen met # 6-32 x 2,5 "machineschroeven. Hiervoor moest een gat van 4,5" diep door de 3/4" dikke zijkanten van de schaduwdoos worden geboord.
• Deze instructable heeft wat "overkill", voel je vrij om het frame op een andere manier aan de schaduwbox te bevestigen. Lange gaten door smalle planken steken is lastig. En misschien wil je een aantal van deze trucs voor andere projecten, dus lees verder.
• Voer al deze stappen uit met een proefstuk totdat het boorgat consequent dicht genoeg aan de andere kant van het bord komt.
• Dit moet gebeuren in een kolomboormachine. Het consequent vastklemmen van het bord is de sleutel om het gat er recht doorheen te krijgen.
• Een bankschroef, vastgeklemd aan het bed van de boorpers, lijnt het bord in één richting uit. Een niveau zoals hierboven weergegeven wordt gebruikt om de andere richting uit te lijnen.
• De sponning vormt een andere uitdaging met de zijkant van de sponning in het midden van het bord, precies waar we het gat willen. Door een stuk hout in de sponning vast te klemmen, ontstaat er een "solide" stuk hout in het midden, zodat de boor de neiging heeft om recht te gaan.
• Ik heb een korte centreerboor gebruikt om een startgat te maken.
• Vervolgens gebruikte ik een 6 "lange 1/8" boor om helemaal door te boren. Voor de diepere schaduwdozen boor ik een 4,5 "diep gat met een boormachine die slechts 3" slag heeft. Hiervoor moest gedeeltelijk worden geboord en vervolgens de boor verder naar buiten worden teruggezet.
• De kop van de bout heeft een opening nodig zodat deze onder het niveau van de sponning komt. En de boutlengte moet ongeveer 3/8" voorbij de schaduwdoos uitsteken. Ik boor het vrije gat met een diameter van 9/32" tot de gewenste diepte voordat ik het onderdeel verplaats. Zie de derde foto hierboven.
• Ik heb vier bevestigingsgaten in de meeste schaduwdozen geplaatst.

Stap 11: Installeer bijlagen in de fotolijst:

Messing inzetstukken met schroefdraad voor hout zijn een geweldig bevestigingsmiddel dat herhaalde demontage mogelijk maakt. Het volgende is de beste manier die ik heb gevonden om ze te installeren.

• Klem de schaduwdoos en het frame samen en zorg ervoor dat ze precies uitgelijnd zijn.
• Gebruik een handboor met het lange 1/8" bit om geleidegaten in het frame te boren. Markeer de boor met tape zodat u weet wanneer het gat in het frame de diepte van het inzetstuk is. Het is uiteraard belangrijk om niet alle gaten te boren. een weg door het frame.
• Neem de schaduwdoos weg en boor de gaten uit tot de juiste maat voor de inzetstukken. In mijn geval was dat 5/32 "dia. Markeer opnieuw het bit voor diepte. Wees extra voorzichtig om de boor terug te houden, want met een geleidegat zal de boor zichzelf meer in het hout trekken dan normaal en u kunt de controle verliezen.
• Nu is hier een echt coole ontdekking. De inzetstukken worden geleverd met een sleuf voor een schroevendraaier in de bovenkant om ze te installeren. Ik heb in het verleden slechte ervaringen gehad met het strippen van de gleuf of het breken van de insert. Ik gebruik nu een korte dopschroef die op het inzetstuk past, samen met een klein vierkantje aluminium met een gat in het midden. Een inbussleutel wordt gebruikt om het inzetstuk in het frame te schroeven. Ik houd de aluminium vierkante ring vast om te voorkomen dat het inzetstuk naar buiten schuift en verwijder de dopschroef.
• Het 1/8 "gat door de schaduwdoos zit een beetje krap op de # 6 machineschroeven, dus ik boor het uit tot een diameter van 9/64".

Stap 12: De reflector aan de fotolijst toevoegen:

• Bepaal de breedte van de reflector: monteer de schaduwbox op het frame en maak een potloodmarkering op de fotolijst rond de binnenrand van de schaduwbox. Meet de afstand van de potloodmarkering tot de binnenopening van het frame.
• Haal de fotolijst van de schaduwdoos.
• Knip voldoende stroken reflecterende mylar met zelfklevende achterkant af om rond de fotolijst te gaan.
• Om te voorkomen dat de reflector zichtbaar wordt, plakt u deze een klein stukje naar achteren vanaf de binnenrand van de fotolijst.

