Angstrom - noskaņojams LED gaismas avots: 15 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Angstrom ir 12 kanālu regulējams LED gaismas avots, ko var uzbūvēt par mazāk nekā 100 sterliņu mārciņām. Tam ir 12 PWM kontrolēti LED kanāli, kas aptver 390 nm-780 nm, un piedāvā gan iespēju sajaukt vairākus kanālus ar vienu 6 mm šķiedru savienotu izvadi, gan iespēju vienlaikus izvadīt jebkuru vai visus kanālus atsevišķām 3 mm šķiedru izejām.

Lietojumprogrammas ietver mikroskopiju, kriminālistiku, kolorimetriju, dokumentu skenēšanu utt. Jūs varat viegli simulēt dažādu gaismas avotu spektru, piemēram, kompaktās dienasgaismas lampas (CFL).

Turklāt gaismas avotus varētu izmantot interesantiem teātra apgaismojuma efektiem. Barošanas kanāli ir vairāk nekā spējīgi apstrādāt papildu gaismas diodes ar augstāku nominālo barošanas avotu, un vairāki viļņu garumi rada skaistu un unikālu daudzkrāsainu ēnu efektu, ko parastie baltie vai RGB LED avoti nevar dublēt. Tā ir visa varavīksne kastē !.

1. darbība. Nepieciešamās detaļas - grīdlīste, barošana, kontrolieris un LED montāža

Pamatne: iekārta ir samontēta uz koka pamatnes, aptuveni 600 x 200 x 20 mm. Turklāt, lai izlīdzinātu optiskās šķiedras, tiek izmantots koka bloks ar spriegumu 180 mm x 60 mm x 20 mm.

5V 60W barošanas avots ir pievienots elektrotīklam, izmantojot kausētu IEC kontaktdakšu, kas aprīkota ar 700mA drošinātāju, un kā galvenais strāvas slēdzis tiek izmantots neliels pārslēgšanas slēdzis, kura nominālā vērtība ir vismaz 1A 240V.

Galvenā shēmas plate ir izgatavota no standarta ar fenolu pārklāta sloksnes plātnes ar 0,1 collas piķi. Prototipā šī dēļa izmēri ir aptuveni 130 mm x 100 mm. Prototipam tika uzstādīta papildu otrā plāksne, kuras izmērs bija aptuveni 100 mm X 100 mm, taču tas ir paredzēts tikai papildu shēmām, piemēram, signālu apstrādes loģikai spektroskopijai utt., Un nav nepieciešams pamatvienībai.

Galvenais LED komplekts sastāv no 12 3W zvaigžņu gaismas diodēm, katra ar atšķirīgu viļņu garumu. Tie ir sīkāk aplūkoti sadaļā par LED komplektu zemāk.

Gaismas diodes ir uzstādītas uz divām alumīnija radiatoriem, kuru prototips bija 85 mm x 50 mm x 35 mm dziļš.

Iekārtas vadīšanai tiek izmantots Raspberry Pi Zero W. Tas ir aprīkots ar galveni un iesprauž atbilstošā 40 kontaktu ligzdā uz galvenās shēmas plates.

2. darbība. Nepieciešamās detaļas: gaismas diodes

12 gaismas diodēm ir šādi centra viļņu garumi. Tie ir 3 W zvaigžņu gaismas diodes ar 20 mm radiatora pamatni.

390 nm 410 nm 440 nm 460 nm 500 nm 520 nm 560 nm 580 nm 590 nm 630 nm 660 nm 780 nm

Visas vienības, izņemot 560 nm, tika iegūtas no FutureEden. 560 nm vienība tika iegūta no eBay, jo FutureEden nav ierīces, kas aptver šo viļņa garumu. Ņemiet vērā, ka šī vienība tiks nosūtīta no Ķīnas, tāpēc dodiet laiku piegādei.

Gaismas diodes ir piestiprinātas pie radiatora, izmantojot termolenti Akasa. Izgrieziet 20 mm kvadrātus un pēc tam vienkārši pielīmējiet vienu pusi pie gaismas diodes, bet otru - pie radiatora, nodrošinot, ka ievērojat ražotāja norādījumus par to, kura lentes puse iet uz LED radiatoru.

3. darbība. Nepieciešamās detaļas: LED vadības shēma

Katrs LED kanāls tiek kontrolēts no GPIO tapas Raspberry Pi. PWM tiek izmantots, lai kontrolētu gaismas diodes intensitāti. Jaudas MOSFET (Infineon IPD060N03LG) vada katru LED caur 2W jaudas rezistoru, lai ierobežotu LED strāvu.

R4 vērtības katrai ierīcei un izmērītā strāva ir parādītas zemāk. Rezistora vērtība mainās, jo sprieguma kritums īsāka viļņa garuma gaismas diodēs ir lielāks nekā garāka viļņa garuma gaismas diodēm. R4 ir 2W rezistors. Darbības laikā tas kļūs diezgan silts, tāpēc noteikti uzstādiet rezistorus no vadības paneļa, turot vadus pietiekami ilgi, lai rezistora korpuss būtu vismaz 5 mm attālumā no plāksnes.

Infineon ierīces ir pieejamas lēti vietnē eBay, un tās piedāvā arī tādi piegādātāji kā Mouser. To nominālā jauda ir 30 V 50A, kas ir milzīga rezerve, taču tie ir lēti un viegli lietojami, jo tie ir DPAK ierīces un tāpēc viegli lodējami ar rokām. Ja vēlaties aizstāt ierīces, noteikti izvēlieties vienu ar atbilstošu strāvas robežu un vārtu slieksni, lai pie 2–2,5 V ierīce būtu pilnībā ieslēgta, jo tā atbilst loģikas līmeņiem (maksimums 3,3 V), kas pieejami Pi GPIO tapas. Vārtu/avota kapacitāte šīm ierīcēm ir 1700pf, un jebkurai nomaiņai vajadzētu būt aptuveni līdzīgai kapacitātei.

MOSFET tīkls (10 nF kondensators un 10 omi 1/4 W rezistors) ir paredzēts, lai kontrolētu pieauguma un krituma laikus. Bez šiem komponentiem un 330 omu vārtu rezistora tika konstatēts, ka izejā ir zvanīts un pārsniegts, kas varētu izraisīt nevēlamus elektromagnētiskos traucējumus (EMI).

Rezistoru vērtību tabula R4, 2W jaudas rezistors

385nm 2,2 omi 560mA415nm 2,7 omi 520mA440nm 2,7 omi 550mA 460nm 2,7 omi 540mA 500nm 2,7 omi 590mA 525nm 3,3 omi 545mA 560nm 3,3 omi 550mA 590nm 3,9 omi 570mA 610nm 630m 630n 6m 630n 6m

4. darbība. Nepieciešamās detaļas: šķiedru optika un kombinētājs

Gaismas diodes ir savienotas ar optisko kombinētāju, izmantojot 3 mm plastmasas šķiedru. Tas ir pieejams no vairākiem piegādātājiem, taču lētākiem produktiem var būt pārmērīga vājināšanās īsos viļņu garumos. Es nopirku kādu šķiedru vietnē eBay, kas bija izcila, bet dažas lētākas šķiedras Amazonā, kurai bija ievērojams vājinājums aptuveni 420 nm un zemāks. Šķiedra, ko es iegādājos no eBay, bija no šī avota. 10 metriem vajadzētu būt pietiekami. Lai savienotu gaismas diodes ar 12 X 300 mm garumu, jums ir nepieciešami tikai 4 metri, taču, veidojot šo ierīci, viena no iespējām ir arī atsevišķu viļņu garumu savienošana ar 3 mm izejas šķiedru, tāpēc ir ērti iegūt papildu iespēju šai opcijai.

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

Izejas šķiedra ir elastīga 6 mm šķiedra, kas ievietota izturīgā plastmasas ārējā apvalkā. Tas ir pieejams no šejienes. Vairumā gadījumu, iespējams, pietiks ar 1 metru garumu.

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

Optiskais apvienotājs ir konusveida plastmasas gaismas vads, kas izgatavots no 15 x 15 mm kvadrātveida stieņa gabala, sagriezts līdz aptuveni 73 mm un noslīpēts tā, lai vadotnes izejas gals būtu 6 mm x 6 mm.

Atkal ņemiet vērā, ka dažām akrila šķirnēm var būt pārmērīga vājināšanās īsos viļņu garumos. Diemžēl ir grūti noteikt, ko jūs iegūsit, bet stienis no šī avota strādāja labi

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

Tomēr stienim no šī avota bija pārmērīgs vājinājums un tas bija gandrīz pilnīgi necaurspīdīgs līdz 390 nm UV gaismai.

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

5. solis: Nepieciešamās detaļas: 3D drukātas detaļas

Dažas detaļas ir drukātas 3D formātā. Viņi ir

LED šķiedru adapteri

Šķiedru montāžas plāksne

Šķiedru izejas adapteris (pēc izvēles) (atsevišķiem izvadiem). Šī ir tikai atkārtoti izdrukāta šķiedru stiprinājuma plāksne.

Optiskā savienojuma stiprinājuma plāksne

Visas detaļas ir drukātas standarta PLA, izņemot šķiedru adapterus. Es iesaku tiem PETG, jo PLA mīkstina pārāk daudz; gaismas diodes kļūst diezgan siltas.

Visas šo detaļu STL ir iekļautas projekta pievienotajos failos. Skatiet soli, kā konfigurēt Raspberry Pi zip failam, kurā ir visi projekta līdzekļi.

Izdrukājiet šķiedru adapterus gaismas diodēm ar 100% piepildījumu. Pārējos var izdrukāt ar 20% pildījumu.

Visas detaļas tika iespiestas 0,15 mm slāņa augstumā, izmantojot standarta 0,4 mm sprauslu ar ātrumu 60 mm/s uz Creality Ender 3 un arī Biqu Magician. Jebkuram lētam 3D printerim vajadzētu darīt šo darbu.

Visas detaļas jāizdrukā vertikāli ar caurumiem uz augšu - tas nodrošina vislabāko precizitāti. Jūs varat izlaist atbalstu tiem; tas padarīs galvenās sakabes stiprinājuma plāksni nedaudz nolietotu uz aizmugurējās malas, bet tas ir tikai kosmētisks līdzeklis; pieskāriens smilšpapīram to sakārtos.

Svarīgi! Izdrukājiet šķiedru stiprinājuma plāksni (un atsevišķu šķiedras izvades adaptera papildu kopiju) ar 1,05 mērogu, ti, palielinot par 5%. Tas nodrošina šķiedras caurumiem pietiekamu atstarpi.

6. darbība: galvenās vadības pults montāža

Kontroliera plāksne ir izgatavota no standarta vara sloksnes (dažreiz pazīstama kā verbooard). Es neiekļauju detalizētu izkārtojumu, jo tāfeles dizains, ar kuru es nokļuvu, kļuva nedaudz nesakārtots, jo bija jāpievieno tādi komponenti kā sakņu tīkls, kuru es sākotnēji nebiju plānojis. Plāksnes augšpusē, kas parādīta iepriekš, ir daļēji uzbūvēta, ir jaudas rezistori un ligzda Raspberry Pi. Pi izmantoju taisna leņķa galveni, tāpēc tā atrodas taisnā leņķī pret galveno plati, bet, ja izmantojat parastu taisnu galveni, tā vietā tā vienkārši atradīsies paralēli. Tādā veidā tas aizņems nedaudz vairāk vietas, tāpēc attiecīgi plānojiet.

Veropins tika izmantots, lai savienotu vadus ar plāksni. Lai sagrieztu sliežu ceļus, ir noderīgs neliels savērpšanas urbis. Pi kontaktligzdai izmantojiet asu amatniecības nazi, lai sagrieztu sliežu ceļus, jo jums nav rezerves cauruma starp diviem kontaktdakšu tapām.

Ņemiet vērā dubulto 1 mm vara stieples rindu. Tas ir paredzēts, lai nodrošinātu zemas pretestības ceļu gandrīz 7 ampēriem strāvai, ko gaismas diodes patērē ar pilnu jaudu. Šie vadi iet uz strāvas MOSFET avotu spailēm un no turienes uz zemi.

Uz šīs plates ir tikai neliels 5 V vads, kas baro Pi. Tas ir tāpēc, ka 5 V galvenā barošana tiek piegādāta gaismas diožu anodiem, kas ir savienoti, izmantojot standarta PC IDE diska kabeli, kas atrodas otrā prototipa plāksnē. Tomēr jums tas nav jādara, un jūs varat tos vienkārši pieslēgt kontaktligzdai pirmajā plāksnē. Tādā gadījumā jūs vadīsit vara vadu kopiju gar anoda pusi, lai apstrādātu strāvu +5 V pusē. Prototipā šie vadi atradās otrajā plāksnē.

7. solis: barošanas MOSFET

MOSFET tika uzstādīti tāfeles vara pusē. Tās ir DPAK ierīces, tāpēc cilne ir jāpielodē tieši pie tāfeles. Lai to izdarītu, izmantojiet atbilstoši lielu lodāmura uzgali un ātri viegli ievelciet cilni. Alvas vara sliedes, kur pievienosit ierīci. Novietojiet to uz tāfeles un vēlreiz uzsildiet cilni. Lodmetāls izkausēs un ierīce tiks piestiprināta. Mēģiniet to izdarīt samērā ātri, lai ierīce nepārkarstu; tas panes vairākas sekundes karstuma, tāpēc nekrītiet panikā. Kad cilne (kanalizācija) ir pielodēta, jūs varat lodēt vārtus un avota vadus pie tāfeles. Neaizmirstiet vispirms nogriezt sliedes vārtiem un avota vadiem, lai tie nenonāktu līdz iztukšošanas cilnei !. Jūs nevarat redzēt no attēla, bet izcirtņi atrodas zem vadiem uz ierīces korpusu.

Ērgļa acu lasītāji atzīmēs tikai 11 MOSFET. Tas ir tāpēc, ka 12. tika pievienots vēlāk, kad es saņēmu 560 nm LED. Tas neietilpst uz tāfeles platuma dēļ, tāpēc tika novietots citur.

8. solis: gaismas diodes un radiatori

Šeit ir gaismas diodes un radiatoru tuvplāna attēls. Kontroliera plates vadi bija no iepriekšējās prototipa versijas, pirms es pārgāju uz IDE kabeļa izmantošanu, lai savienotu gaismas diodes ar kontrolieri.

Kā minēts iepriekš, gaismas diodes tiek piestiprinātas, izmantojot Akasa termiskās lentes kvadrātus. Tam ir priekšrocība - ja gaismas diode neizdodas, to ir viegli noņemt, izmantojot asu nazi, lai izgrieztu lenti.

Kamēr radiators ir pietiekami liels, nekas neliedz jums uzstādīt visas gaismas diodes uz viena radiatora. Parādītajos radiatoros ar pilnu jaudu radiatora temperatūra sasniedz 50 ° C, un tāpēc šīs radiatori, iespējams, ir nedaudz mazāki par optimālo. Vēlāk raugoties, iespējams, arī būtu bijusi laba ideja uz katra radiatora novietot trīs garāka viļņa garuma gaismas diodes, nevis novietot visus sešus īsākā viļņa garuma izstarotājus vienā un garāku viļņu garuma izstarotājus otrā. Tas ir tāpēc, ka noteiktā uz priekšu vērstā strāva īsā viļņa garuma izstarotāji izkliedē lielāku jaudu, jo tiem ir lielāks sprieguma kritums uz priekšu, un līdz ar to kļūst siltāks.

Jūs, protams, varētu pievienot ventilatora dzesēšanu. Ja plānojat pilnībā ievietot LED komplektu, tas būtu saprātīgi.

9. solis: LED vadi

Gaismas diodes ir savienotas ar vadības paneli, izmantojot standarta 40 kontaktu IDE kabeli. Ne visi kabeļu pāri tiek izmantoti, ļaujot paplašināties.

Iepriekš redzamās elektroinstalācijas shēmas parāda IDE savienotāja vadus, kā arī paša Raspberry Pi vadus.

Gaismas diodes apzīmē ar to krāsām (UV = ultravioletais, V = violets, RB = karaliski zils, B = zils, C = ciāna, G = zaļš, YG = dzelteni zaļš, Y = dzeltens, A = dzintars, R = gaišs sarkans, DR = dziļi sarkans, IR = infrasarkanais), ti, augošā viļņa garumā.

