Zostavte dúhový aparát: 11 krokov (s obrázkami)

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

Zariadenie Rainbow (aka Astral Chromascope) je optický prístroj, ktorý vám umožní vidieť farebnú energiu z bežných vecí! V tomto návode vám ukážem, ako si vytvoriť svoj vlastný, aby ste preskúmali technické farby vibrácií vecí okolo vás!

Krok 1: Zhromaždenie potrebného materiálu

Táto zostava vyžaduje 3D tlačiareň a základné znalosti o spájkovaní a montáži. Budete potrebovať:

• 3D tlačiareň.
• Priehľadná baliaca páska (alebo laminovací stroj).
• Biely papier.
• Nožnice.
• Stenový adaptér DC recyklovaný z vyradenej elektroniky.
• Nastaviteľný malý prevodník DC-DC na DC.
• 20 mm vysokovýkonné LED hviezdy vo farbách červenej, zelenej a modrej.
• Multimetr (voliteľný: stolný napájací zdroj s premenlivým napätím).
• Spájkovačka s jadrovou spájkou.
• Nejaký šrotový drôt, niektoré nožnice na drôt a odstraňovač drôtov.
• Elektrická páska.
• Nejaký druh lepidla na plasty. Niečo semipermanentné ako E6000 je dobrá voľba.
• Voliteľné: Zelená plsť zakrýva spodnú časť základne.

Zdroj napájania:

Napájací zdroj je bežný typ „nástennej bradavice“, ktorý sa dodáva s väčšinou elektroniky. V ideálnom prípade sa budete musieť porozhadzovať od vyradenej elektroniky, ktorú môžete použiť. Väčšina nástenných bradavíc vydá napätie 4,5 V, 5 V, 9 V, 12 V alebo niekedy dokonca 24 V. Ďalším dôležitým hodnotením je, či je na výstupe DC (spoločný) alebo AC (menej bežný).

Na tento projekt budete potrebovať minimálne 9 V alebo 12 V adaptér. Musí vydať najmenej 9 wattov. Výkon je jednoducho súčinom výstupného napätia a výstupného prúdu napísaného na štítku. Ak napríklad štítok uvádza, že výstupné napätie je 9 V pri 1 A, znamenalo by to, že vydáva presne 9 wattov. Ak by mal adaptér výstup 12V s prúdom 0,85A (850mA), znamenalo by to, že výkon bude 10,2 wattu a bol by tiež vhodný.

V záujme vlastnej bezpečnosti nepoužívajte napájací zdroj väčší ako 12V alebo 2 ampéry

Získavanie dielov z eBay:

Väčšinu elektronických súčiastok je možné získať na eBay veľmi lacno. Pre diódy LED vyhľadajte „20 mm LED hviezda“. Pravdepodobne nájdete veľa možností farieb a výkonu. Získajte jednu (alebo niekoľko) z každej základnej farby, červenej, zelenej a modrej, a vyberte si 3 wattovú odrodu. Uistite sa, že je veľkosť 20 mm, aby sa správne zmestila na 3D tlačenú základňu.

Ďalšou kritickou súčasťou tejto zostavy je nastaviteľný mini prevodník DC-DC so zníženým výkonom. Jedná sa o malé dosky plošných spojov, ktoré prevádzajú vyššie jednosmerné napätie na nižšie napätie. Budete potrebovať ten, ktorý má na výstupe nastaviteľné napätie. Tie, ktoré používam, sú skutočne malé (17,5 mm x 11,14 mm) a 3D tlačená základňa má výrez pre túto konkrétnu veľkosť.

Videl som ich na eBay s názvom „5pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip“, ale presne to isté predáva mnoho predajcov. Uistite sa, že sa obrázok zhoduje a že na každom konci dosky sú dve spájkovacie podložky. Správny typ a nesprávny typ nájdete na obrázku.

Krok 2: 3D tlač dielov

Z ich STL budete musieť vytlačiť nasledujúce časti:

• 1x Základňa.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pilier.stl
• 1x Retainer.stl (tlač v režime „spiralize“)
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Pre pokročilých, ktorí si chcú prispôsobiť dizajn, som pridal aj zdrojový súbor OpenSCAD.

