Fluorestseeruv kristallkuvar: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Ülikooli lõpetades töötasin tumeaine otsese tuvastamise eksperimendi CRESST kallal. Selles katses kasutatakse osakeste detektoreid, mis põhinevad vilkuvatel kaltsiumvolframaadi (CaWO4) kristallidel. Mul on suveniirina purunenud kristall ja tahtsin alati ehitada vitriini, mis ergutab kristalli fluorestsentsi.

Mõistan, et inimesed tõenäoliselt ei kopeeri seda täpset ehitust, kuna kaltsiumvolframaadi kristallid pole kaubanduslikult saadaval ja ka minu kasutatavad UVC -LED -id on üsna kallid. Sellest võib aga abi olla, kui kavatsete ehitada väljapaneku stendi teistele fluorestseeruvatele mineraalidele, nagu merevaik või fluoriit.

Samm: koguge materjalid

• fluorestseeruv CaWO4 kristall
• väike projektikast (nt conrad.de)
• 278 nm UVC LED (nt Crystal IS)
• LED parempoolne (metallist südamikuga trükkplaat) (nt Lumitronix)
• termopadi (nt Lumitronix)
• radiaator (nt Lumitronix)
• kiirendusmoodul (nt ebay.de)
• LED -võimendi draiver (nt ebay.de)
• LiPo aku (nt ebay.de)
• liuglüliti
• 0,82 oomi 1206 SMD takisti

Kaltsiumvolframaadi fluorestsentsi saab ergastada lainepikkustel <280 nm. See on UV -s üsna kaugel ja LED -id on sellel lainepikkusel tavaliselt üsna kallid (~ 150 $/tk). Õnneks sain tasuta 278 nm SMD LED -e, kuna need jäid üle ettevõttest, kus ma töötan, insenerinäidiseid. Seda tüüpi LED -e kasutatakse tavaliselt desinfitseerimiseks.

HOIATUS: UV -valgus võib kahjustada silmi ja nahka. Veenduge, et teil oleks korralik kaitse, nt. UV -kaitseprillid

Tehniliste andmete kohaselt on valgusdioodide optiline väljundvõimsus ~ 25 mW, töövool 300 mA ja kõrge edasipinge ~ 12 V. Kuna see tähendab, et LED -id hajutavad umbes 3 W soojust, tuleb need paigaldada korralik jahutusradiaator. Seetõttu ostsin parema jalajäljega metallist südamikuga trükkplaadi (parempoolne), termopadja ja väikese jahutusradiaatori. Kuna LEDid võivad liiga suured voolud kergesti kahjustada, tuleks neid kasutada pideva vooluga. Sain XL6003 IC -l põhineva väga odava püsivoolu suurendamise draiveriplaadi, mis suurendab ka väljundpinget. Andmelehe kohaselt ei tohiks väljundpinge olla suurem kui 2x sisendpinge. Kuna aga tahtsin toita kõike 3,7 V LiPo akust, lisasin enne LED -draiverit veel ühe astmelise muunduri, mis suurendab aku pinget ~ 6 V -ni. LED -draiveri väljundvoolu määravad kaks SMD -takisti, mis on ühendatud plaadiga paralleelselt. Vastavalt XL6003 andmelehele antakse vool I = 0,22 V/Rs. Vaikimisi on paralleelselt ühendatud kaks 0,68 oomi takistit, mis moodustab ~ 650 mA. Voolu vähendamiseks pidin need takistid asendama 0,82 oomi takistiga, mis annab ~ 270 mA.

Samm: LED -i paigaldamine

Järgmises etapis jootsin LED -i paremale. Nagu juba mainitud, on oluline saada PCB, millel on teie LED -ile vastav jalajälg. Metallist südamikuga trükkplaadil jootmine võib olla keeruline, kuna plaat hajutab soojust üsna hästi. Jootmise hõlbustamiseks on soovitatav trükkplaat panna pliidiplaadile, kuid sain ka ilma hakkama. LED peaks olema plaadiga ühendatud termopastaga. Pärast jootmist kinnitasin termopadja abil parempoolse jahutusradiaatori külge.

Samm: ühendage elektroonika

Ma liimisin kõik elektroonilised komponendid oma korpuse põhjaplaadile. Pange tähele, et radiaator läheb üsna kuumaks, seega on kasulik kasutada liimi, mis talub kõrgeid temperatuure. Aku ühendatakse võimendusmooduliga, mis tõstab pinge umbes 6 V -ni. Seejärel ühendatakse väljund LED -võimendi draiveriga, mis on ühendatud LED -iga. Pärast akut lisati liuglüliti, kuid jootmist võiksite teha alles pärast seda, kui olete järgmises etapis liuglüliti paigaldanud.

4. samm: korpuse muutmine

Tegin oma dremeli tööriista abil aedikusse mõningaid muudatusi. LED-tule põgenemiseks pandi ülaossa pilukujuline auk. Lisaks panin ventilatsiooniks küljele mõned avad. Lükandlüliti jaoks tehti veel üks auk, mis kinnitati kuuma liimiga. Ma ei ole korpuse väljanägemisega väga rahul, kuna augud tunduvad üsna karmid. Õnneks pole enamik neist nähtavad. Järgmine kord teen ilmselt kohandatud karbi laserlõikuri abil.

Samm: lõpetatud

Pärast korpuse sulgemist lõpetati projekt. Kristalli saab asetada ülaosas olevale pilule ja seda erutab LED altpoolt. Fluorestsentsemissioon on üsna hele. Pange tähele, et kogu valgus tuleb kristallist, kuna UVC -valgus on nähtamatu.

Ehitust saab kindlasti parandada mitmel viisil. Esiteks ei ole LED -i soojusjuhtimine suurepärane ja jahutusradiaator läheb üsna kuumaks. Seda seetõttu, et ventilatsioon on väga väike, kuna jahutusradiaator paigaldati korpuse sisse. Siiani ei julgenud ma LED -i käitada kauem kui paar minutit. Teiseks tahaksin järgmisel korral teha kenama korpuse, kasutades mustast akrüülist valmistatud kohandatud laserlõikekarpi. Lisaks saab lisada microUSB pistikuga LiPo laadimismooduli, nii et te ei pea laadimiseks kasti avama.