Piezīme: neaizmirstiet pārliecināties, ka kabeļa kontaktligzdas +5V pieslēguma pusē ir 2 x 1 mm biezi vadi, kas paralēli virzās uz leju no sloksnes, lai nodrošinātu augstu strāvas ceļu. Līdzīgi avota savienojumiem ar MOSFET, kas ir iezemēti, jābūt līdzīgiem vadiem, lai nodrošinātu augstu strāvas ceļu uz zemi.

10. darbība: kontroliera paneļa pārbaude

Nepievienojot Raspberry Pi plāksnei, varat pārbaudīt, vai jūsu LED draiveri darbojas pareizi, pievienojot GPIO tapas, izmantojot skavu, +5V sliedei. Jāiedegas atbilstošajai gaismas diodei.

Nekad nepievienojiet GPIO tapas pie +5 V, kad Pi ir pievienots. Jūs sabojāsit ierīci, tā darbojas iekšēji ar 3.3 V spriegumu.

Kad esat pārliecināts, ka strāvas draiveri un gaismas diodes darbojas pareizi, varat turpināt nākamo darbību, proti, konfigurēt Raspberry Pi.

Neskatieties tieši optisko šķiedru galā, ja gaismas diodes darbojas ar pilnu jaudu. Tie ir ārkārtīgi spilgti.

11. solis: LED šķiedru savienošana

Katra gaismas diode ir savienota ar 3 mm optisko šķiedru. 3D drukātās šķiedras adapteris cieši pieguļ LED blokam un vada šķiedru. Celma samazināšanas bloks ir uzstādīts aptuveni 65 mm priekšā LED radiatoriem.

Tas nodrošina pietiekami daudz vietas, lai ievilktu pirkstus un piespiestu šķiedru adapterus uz gaismas diodēm un pēc tam uzstādītu šķiedru.

Izurbiet 4 mm caurumus caur deformācijas atbrīvošanas bloku saskaņā ar gaismas diodēm.

Katra šķiedras garums ir aptuveni 250 mm, tomēr, tā kā katra šķiedra iet atšķirīgu ceļu, faktiskais uzstādītais garums būs atšķirīgs. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir samazināt 300 mm šķiedras. Pēc tam jums ir jāiztaisno šķiedra, pretējā gadījumā to nebūs iespējams pārvaldīt. Tas ir kā 3 mm biezs perspex stienis un ir daudz stingrāks, nekā jūs iedomājaties.

Lai iztaisnotu šķiedru, es izmantoju 300 mm garu (aptuveni) 4 mm OD misiņa stieni. Stieņa iekšējais diametrs ir pietiekams, lai šķiedra vienmērīgi ieslīdētu stienī. Pārliecinieties, ka abi stieņa gali ir gludi, lai nesaskrāpētu šķiedru, bīdot to stienī un no tā.

Iebīdiet šķiedru stienī tā, lai tas vienā līmenī būtu vienā līmenī un otrs ar nelielu garumu, vai līdz galam, ja stienis ir garāks par šķiedru. Pēc tam apmēram 15 sekundes iemērciet stieni dziļā katliņā, kas piepildīts ar verdošu ūdeni. Noņemiet stieni un, ja nepieciešams, novietojiet šķiedru tā, lai otrs gals būtu vienā līmenī ar stieņa galu, pēc tam to pašu galu sasildiet.

Tagad jums vajadzētu iegūt pilnīgi taisnu šķiedras gabalu. Noņemiet, stumjot cauri citu šķiedras gabalu, līdz varat satvert un noņemt iztaisnoto šķiedru.

Kad esat iztaisnojis visus divpadsmit šķiedras gabalus, nogrieziet vēl divpadsmit apmēram 70 mm garus gabalus. Tie tiks izmantoti, lai virzītu šķiedras caur sakabes plāksni. Tad, kad būvniecība būs pabeigta, tie tiks izmantoti, lai aizpildītu atsevišķu šķiedru savienotāju, lai tie netiktu izšķiesti.

Izlīdziniet šos sagrieztos gabalus tādā pašā veidā. Pēc tam piestipriniet tos pie savienotāja plāksnes. Kā viņiem vajadzētu izskatīties, varat redzēt iepriekš redzamajā fotoattēlā. Pakāpeniska izkārtojuma mērķis ir samazināt šķiedru aizņemto platību (minimāls sfēriskais iepakojuma blīvums). Tas nodrošina, ka šķiedru kombinētājs var darboties pēc iespējas efektīvāk.