Stap 13: Bedrading van de LED-strip:

Meer over de elektrische kant van dit project in de begeleidende instructie:

• Knip stroken LED's voor elke kant van de schaduwdoos. Laat wat ruimte in de hoeken, zodat de LED-strips tussen de 1,5 "en 1/2" korter moeten zijn dan de binnenlengte van de kant van de schaduwbox.
• De ledstrips hebben een communicatierichting. De pijlen op de strip moeten weg wijzen van het uiteinde waar de controllerdraad is bevestigd.
• Ik vond het het gemakkelijkst om de strip tijdens het solderen op een bord te klemmen. Ik heb ook een inkeping in het uiteinde van een shish kabob-spies gesneden om de draden op hun plaats te houden tijdens het solderen. Ik gebruikte 26 gauge gevlochten draad.
• Om de hoeken om te gaan, heb ik stukjes draad van 1,75 "lang gesneden en deze in een lus gevormd die het ene segment met het volgende verbindt. Let op de richting van de pijlen op elk segment.
• Het laatste segment krijgt een weerstand van 200 ohm tussen de communicatielijn en de negatieve voedingslijn ("massa"). Ik vond het nuttig om de poten van de weerstand te bedekken met siliconenisolatie die van een draad was ontdaan.
• Om te helpen bij de stroomverdeling verbind ik de positieve en negatieve stroomkabels van het einde van het laatste segment naar het begin van het eerste segment (waar de controller is bevestigd).
• Dit is het juiste moment om de LED's te testen. Als ze eenmaal op de schaduwdoos zijn gelijmd, zijn ze moeilijk te repareren. Sluit de controller aan met een testprogramma en kijk of alle LED's werken.

Stap 14: De LED's aan de Shadow Box bevestigen:

• De zelfklevende achterkant van LED-strips hecht niet betrouwbaar op kaal hout. Smeer de afgeschuinde rand in met contactcement. Nadat het ongeveer 15 minuten droog is, brengt u de LED-strip aan. Ik stel voor om één rand tegelijk te doen.
• Stop vervolgens de draad naar de controller in de zaagsnede van het "bedradingskanaal" en houd deze op zijn plaats met hete lijm.
• De tweede foto moet een reflector op de fotolijst hebben als de stappen in deze instructable zijn gevolgd.
• Als laatste duw ik de kleine lusjes draad in elke hoek.

Stap 15: Het kunstwerk installeren:

• De schaduwbox moet worden bekleed. We gebruikten ofwel doek van een kleur die bijdraagt aan het kunstwerk of zwart mat karton. Voor lijm hebben we Titebond houtlijm verdund met water en deze met één kant tegelijk op de schaduwdoos geverfd. Vervolgens hebben we de voering tegen de lijm gedrukt en deze minimaal 30 minuten op zijn plaats gehouden.
• De textielkunst hebben we op een 1/4 "dik stuk houten panelen gelijmd met behulp van een spuitlijm. Verschillende soorten kunstwerken vereisen verschillende montagemethoden.
• Voor een afgewerkt uiterlijk hebben we een stuk matboard achter de betimmering geplaatst.
• Met een potlood heb ik de plaatsen rond het schaduwvak gemarkeerd waar ik bijlagen wil hebben.
• Snijd vervolgens een 1 "lange groef 1/8" diep met behulp van een dremel-gereedschap met een snijder met een diameter van 3/8". Zie foto hierboven.
• Van 24 gauge plaatwerk sneed ik 3/4 "brede stroken van 2" lang en gebruikte een munt als tempel om de uiteinden af te ronden.
• Deze lipjes houden de kunst op zijn plaats met behulp van 1 "breed klittenband met klittenband aan de achterkant met de lussen op het plaatwerk en de haken op het matbord.
• Er zijn veel methoden om het kunstwerk in de schaduwbox te houden. Ik hou van deze methode omdat het gemakkelijke toegang en hermontage mogelijk maakt.

Stap 16: De rest van het verhaal:

Dit is een van de twee instructables op dit project. Als je dat nog niet hebt gedaan, bekijk dan de begeleidende instructie op: