Angstrom - laditeľný zdroj svetla LED: 15 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Angstrom je 12 -kanálový laditeľný svetelný zdroj LED, ktorý je možné postaviť za menej ako 100 GBP. Je vybavený 12 LED kanálmi ovládanými PWM s rozpätím 390nm-780nm a ponúka jednak možnosť zmiešania viacerých kanálov do jedného 6mm výstupu spojeného vláknom, jednak možnosť výstupu ľubovoľného alebo všetkých kanálov súčasne na jednotlivé 3mm vláknové výstupy.

Aplikácie zahŕňajú mikroskopiu, kriminalistiku, kolorimetriu, skenovanie dokumentov atď. Môžete ľahko simulovať spektrum rôznych zdrojov svetla, ako sú kompaktné žiarivky (CFL).

Svetelné zdroje by sa navyše dali použiť na zaujímavé divadelné svetelné efekty. Napájacie kanály sú viac než schopné zvládnuť ďalšie LED diódy s vyšším menovitým napájaním a viacnásobné vlnové dĺžky vytvárajú nádherný a jedinečný viacfarebný tieňový efekt, ktorý bežné biele alebo RGB zdroje LED nedokážu duplikovať. Je to celá dúha v krabici !.

Krok 1: Potrebné diely - zostava základnej dosky, napájania, ovládača a diódy LED

Základná doska: Jednotka je zostavená na drevenej základni s rozmermi približne 600 mm x 200 mm x 20 mm. Na vyrovnanie optických vlákien sa navyše používa drevený blok na zníženie napätia 180 mm x 60 mm x 20 mm.

Napájací zdroj 5 V 60 W je pripojený k elektrickej sieti pomocou poistkovej zástrčky IEC, ktorá je vybavená poistkou 700 mA, a ako hlavný vypínač sa používa malý prepínač s menovitým výkonom najmenej 1 A 240 V.

Hlavná doska s plošnými spojmi je vyrobená zo štandardnej fenolovej lišty potiahnutej meďou, rozstup 0,1 palca. V prototype táto doska meria približne 130 mm x 100 mm. K prototypu bola namontovaná voliteľná druhá doska s rozmermi približne 100 mm x 100 mm, ktorá však slúži iba na osadenie ďalších obvodov, ako je logika spracovania signálu pre spektroskopiu atď., A nie je potrebná pre základnú jednotku.

Hlavná zostava LED pozostáva z 12 3W hviezdicových LED diód, z ktorých každá má inú vlnovú dĺžku. Tieto sú podrobnejšie prediskutované v nižšie uvedenej časti o zostave LED.

LED diódy sú namontované na dvoch hliníkových chladičoch, ktoré mali v prototype hĺbku 85 mm x 50 mm x 35 mm.

Na ovládanie jednotky sa používa Raspberry Pi Zero W. Je vybavený konektorom a pripája sa do zodpovedajúcej 40 -kolíkovej zásuvky na hlavnej doske s plošnými spojmi.

Krok 2: Potrebné diely: LED diódy

12 diód LED má nasledujúce stredové vlnové dĺžky. Sú to 3W hviezdičkové LED diódy s 20 mm základňou chladiča.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

Všetky jednotky, okrem 560 nm, pochádzali z FutureEden. 560 nm jednotka pochádza z eBay, pretože FutureEden nemá zariadenie pokrývajúce túto vlnovú dĺžku. Táto jednotka bude odoslaná z Číny, preto poskytnite čas na doručenie.

LED diódy sú k chladiču pripevnené pomocou tepelnej pásky Akasa. Odrežte štvorčeky 20 mm a potom jednoducho prilepte jednu stranu k dióde LED a druhú k chladiču, pričom dbajte na to, aby ste dodržali pokyny výrobcu, ktorá strana pásky smeruje k chladiču LED.

Krok 3: Potrebné diely: riadiaci obvod LED

Každý kanál LED je ovládaný z kolíka GPIO na Raspberry Pi. PWM sa používa na ovládanie intenzity LED. Výkonový MOSFET (Infineon IPD060N03LG) poháňa každú LED diódu cez 2W výkonový odpor, aby obmedzil prúd LED.

Hodnoty R4 pre každé zariadenie a nameraný prúd sú uvedené nižšie. Hodnota odporu sa mení, pretože pokles napätia na diódach LED s kratšou vlnovou dĺžkou je vyšší ako v prípade diód LED s dlhšou vlnovou dĺžkou. R4 je 2W odpor. Počas prevádzky sa celkom zahreje, preto dávajte pozor na to, aby ste odpory namontovali mimo dosky regulátora a aby boli vodiče dostatočne dlhé, aby bolo telo rezistora od dosky vzdialené najmenej 5 mm.

Zariadenia Infineon sú dostupné lacno na eBay a skladujú ich aj dodávatelia ako Mouser. Sú dimenzované na 30V 50A, čo je obrovská rezerva, ale sú lacné a ľahko sa s nimi pracuje, pretože sú zariadeniami DPAK, a preto sa dajú ľahko spájkovať ručne. Ak chcete nahradiť zariadenia, vyberte si zariadenie s príslušným prúdovým okrajom as prahom brány tak, aby pri 2-2,5 V bolo zariadenie úplne zapnuté, pretože to zodpovedá logickým úrovniam (max. 3,3 V), ktoré sú k dispozícii z Pi GPIO špendlíky. Kapacita brány/zdroja je pre tieto zariadenia 1 700 pf a každá náhrada by mala mať zhruba podobnú kapacitu.

Odpružená sieť cez MOSFET (10nF kondenzátor a 10 ohm 1/4W odpor) má ovládať časy nábehu a klesania. Bez týchto súčiastok a 330 ohmového hradlového rezistora boli na výstupe signály zvonenia a prekročenia, ktoré mohli viesť k nechcenému elektromagnetickému rušeniu (EMI).

Tabuľka hodnôt odporov pre R4, 2W výkonový odpor

385nm 2,2 ohm 560mA415nm 2,7 ohm 520mA440nm 2,7 ohm 550mA 460nm 2,7 ohm 540mA 500nm 2,7 ohm 590mA 525nm 3,3 ohm 545mA 560nm 3,3 ohm 550mA 590nm 3,9 ohm 570mA 610nm 3,3 ohm 630mA 630nm 3,9 ohm

Krok 4: Potrebné diely: vláknová optika a kombinovač

LED diódy sú spojené s optickým zlučovačom pomocou 3 mm plastového vlákna. Je k dispozícii od mnohých dodávateľov, ale lacnejšie výrobky môžu mať pri krátkych vlnových dĺžkach nadmerný útlm. Kúpil som si nejaké vlákno na eBay, ktoré bolo vynikajúce, ale nejaké lacnejšie vlákno na amazone, ktoré malo výrazný útlm okolo 420 nm a nižšie. Vlákno, ktoré som kúpil na eBay, bolo z tohto zdroja. 10 metrov by malo stačiť. Na párovanie LED diód potrebujete iba 4 metre za predpokladu, že majú dĺžku 12 x 300 mm, ale jednou z možností pri stavbe tejto jednotky je tiež spárovanie jednotlivých vlnových dĺžok s výstupným vláknom 3 mm, takže je praktické mať túto možnosť navyše.

www.ebay.co.uk/itm/Fibre-Optic-Cable-0-25-…

Výstupné vlákno je flexibilné 6 mm vlákno obalené v odolnom plastovom vonkajšom plášti. Je k dispozícii tu. 1 meter dĺžky bude vo väčšine prípadov pravdepodobne stačiť.

www.starscape.co.uk/optical-fibre.php

Optický kombinátor je zúžený plastový svetlovod, ktorý je vyrobený z kusa štvorcovej tyče 15 x 15 mm, narezaného na približne 73 mm a zbrúseného tak, aby výstupný koniec vodidla bol 6 mm x 6 mm.

Opäť si všimnite, že niektoré druhy akrylu môžu mať pri krátkych vlnových dĺžkach nadmerný útlm. Bohužiaľ je ťažké určiť, čo získate, ale prút z tohto zdroja fungoval dobre

www.ebay.co.uk/itm/SQUARE-CLEAR-ACRYLIC-RO…

Tyč z tohto zdroja však mala nadmerný útlm a bola takmer úplne nepriehľadná pre 390 nm ultrafialové svetlo.

www.ebay.co.uk/itm/Acryl-Clear-Solid-Squ…

Krok 5: Potrebné diely: 3D tlačené diely

Niektoré časti sú vytlačené 3d. Oni sú

Vláknové adaptéry LED

Montážna doska z vlákien

(Voliteľný) optický výstupný adaptér (pre jednotlivé výstupy). Toto je len znovu vytlačená doska na pripevnenie vlákien.

Montážna doska optickej spojky

Všetky diely sú vytlačené v štandardnom PLA okrem adaptérov na vlákna. K týmto odporúčam PETG, pretože PLA príliš zmäkčuje; LED diódy sa celkom zahrievajú.

Všetky STL pre tieto časti sú zahrnuté v priložených súboroch k projektu. Pozrite si krok konfigurácie Raspberry Pi pre súbor zip, ktorý obsahuje všetky prostriedky projektu.

Vytlačte vláknové adaptéry pre LED diódy so 100% výplňou. Ostatné je možné vytlačiť s 20% výplňou.

Všetky diely boli vytlačené vo výške vrstvy 0,15 mm pomocou štandardnej 0,4 mm trysky pri 60 mm/s na Creality Ender 3 a tiež na Biqu Magician. Túto úlohu by mala zvládnuť každá lacná 3D tlačiareň.

Všetky diely by mali byť vytlačené zvisle s otvormi smerujúcimi hore - to dáva najlepšiu presnosť. Môžete pre nich preskočiť podpory; vďaka tomu bude montážna doska hlavnej spojky na odtokovej hrane pôsobiť trochu strapato, ale je to len kozmetické; dotyk brúsneho papiera urobí poriadok.

Dôležité: Vytlačte montážnu dosku pre vlákna (a voliteľnú druhú kópiu pre individuálny výstupný adaptér vlákna) v mierke 1,05, t.j. 5% zväčšenej. To zaisťuje, že otvory pre vlákno majú dostatočnú vôľu.

Krok 6: Zostavenie dosky hlavného ovládača

Doska ovládača je vyrobená zo štandardnej medenej lišty (niekedy známej ako veroboard). Neuvádzam podrobné rozloženie, pretože návrh dosky, na ktorom som skončil, sa trochu neusporiadal, pretože som musel pridať komponenty, ako je napríklad sieť snubber, ktorú som pôvodne neplánoval. Horná časť dosky, znázornená vyššie, čiastočne postavená, má výkonové odpory a zásuvku pre Raspberry Pi. Použil som pravouhlý záhlavie pre Pi, takže sedí v pravom uhle k hlavnej doske, ale ak použijete normálnu rovnú hlavičku, bude namiesto toho jednoducho sedieť rovnobežne s doskou. Zaberie tak trochu viac miestnosti, preto si to naplánujte.

Na pripojenie vodičov k doske boli použité veropiny. Na rezanie koľají je užitočný malý špirálový vrták. V zásuvke Pi prerežte stopy ostrým nožom, pretože medzi dvoma sadami kolíkov zásuvky nemáte náhradný otvor.

Všimnite si dvojradu 1 mm medeného drôtu. To má poskytnúť cestu s nízkou impedanciou pre takmer 7 ampérov prúdu, ktorý LED diódy spotrebúvajú pri plnom výkone. Tieto vodiče vedú k zdrojovým svorkám výkonových MOSFETov a odtiaľ k zemi.

Na tejto doske je len malý 5V vodič napájajúci Pi. Dôvodom je, že hlavný napájací zdroj 5 V smeruje k anódam diód LED, ktoré sú v mojom prototype pripojené pomocou štandardného diskového kábla PC IDE na druhej doske. Nemusíte to však robiť a stačí ich zapojiť priamo do zásuvky na prvej doske. V takom prípade spustíte duplicitnú sadu medených drôtov pozdĺž anódovej strany, aby ste zvládli prúd na strane +5V. V prototype boli tieto vodiče na druhej doske.

Krok 7: Výkonné MOSFETy

MOSFETy boli namontované na medenej strane dosky. Sú to zariadenia DPAK, a preto musí byť jazýček spájkovaný priamo s doskou. Na to použite primerane veľký hrot na spájkovačke a rýchlo pocínku zľahka pocínujte. Cínujte medené pásy, na ktoré chcete zariadenie pripevniť. Umiestnite ho na dosku a znova zahrejte záložku. Spájka sa roztaví a zariadenie bude pripevnené. Skúste to urobiť primerane rýchlo, aby ste zariadenie neprehriali; znesie niekoľko sekúnd tepla, preto neprepadajte panike. Akonáhle je záložka (odtok) spájkovaná, môžete potom spájkovať bránu a zdrojové vodiče k doske. Nezabudnite najskôr odrezať koľaje pre bránu a zdrojové vedenia, aby neskratovali na odtokovú záložku !. Z obrázku nie je vidieť, ale zárezy sú pod vývodmi smerom k telu zariadenia.

Orlí čitatelia si všimnú iba 11 MOSFETov. Dôvodom je, že 12 -ty bol pridaný neskôr, keď som dostal LED diódy 560nm. Na šírku sa nezmestí na dosku, takže bol umiestnený inde.

Krok 8: LED diódy a chladiče

Tu je detailný obrázok LED a chladičov. Zapojenie riadiacej dosky bolo zo staršej verzie prototypu, než som prešiel na pripojenie káblov LED k ovládaču pomocou kábla IDE.

Ako už bolo spomenuté, LED diódy sú pripevnené pomocou štvorcov tepelnej pásky Akasa. To má tú výhodu, že ak LED dióda zlyhá, je ľahké ju odstrániť pomocou ostrého noža a prestrihnúť pásku.

Pokiaľ je chladič dostatočne veľký, nič vám nebráni namontovať všetky diódy LED na jeden chladič. Na zobrazených chladičoch pri plnom výkone teplota chladiča dosahuje 50 stupňov C, a preto sú tieto chladiče pravdepodobne o niečo menšie ako optimálne. Pri spätnom pohľade by bolo pravdepodobne tiež dobré umiestniť tri LED diódy s dlhšou vlnovou dĺžkou na každý chladič, nie umiestniť všetkých šesť žiaričov s kratšou vlnovou dĺžkou na jeden a žiarič s dlhšou vlnovou dĺžkou na druhý. Je to preto, že pri danom doprednom prúde žiariče s krátkou vlnovou dĺžkou rozptýlia viac energie v dôsledku vyššieho poklesu napätia vpred, a preto sa zahrievajú.

Môžete samozrejme pridať chladenie ventilátorom. Ak plánujete úplne uzavrieť zostavu LED, bolo by to múdre.

Krok 9: LED zapojenie

LED diódy sú k doske regulátora pripojené štandardným 40 -pinovým káblom IDE. Nie sú použité všetky páry káblov, čo dáva priestor na rozšírenie.

Vyššie uvedené schémy zapojenia ukazujú zapojenie konektora IDE a tiež zapojenie k samotnému Raspberry Pi.

LED diódy sú označené svojimi farbami (UV = ultrafialové, V = fialové, RB = kráľovská modrá, B = modrá, C = azúrová, G = zelená, YG = žltozelená, Y = žltá, A = oranžová, R = svetlá červená, DR = sýto červená, IR = infračervená), teda stúpajúcou vlnovou dĺžkou.

Poznámka: Nezabudnite zabezpečiť, aby +5V pripájacia strana káblovej zásuvky mala 2 x 1 mm hrubé vodiče, ktoré súbežne prebiehajú po lište, aby poskytovali vysokú prúdovú cestu. Podobne zdrojové pripojenia k MOSFETom, ktoré sú uzemnené, by mali mať podobné vodiče, aby poskytli cestu vysokého prúdu k zemi.

Krok 10: Testovanie dosky ovládača

Bez toho, aby ste Raspberry Pi zapojili do dosky, môžete otestovať, či vaše LED ovládače fungujú správne, a to tak, že GPIO piny pripojíte pomocou clipleadu na +5V lištu. Mala by sa rozsvietiť príslušná LED dióda.

Nikdy nepripájajte kolíky GPIO na +5 V, ak je zapojený Pi. Zariadenie poškodíte, interne beží na 3,3 V.

Akonáhle ste si istí, že napájacie ovládače a LED diódy fungujú správne, môžete pokračovať ďalším krokom, ktorým je konfigurácia Raspberry Pi.

Keď sa diódy LED rozsvietia na plný výkon, nepozerajte sa priamo na koniec optických vlákien. Sú mimoriadne svetlé.

Krok 11: Spojenie diód LED pomocou optických vlákien

Každá dióda LED je spojená pomocou 3 mm optického vlákna. Adaptér 3D tlačených vlákien tesne prilieha k zostave LED a vedie vlákno. Blok odľahčenia ťahu je namontovaný približne 65 mm pred chladičmi LED.

To poskytuje dostatok priestoru na to, aby ste sa dostali prstami dovnútra a zatlačili adaptéry vlákien na diódy LED a potom vlákno nasadili.

Vyvŕtajte 4 mm otvory do bloku odľahčenia napätia v súlade s diódami LED.

Každá dĺžka vlákna je približne 250 mm dlhá, ale pretože každé vlákno prechádza inou cestou, skutočná dĺžka sa bude líšiť. Najľahší spôsob, ako to dosiahnuť, je skrátiť dĺžku vlákna 300 mm. Potom musíte vlákno narovnať, inak to nebude možné zvládnuť. Je to ako 3 mm hrubá perspexová tyč a je oveľa tuhšia, ako si predstavujete.

Na narovnanie vlákna som použil mosadznú tyč s dĺžkou 300 mm (približne) 4 mm OD. Vnútorný priemer tyče je dostatočný na to, aby sa vlákno hladko zasunulo do tyče. Zaistite, aby boli oba konce tyče hladké, aby ste nepoškriabali vlákno pri jeho zasúvaní dovnútra a von z prúta.

Vtlačte vlákno do tyče tak, aby bolo na jednom konci v jednej rovine a trochu vyčnievalo na druhom konci, alebo úplne dovnútra, ak je prút dlhší ako vlákno. Potom tyč ponorte na asi 15 sekúnd do hlbokého hrnca naplneného vriacou vodou. Vyberte tyč a v prípade potreby premiestnite vlákno tak, aby bol druhý koniec v jednej rovine s koncom tyče, potom koniec zahrejte rovnakým spôsobom.

Teraz by ste mali mať dokonale rovný kus vlákna. Odstráňte pretlačením ďalšieho kusa vlákna, kým nebudete môcť uchopiť a odstrániť narovnané vlákno.

Akonáhle narovnáte všetkých dvanásť kúskov vlákna, odstrihnite ďalších dvanásť kusov dlhých asi 70 mm. Tieto budú použité na vedenie vlákien cez spojovaciu dosku. Potom, keď je stavba dokončená, budú použité na naplnenie jednotlivých spojok vlákien von, takže nebudú zbytočné.

Narovnajte tieto narezané kusy rovnakým spôsobom. Potom ich namontujte na dosku spojky. Ako by mali vyzerať, môžete vidieť na fotografii vyššie. Rozložené usporiadanie má minimalizovať plochu zaberanú vláknami (minimálna sférická hustota balenia). To zaisťuje, že kombinovač vlákien môže pracovať čo najefektívnejšie.

Vezmite každý kus rezaného vlákna po celej dĺžke a jeden koniec prebrúste plochým brúsnym papierom so zrnitosťou 800 a potom 1 500. Potom vyleštite leštidlom na kov alebo plast - tu je šikovný malý rotačný nástroj s leštiacou podložkou.

Teraz odstráňte JEDNO rezané vlákno a zasuňte vlákno celej dĺžky do spojovacej dosky. Potom ho nasaďte späť cez odľahčenie ťahu tak, aby sa leštený koniec dotýkal prednej časti objektívu LED prostredníctvom spojky z vlákien LED. Opakujte pre každé vlákno. Ponechanie krátkych kúskov vlákna v otvoroch zaistí, aby sa každé dlhé vlákno dalo ľahko dostať presne na to správne miesto.