Paņemiet visu sagriezto šķiedru gabalu pilnā garumā un noslīpējiet vienu galu līdzenam, apstrādājot līdz 800 un pēc tam 1500 smilšpapīra. Pēc tam pulējiet ar metāla vai plastmasas laku - šeit ir ērts neliels rotācijas instruments ar pulēšanas spilventiņu.

Tagad noņemiet VIENU sagrieztu šķiedru un iebīdiet šķiedru pilnā garumā savienojuma plāksnē. Pēc tam ievietojiet to atpakaļ caur deformācijas slāpētāju tā, lai pulētais gals pieskartos LED objektīva priekšpusei, izmantojot LED šķiedru savienotāju. Atkārtojiet katru šķiedru. Turot īsos šķiedras gabaliņus caurumos, katra garā šķiedra ir viegli nokļūstama tieši pareizajā vietā.

PIEZĪME. Nespiediet pārāk spēcīgi violetās un ultravioletās gaismas diodes. Tās ir iekapsulētas ar mīkstu polimēru materiālu, atšķirībā no citām gaismas diodēm, kas ir iekapsulētas ar epoksīdu. Ir viegli deformēt objektīvu un izraisīt savienojuma vadu pārrāvumu. Ticiet man, es to iemācījos smagajā ceļā. Tāpēc esiet saudzīgs, uzstādot šķiedras šīm divām gaismas diodēm.

Nav svarīgi, kādā secībā šķiedras ved caur savienotāju, bet mēģiniet kārtot šķiedras tā, lai tās nešķērsotos. Manā dizainā seši apakšējie gaismas diodes tika novirzīti uz trim zemākajiem caurumiem kreisajiem trim gaismas diodēm un pēc tam nākamie trīs caurumi labajiem trim gaismas diodēm un tā tālāk.

Kad visas šķiedras ir izvadītas caur savienotāju, novietojiet to uz pamatplates un izurbiet divus montāžas caurumus, pēc tam pieskrūvējiet.

Pēc tam, izmantojot ļoti asu diagonālo griezēju pāri, sagrieziet katru šķiedras gabalu pēc iespējas tuvāk savienojuma virsmai. Pēc tam izvelciet katru gabalu, noslīpējiet un pulējiet griezuma galu un nomainiet to, pirms pāriet uz nākamo šķiedru.

Neuztraucieties, ja visas šķiedras nav tieši vienā līmenī ar savienotāja virsmu. Vislabāk ir kļūdīties, ja tie ir nedaudz padziļināti, nevis izvirzīti, bet milimetru vai divu atšķirībai nav nozīmes.

12. darbība. Raspberry Pi konfigurēšana

Raspberry Pi konfigurācijas process ir dokumentēts pievienotajā rtf dokumentā, kas ir daļa no zip faila pielikuma. Lai konfigurētu Pi, nav nepieciešama papildu aparatūra, izņemot datora rezerves USB portu, lai to pievienotu, piemērots USB kabelis un SD karšu lasītājs, lai izveidotu MicroSD kartes attēlu. Jums ir nepieciešama arī MicroSD karte; 8G ir vairāk nekā pietiekami liels.

Kad esat konfigurējis Pi un pievienojis to galvenajam kontrollera panelim, tam vajadzētu parādīties kā WiFi piekļuves punktam. Pievienojot datoru šim AP un pārlūkojot vietni https://raspberrypi.local vai https://172.24.1.1, jums vajadzētu redzēt iepriekš minēto lapu. Vienkārši bīdiet slīdņus, lai iestatītu vēlamās gaismas intensitāti un viļņu garumus.

Ņemiet vērā, ka minimālā intensitāte ir 2; tā ir Pi PWM bibliotēkas īpatnība.

Otrajā attēlā ir redzama iekārta, kas emulē CFL lampas spektru, un emisijas ir aptuveni 420 nm, 490 nm un 590 nm (violeta, tirkīza un dzintara krāsā), kas atbilst tipiskajām trim fosfora pārklājuma lampām.

