Vikerkaare aparaadi ehitamine: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Vikerkaare aparaat (teise nimega Astral Chromascope) on optiline seade, mis võimaldab teil näha tavaliste asjade värvilist energiat! Selles juhendis näitan teile, kuidas luua oma, et uurida teie ümber olevate asjade tehnilisi värve!

Samm: vajalike materjalide kogumine

Selle ehituse jaoks on vaja 3D -printerit ning mõningaid põhilisi jootmis- ja kokkupanemisoskusi. Sa vajad:

• 3D printer.
• Selge pakkelint (või lamineerimismasin).
• Valge paber.
• Käärid.
• Alalisvoolu seinaadapter, mis on taaskasutatud mõnest kasutuselt kõrvaldatud elektroonikast.
• Reguleeritav alalisvoolu alalisvoolu muundur.
• 20 mm suure võimsusega LED-tähed punase, rohelise ja sinise värviga.
• Multimeeter (valikuline: muutuva pingega tööpinnal asuv toiteallikas).
• Jootekolvi ja kampoli südamiku jootekolb.
• Mõni vanametalli, mõni traadilõikur ja traadi eemaldaja.
• Elektriline lint.
• Mingi plastiliim. Midagi poolpüsivat nagu E6000 on hea valik.
• Valikuline: roheline vilt katab aluse põhja.

Toiteallika hankimine:

Toiteallikas on tavaline "seina tüügas", mis on kaasas enamiku elektroonikaseadmetega. Ideaalis on teil mõni kasutuselt kõrvaldatud elektroonika, mis asub teie ümber. Enamik seina tüükadest kustutab 4,5 V, 5 V, 9 V, 12 V või mõnikord isegi 24 V. Teine oluline hinnang on see, kas väljundil on alalisvool (tavaline) või vahelduvvool (vähem levinud).

Selle projekti jaoks vajate vähemalt 9 V või 12 V adapterit. See peab välja andma vähemalt 9 vatti. Võimsus on lihtsalt sildile kirjutatud väljundpinge ja väljundvoolu korrutis. Näiteks kui etikett ütles, et 1A väljundpinge on 9V, tähendab see, et see annab täpselt 9 vatti. Kui adapteril oleks 12V väljund vooluga 0,85A (850mA), tähendaks see, et väljund oleks 10,2 vatti ja sobiks ka.

Enda ohutuse huvides ärge kasutage toiteallikat, mis on suurem kui 12 V või 2 amprit

Osade hankimine eBayst:

Enamikku elektroonilisi osi saab eBayst väga odavalt. Otsige LED -ide jaoks sõna „20 mm LED -täht”. Tõenäoliselt leiate palju värvide ja võimsuse valikuid. Hankige üks (või mitu) igast põhivärvist, punane, roheline ja sinine, ja valige 3 -vatine sort. Veenduge, et suurus on 20 mm, et see sobiks korralikult 3D -prinditud alusele.

Selle ehituse teine kriitiline osa on reguleeritav alalisvoolu alalisvoolu muundur. Need on väikesed trükkplaadid, mis muudavad kõrgema alalispinge madalamaks. Teil on vaja sellist, mille väljundis on reguleeritav pinge. Need, mida ma kasutan, on tõesti väikesed (17,5 mm x 11,14 mm) ja 3D-prinditud alusel on selle suuruse jaoks väljalõige.

Olen neid eBays näinud pealkirjaga "5tk MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", kuid täpselt sama asja müüvad paljud müüjad. Veenduge, et pilt sobiks kokku ja et tahvli mõlemas otsas oleks kaks jootepatja. Vaadake pildilt õiget ja vale tüüpi.

2. samm: osade 3D -printimine

Peate nende STL -idest välja printima järgmised osad:

• 1x alus.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x sammas.stl
• 1x Retainer.stl (printimine spiraalimisrežiimis)
• 1x Sõrmus.stl
• 1x TurnWheel.stl

Edasijõudnutele, kes soovivad disaini kohandada, olen lisanud ka OpenSCAD -i lähtefaili.