POZNÁMKA: Netlačte príliš na fialové a ultrafialové diódy LED. Na rozdiel od ostatných diód LED, ktoré sú zapuzdrené do epoxidu, sú zapuzdrené v mäkkom polymérovom materiáli. Je ľahké zdeformovať šošovku a spôsobiť zlomenie spojovacích drôtov. Ver mi, naučil som sa to tvrdo. Pri montáži vlákien na tieto dve diódy LED preto buďte opatrní.

Nezáleží na tom, v akom poradí vediete vlákna cez spojku, ale snažte sa vrstviť vlákna tak, aby sa neprekrížili. V mojom návrhu bolo šesť spodných LED diód vyvedených do najnižších troch otvorov pre tri ľavé LED diódy a potom ďalšie tri otvory pre tri pravé LED diódy a tak ďalej.

Keď máte všetky vlákna prevlečené cez spojku, umiestnite ich na základnú dosku a vyvŕtajte dva montážne otvory a potom ich priskrutkujte.

Potom pomocou veľmi ostrých dvojíc diagonálnych fréz odstrihnite každý kus vlákna čo najbližšie k čelu spojky. Potom vytiahnite každý kus, obrúste a vyleštite rezaný koniec a vymeňte ho, skôr ako prejdete na ďalšie vlákno.

Ak vlákna nie sú úplne v jednej rovine s tvárou spojky, nie je dôvod sa znepokojovať. Najlepšie je urobiť chybu na strane, keď sú mierne zapustené a nie vyčnievajúce, ale na rozdiele milimetrov alebo dvoch nezáleží.

Krok 12: Konfigurácia Raspberry Pi

Proces konfigurácie Raspberry Pi je dokumentovaný v priloženom dokumente RTF, ktorý je súčasťou prílohy súboru zip. Na konfiguráciu Pi nepotrebujete žiadny ďalší hardvér, iba náhradný port USB na počítači, aby ste ho mohli zapojiť, vhodný kábel USB a čítačku kariet SD na vytvorenie obrazu karty MicroSD. Potrebujete tiež kartu MicroSD; 8G je viac než dostatočne veľký.

Keď nakonfigurujete Pi a zapojíte ho do dosky hlavného ovládača, malo by sa objaviť ako prístupový bod WiFi. Keď k tomuto prístupovému bodu pripojíte počítač a prejdete na stránku https://raspberrypi.local alebo https://172.24.1.1, mala by sa vám zobraziť vyššie uvedená stránka. Jednoducho posuňte posúvače a nastavte intenzitu a vlnové dĺžky svetla, ktoré chcete vidieť.

Minimálna intenzita je 2; to je zvláštnosť knižnice Pi PWM.

Druhý obrázok zobrazuje jednotku emulujúcu spektrum žiarovky CFL s emisiami približne 420 nm, 490 nm a 590 nm (fialová, tyrkysová a jantárová), ktoré zodpovedajú typickým trom lampám s fosforovým poťahom.

Krok 13: Kombinátor vlákien

Zlučovač lúčov vlákien je vyrobený zo štvorcovej akrylovej tyče 15 x 15 mm. Všimnite si toho, že niektoré akrylové plasty majú v spektre od 420 nm a nižšie nadmernú absorpciu; aby ste to skontrolovali skôr, ako začnete, posvieťte UV LED diódou na tyč a overte si, či lúč nadmerne neoslabuje (použite kúsok bieleho papiera, aby ste videli modrú žiaru z optických bieliacich prostriedkov v papieri).

Môžete si vytlačiť 3D tlačiteľný prípravok na brúsenie tyče alebo si vytvoriť vlastný z vhodnej plastovej fólie. Odrežte tyč približne na 73 mm a oba konce obrúste a vyleštite. Potom upevnite prípravok na dve protiľahlé strany tyče pomocou obojstrannej lepiacej pásky. Brúste papierom so zrnitosťou 40, kým nebudete v medziach línií 0,5 mm, potom postupne zvyšujte na papier so zrnitosťou 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 a nakoniec 7000, aby ste získali zúžený leštený povrch. Potom prípravok vyberte a premiestnite, aby sa obrúsili ďalšie dve strany. Teraz by ste mali mať zúženú pyramídu vhodnú na montáž do dosky kombinátora vlákien. Úzky koniec je 6 mm x 6 mm, aby zodpovedal vzletu vlákien.