Krok 3: Vytlačte si šablónu obrazovky projektora a štítok

• Vložte priloženú šablónu „.svg“do Inkscape a vytlačte.

• Na laminovanie stránky použite laminovací stroj alebo:

  • Zakryte biely kruh a obtlačok rovnobežnými pásmi čírej baliacej pásky.
  • Opakujte na opačnej strane.
• Vystrihnite kruh.
• Vystrihnite obtlačok.

Krok 4: Zostavte projekčné plátno

• Vložte obrazovku do prstencovej časti, aby ste zaistili správne uchytenie.
• Na okraje naneste lepidlo, aby ste ho zaistili.
• Zasuňte poistný krúžok pre dodatočnú podporu.

Krok 5: Naučte sa niečo z elektroniky: Čo je to prevodník peňazí?

Buck prevodník je zariadenie, ktoré prevádza jednosmerné napätie na iné jednosmerné napätie, niečo ako transformátor, ale skôr pre jednosmerné ako striedavé napätie.

Pri svietení malých LED diód je bežné použiť odpor na obmedzenie prúdu, ale pre diódy LED s vyšším výkonom by to bolo veľmi neefektívne, pretože veľa energie by sa premenilo na teplo!

Aby sme sa tomu vyhli, môžeme použiť vlastný LED diód s konštantným prúdom alebo môžeme použiť generický prevodník buck, ktorý vydáva nastaviteľné napätie. Buck prevodník neobmedzuje prúd, ale prúd prechádzajúci LED diódami je úmerný napätiu. Ak teda začneme s nízkym napätím, môžeme ho pomaly zvyšovať, kým LED diódami neprúdi požadovaný prúd. Nie je to plug-and-play ako ovládač LED, ale pri správnom nastavení plní svoju úlohu rovnako dobre.

V nasledujúcich krokoch začneme s výstupom 7 V na prevodníku buck a potom ho postupne postupne zvyšujeme. Tento krok je zásadne dôležitý, pretože ak prekročíme prevádzkové napätie, prúd sa dramaticky zvýši a niečo vypustí magický dym!

Krok 6: Počiatočná montáž a ladenie napätia

Odrežte konektor DC z konca kábla nástennej bradavice a oddeľte dva vodiče.

Odizolujte konce asi 5 mm a uistite sa, že sa konce nedotýkajú. Teraz, keď je bradavica zapojená, pomocou multimetra zmerajte napätie na koncoch drôtu. Poznačte si, ktorý koniec je pozitívny na neskôr.

Teraz odpojte nástennú bradavicu a spájkujte konce drôtov s podložkami „in+“a „in-“na prevodníku DC-DC. Uistite sa, že ste správne polaritu a že spájkujete so vstupnou stranou dosky (štítok skontrolujte na zadnej strane dosky).

Predtým, ako budete pokračovať, zmerajte napätie na výstupných podložkách. Otáčajte malou ladiacou skrutkou, kým napätie nebude 7V, a poznačte si, akým smerom musíte otáčať ladiacim gombíkom, aby ste napätie zvýšili alebo znížili. Všimnite si, ako citlivé sú úpravy. Pre ďalší krok budete musieť byť schopní nastaviť napätie v jemných krokoch.

To je dôležité: Pred pokračovaním k ďalšiemu kroku nastavte výstupné napätie nie vyššie ako 7V! Tiež sa uistite, že používate červené, zelené a modré LED diódy! Voľba počiatočného napätia pochádza zo súčtu menovitých napätí týchto konkrétnych LED diód, ktoré sú 1,8 V, 2,0 V a 3,3 V.

Krok 7: Zapojenie LED a prúd jemného doladenia

1. Nastavte diódy LED na otvory v základni a skráťte dĺžku drôtu, ktorý budete potrebovať na zapojenie do série. Budete musieť prejsť od + jednej LED k - ďalšej.
2. Spájkujte LED v sérii. K tejto úlohe je veľmi nápomocná sada pomocných rúk stola!
3. Na začiatku a na konci reťazca LED spájkujte dve dlhšie dĺžky drôtu, najlepšie dvoch rôznych farieb, aby ste mohli sledovať, ktorý je pozitívny a ktorý negatívny. Tento drôt musí byť dostatočne dlhý, aby prešiel otvormi, omotal sa okolo kanála na zadnej strane a do zárezu pre prevodník Buck.
4. Prilepte diódy LED do otvorov na základni a veďte dlhšie drôty po jednom zo zvislých hriadeľov.
5. Prevráťte základňu. Spájkujte vodič „-“na svorku „out-“prevodníka DC-DC. Dbajte na polaritu-ak ju obrátite, LED diódy sa nerozsvietia!
6. V tomto mieste je vodič "+" stále odpojený od podložky "out+". Nastavte svoj multimeter na DC zosilňovače a zapojte nástennú bradavicu. Pripojte multimetr do série s voľným vodičom a podložkou a zaistite, aby bol prúd okolo 400 mA.
7. Ak potrebujete nastaviť prúd, urobte to otočením nastavovacej skrutky o veľmi malé množstvo a skontrolujte prúd.

Poznámka: Ak máte stolný zdroj napájania so vstavaným meračom prúdu, bolo by jednoduchšie ho použiť na oddelené doladenie napätia a jasu reťazca LED. Keď nájdete správne prevádzkové napätie, môžete potom nastaviť napätie na regulátore DC-DC, aby zodpovedalo ideálnemu prevádzkovému napätiu pred zapojením LED diód.

Krok 8: Dokončenie zapojenia a testovanie

• Odpojte nástennú bradavicu a spájajte vodič „+“s podložkou „von+“, aby sa obvod dokončil.
• Zaistite menič DC-DC v priehlbine pomocou kvapky lepidla a prebytočný drôt zabaľte do kanála.
• Pripojte nástenný adaptér a uistite sa, že funguje.

Teraz zapojte nástennú bradavicu a dokončite testovanie. LED diódy budú pravdepodobne dosť jasné a nepríjemné na pohľad, takže to nerobte (namiesto toho zhasnite svetlá vo svojej izbe a pozrite sa na pekné farby, ktoré sa premietajú na vaše steny!).

Pred montážou ho nechajte niekoľko minút bežať a pravidelne kontrolujte, či nie je na dotyk príliš horúci. Ak je, vytočte späť napätie na prevodníku DC na DC-robte to pomaly a dávajte veľký pozor, aby ste to neotočili zle! LED diódy môžete nechať zahriať, ale nie dostatočne horúce, aby roztavili plast, produkovali podivné pachy alebo spálili váš dom!

Ako dodatočné bezpečnostné opatrenie nepoužívajte toto zariadenie bez dozoru

Krok 9: Dokončenie základne

Prevodník a kanál DC-DC zakryte elektrickou páskou. Potom vystrihnite kúsok zelenej plsti, ktorou zakryjete spodnú časť zariadenia. Nalepte plsť na dno pomocou lepidla alebo spreja.

Krok 10: Dokončenie zhromaždenia

Pokračujte v montáži lepením troch stĺpikov do ich štrbín v základni. Potom nasaďte projekčné plátno na hornú časť stĺpikov.

Teraz si dajte chránič zraku (tomu hovorím, pretože bráni oslneniu používateľa). Očný chránič a otočné koliesko majú podobný vzhľad, ale ten menší je chránič zraku. Na vnútornej strane má priečky, ktoré zabraňujú miešaniu svetla z diód LED.

Nasaďte chránič zraku na základňu a zarovnajte ho, kým sa všetky farby nespoja do bielej farby, ktorá pokrýva celú obrazovku. Okolo okraja naneste perličku lepidla a prilepte ho nadol. Pomocou obojstrannej pásky pripevnite obtlačok k základni.

Krok 11: Majte veľmi groovy čas

Teraz nasaďte otočné koliesko na chránič zraku. Tento posledný kus by nemal byť lepený. Môžete ho otočiť, aby ste čiastočne zakryli svetlo a vytvorili chladné farebné vzory! Prilepte za obrazovku rôzne objekty, napríklad útržky 3D tlače, a vrhajte tak úplne groovy dúhové tiene!

Prvá cena v súťaži Make it Glow Contest 2018