Samm: printige välja projektori ekraanimall ja kleebis

• Laadige lisatud mall.svg Inkscape'i ja printige.

• Kasutage lehe lamineerimiseks lamineerimismasinat või:

  • Katke valge ring ja kleebis läbipaistva pakkelindi paralleelsete ribadega.
  • Korda tagaküljel.
• Lõika ring välja.
• Lõika kleebis välja.

Samm: pange projektsiooniekraan kokku

• Õige sobivuse tagamiseks sisestage ekraan rõngaosasse.
• Selle kinnitamiseks kandke servade ümber veidi liimi.
• Lisatoe saamiseks libistage kinnitusrõngas sisse.

Samm: õppige mõnda elektroonikat: mis on Buck -muundur?

Pöördmuundur on seade, mis teisendab ühe alalispinge teise alalispingeks, umbes nagu trafo, kuid pigem alalisvoolu kui vahelduvvoolu jaoks.

Väikeste valgusdioodide süütamisel on tavaline voolu piiramiseks takisti kasutamine, kuid suurema võimsusega LED -ide puhul oleks see väga ebaefektiivne, kuna suur osa energiast muundataks soojuseks!

Selle vältimiseks saame kasutada kohandatud püsivoolu LED -draiverit või üldist buck -muundurit, mis väljastab reguleeritavat pinget. Buck -muundur ei piira voolu, kuid LED -id läbiv vool on proportsionaalne pingega. Nii et kui alustame madalpingest, saame seda aeglaselt tõsta, kuni soovitud vool voolab läbi valgusdioodide. See ei ole plug-and-play nagu LED-draiver, kuid teeb korralikult tööd tehes sama hästi.

Järgmiste sammude jaoks alustame buck -muunduri 7V väljundiga ja keerame selle järk -järgult üles. See samm on ülioluline, sest kui me ületame tööpinge, suureneb vool dramaatiliselt ja midagi laseb maagilist suitsu välja!

6. samm: esialgne kokkupanek ja pinge häälestamine

Lõigake alalisvoolu pistik seintüüka juhtme otsast lahti ja eraldage kaks juhtmest.

Eemaldage otstest umbes 5 mm ja veenduge, et otsad ei puutu kokku. Nüüd, kui seina tüügas on ühendatud, kasutage oma multimeetrit, et mõõta juhtme otstes olevat pinget. Pange tähele, milline lõpp on positiivne.

Ühendage nüüd tüügas vooluvõrgust lahti ja jootke juhtmeotsad alalisvoolu-alalisvoolu muunduri "in+" ja "in-" padjadesse. Veenduge, et polaarsus on õige ja joote plaadi sisendküljele (kontrollige sildistamist tahvli tagaküljel).

Enne jätkamist mõõtke väljundpatjade pinget. Keerake väike häälestuskruvi alla, kuni pinge on 7 V, ja pange tähele, mis suunas peate häälestusnuppu pinge suurendamiseks või vähendamiseks keerama. Pange tähele, kui tundlik on reguleerimine. Järgmise sammu jaoks peate suutma pinget reguleerida väikeste sammudega.

See on oluline: enne järgmise sammu juurde asumist seadke väljundpinge mitte üle 7 V! Samuti veenduge, et kasutate punaseid, rohelisi ja siniseid LED -e! Käivituspinge valik tuleneb nende konkreetsete LED -ide pinge nimiväärtuste summast, mis on vastavalt 1,8 V, 2,0 V ja 3,3 V.