Poznámka: v mojom prípade som celkom nepieskoval na 6 mm x 6 mm, takže kombinátor trochu vyčnieva z montážnej dosky. Na tom nezáleží, pretože 6 mm vlákno je pritlačené a bude sa dotýkať úzkeho konca kombinátora, ak je zatlačené dostatočne ďaleko.

Odstráňte asi 1 palec vonkajšieho plášťa zo 6 mm vlákna, pričom dávajte pozor, aby ste nepoškodili samotné vlákno. Potom, ak vonkajší plášť vlákna nie je dostatočne priliehavý na spojovaciu dosku, jednoducho omotajte kúsok pásky. Potom by malo byť možné ho zasunúť a pohodlne uložiť do kombinovacej pyramídy. Namontujte celú zostavu na základnú dosku v súlade s výstupmi vlákien.

Pri kombinovaní stratíte trochu svetla. Dôvod vidíte z vyššie uvedených optických stôp, pretože koncentrácia svetla nadol spôsobuje aj zväčšenie uhla lúča a my pritom stratíme určité množstvo svetla. Na dosiahnutie maximálnej intenzity na jednej vlnovej dĺžke použite voliteľnú dosku s vláknovou spojkou na odoberanie diódy LED alebo diód LED priamo na 3 mm vlákno.

Krok 14: Doska spojky s individuálnym výstupom vlákna

Toto je len druhá tlač hlavného vodítka vlákien. Opäť nezabudnite tlačiť v mierke 105%, aby bol cez otvory voľný priestor pre vlákna. Túto dosku jednoducho priskrutkujte nadol v súlade s hlavným vedením vlákna, odskrutkujte zostavu kombinátora a nahraďte ju touto doskou. Nezabudnite ho osadiť správnym smerom, otvory sú zarovnané iba v jednom smere !.

Teraz vložte tých 12 kusov vlákien, ktoré ste odrezali, do otvorov v tanieri. Ak chcete vybrať jednu alebo viac vlnových dĺžok, stačí odstrániť jeden kus vlákna a vložiť dlhšiu dĺžku do otvoru. Ak si to prajete, môžete súčasne zachytiť všetkých 12 vlnových dĺžok.

Krok 15: Viac energie !. Viac vlnových dĺžok

Ak chcete, Pi môže riadiť viac kanálov. Dostupnosť LED v iných vlnových dĺžkach však bude pravdepodobne výzvou. Môžete získať lacno 365 nm UV LED, ale 6 mm flexibilný kábel začne silne absorbovať už pri 390 nm. Zistil som však, že jednotlivé vlákna budú pracovať s touto vlnovou dĺžkou, takže ak chcete, môžete pridať alebo vymeniť LED diódu, ktorá vám poskytne kratšiu vlnovú dĺžku UV.

Ďalšou možnosťou je zvýšiť jas zdvojnásobením LED diód. Môžete napríklad navrhnúť a vytlačiť vláknovú spojku 5 x 5 (alebo 4 x 6) a mať 2 diódy LED na kanál. Všimnite si toho, že budete potrebovať oveľa väčší napájací zdroj, pretože budete čerpať takmer 20 ampérov. Každá LED dióda potrebuje svoj vlastný odpúšťací odpor; neparalelujte LED diódy priamo. MOSFETy majú kapacitu viac ako dostatočnú na to, aby poháňali dve alebo dokonca niekoľko diód LED na kanál.

LED diódy s vyšším výkonom nemôžete skutočne používať, pretože nevyžarujú svetlo z malej oblasti ako 3W LED diódy, a preto ich nemôžete efektívne spojiť pomocou vlákien. Vyhľadajte „konzerváciu etendu“, aby ste pochopili, prečo je to tak.

Strata svetla cez kombinátor je pomerne vysoká. Je to bohužiaľ dôsledok fyzikálnych zákonov. Pri zmenšovaní polomeru lúča tiež zvyšujeme jeho uhol divergencie, takže niektoré svetlo uniká, pretože svetlovod a vlákno majú prijímací uhol iba 45 stupňov. Všimnite si toho, že výstupný výkon z jednotlivých výstupov vlákien je výrazne vyšší ako kombinovaný väzobný člen vlnovej dĺžky.