Samm 7: LED -ide ühendamine ja peenhäälestusvool

1. Seadke LED -id aluse piludesse ja lõigake traadi pikkus, mille peate need järjestikku ühendama. Peate minema ühe LED -i plussilt järgmisele -.
2. Jootke LED -id järjestikku. Selle ülesande jaoks on väga palju abitööde komplekti.
3. LED -ahela alguses ja lõpus jootke kaks pikemat traati, eelistatavalt kahte erinevat värvi, nii et saate jälgida, milline on positiivne ja milline negatiivne. See traat peab olema piisavalt pikk, et läbida augud, mässida ümber tagaküljel olev kanal ja pöörata muunduri sälku.
4. Liimige LED -id aluse piludesse ja viige pikemad juhtmed ühe vertikaalse võlli alla.
5. Pöörake üle aluse. Jootke "-" juhe alalis-alalisvoolu muunduri "väljund" klemmile. Pidage meeles polaarsust-kui see on vastupidine, ei sütti LED-id!
6. Sel hetkel on "+" juhe endiselt "out+" padjast lahti ühendatud. Seadke multimeeter alalisvooluvõimendisse ja ühendage seinaküünal. Ühendage multimeeter järjestikku lahtise juhtme ja padjaga ning veenduge, et vool oleks umbes 400 mA.
7. Kui teil on vaja voolu reguleerida, keerake seda reguleerimiskruvi väga väikeste koguste võrra ja kontrollige voolu.

Märkus. Kui teil on sisseehitatud voolumõõturiga lauaga toiteallikas, oleks seda lihtsam kasutada LED-ahela pinge ja heleduse eraldi häälestamiseks. Kui olete leidnud õige tööpinge, saate seejärel reguleerida pinge DC-DC-regulaatorile, et see vastaks ideaalsele tööpingele enne LED-ide ühendamist.

Samm: juhtmestiku viimistlemine ja testimine

• Ühendage vooluahela lõpuleviimiseks seinaküünal vooluvõrgust ja jootke "+" traat padja "out+" külge.
• Kinnitage alalisvoolu-alalisvoolu muundur süvendisse, kasutades liimi ja mähkige liigne traat kanalisse.
• Ühendage seinaadapter ja veenduge, et see töötab.

Nüüd ühendage seina tüügas lõplikuks testimiseks. Valgusdioodid on tõenäoliselt üsna heledad ja neid on ebamugav vaadata, nii et ärge seda tehke (selle asemel lülitage oma toas tuled välja ja vaadake oma seintele projitseeritud ilusaid värve!).

Enne kokkupanekuga jätkamist laske sellel paar minutit töötada ja kontrollige regulaarselt, et veenduda, et see poleks katsudes liiga kuum. Kui see on nii, valige DC-DC-muunduri pinge tagasi-tehke seda aeglaselt ja olge väga ettevaatlik, et mitte seda valesti keerata! Võite lasta valgusdioodidel soojalt töötada, kuid mitte piisavalt kuumalt, et sulatada plasti, tekitada imelikke lõhnu või põletada maja maha!

Täiendava ohutusabinõuna ärge käitage seda seadet järelevalveta

9. samm: baasi valmimine

Katke alalisvoolu muundur ja kanal elektrilindiga. Seejärel lõigake välja tükk rohelist vildist, katke see seadme põhjaga. Kasutage vildi põhja kinnitamiseks mõnda liimi või pihustusliimi.

Samm: kokkupaneku lõpuleviimine

Jätkake kokkupanekut, liimides kolm samba aluse piludesse. Seejärel paigaldage projektsiooniekraan sammaste ülaosale.

Nüüd pange silmalaud (ma nimetan seda nii, sest see hoiab valguse kasutaja pimestamast). Silmakaitse ja pöördratas on välimuselt sarnased, kuid väiksem on silmalaud. Selle sees on vaheseinad, mis hoiavad ära valgusdioodide valguse segunemise.

Asetage silmaklaas alusele ja joondage seda, kuni kõik värvid segunevad valgeks, mis katab kogu ekraani. Pöörake serva ümber liimikuul ja kleepige see alla. Kleepsu kinnitamiseks aluse külge kasutage kahepoolset teipi.

Samm: nautige väga aega

Nüüd pange pöörlev ratas üle silmade. Seda viimast tükki ei tohiks liimida. Saate seda pöörata, et valgust osaliselt varjata ja teha lahedaid värvimustreid! Kleepige ekraani taha mitmesuguseid esemeid, näiteks 3D -prindijääke, et heita täiesti vildikaid varje!

Esimene auhind konkursil Make it Glow 2018