13. solis: šķiedru kombinētājs

Šķiedru staru savienotājs ir izgatavots no 15 x 15 mm kvadrātveida akrila stieņa. Ņemiet vērā, ka dažām akrila plastmasām ir pārmērīga absorbcija spektrā no 420 nm un zemāk; lai to pārbaudītu, pirms sākat, spīdiet UV gaismas diodi caur stieni un pārbaudiet, vai tas pārmērīgi nesamazina staru (izmantojiet balta papīra gabalu, lai jūs varētu redzēt zilo mirdzumu no papīra optiskajiem balinātājiem).

Jūs varat izdrukāt 3D izdrukājamo džipu, lai slīpētu stieni uz leju, vai izgatavot savu no kādas piemērotas plastmasas loksnes. Nogrieziet stieni līdz aptuveni 73 mm un abus galus slīpējiet un pulējiet. Pēc tam ar divpusēju līmlenti piestipriniet džigu pie divām pretējām stieņa pusēm. Slīpējiet, izmantojot 40 smilšpapīru, līdz atrodaties aptuveni 0,5 mm attālumā no džiga līnijām, pēc tam pakāpeniski palieliniet līdz 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 un visbeidzot 7000 smilšpapīru, lai iegūtu konusveida pulētu virsmu. Pēc tam noņemiet džigu un novietojiet to abās pārējās pusēs. Tagad jums vajadzētu būt konusveida piramīdai, kas piemērota uzstādīšanai šķiedru kombinēšanas plāksnē. Šaurais gals ir 6 mm x 6 mm, lai tas atbilstu šķiedru pacelšanai.

Piezīme: manā gadījumā es neesmu noslīpējis līdz 6 mm x 6 mm, tāpēc kombinētājs nedaudz izceļas no montāžas plāksnes. Tam nav nozīmes, jo 6 mm šķiedra ir piemērota presei, un tā tiks saspiesta ar šauru kombaina galu, ja to iebīdīs pietiekami tālu.

Noņemiet apmēram 1 collu ārējās apvalka no 6 mm šķiedras, uzmanoties, lai nesabojātu pašu šķiedru. Tad, ja šķiedras ārējais apvalks nav pietiekami cieši pieguļ savienotāja plāksnei, vienkārši aptiniet lentes gabalu. Pēc tam to vajadzētu būt iespiestam un cieši pieguļot apvienotāja piramīdai. Uzstādiet visu mezglu pie pamatnes atbilstoši šķiedru izejām.

Ņemiet vērā, ka, apvienojot, jūs zaudējat nedaudz gaismas. Jūs varat redzēt iemeslu no iepriekš redzamajām optiskajām pēdām, jo gaismas koncentrēšana uz leju palielina arī staru leņķi un mēs zaudējam daļu gaismas. Lai iegūtu maksimālu intensitāti vienā viļņa garumā, izmantojiet papildu šķiedru savienojuma plāksni, lai noņemtu gaismas diodi vai gaismas diodes tieši uz 3 mm šķiedru.

14. darbība. Atsevišķa šķiedru izvades savienotāja plāksne

Šī ir tikai otrā šķiedras galvenā ceļveža izdruka. Atkal atcerieties drukāt 105% mērogā, lai caur caurumiem būtu šķiedras. Vienkārši pieskrūvējiet šo plāksni atbilstoši galvenajai šķiedru vadotnei, atskrūvējiet kombinētāja komplektu un nomainiet to ar šo plāksni. Neaizmirstiet to uzstādīt pareizi, caurumi sakrīt tikai vienā virzienā!

Tagad ievietojiet šos 12 šķiedras gabalus, kurus esat nogriezis, plāksnes caurumos. Lai izvēlētos vienu vai vairākus viļņu garumus, vienkārši noņemiet vienu šķiedras gabalu un ievietojiet caurumā garāku garumu. Ja vēlaties, varat vienlaikus noņemt visus 12 viļņu garumus.

15. solis: vairāk spēka !. Vairāk viļņu garumu

Ja vēlaties, Pi var vadīt vairāk kanālu. Tomēr gaismas diodes pieejamība citos viļņu garumos, visticamāk, būs izaicinājums. Jūs varat lēti iegūt 365 nm UV gaismas diodes, bet elastīgais 6 mm šķiedras kabelis sāk spēcīgi absorbēt pat pie 390 nm. Tomēr es atklāju, ka atsevišķas šķiedras darbosies ar šo viļņa garumu, tādēļ, ja vēlaties, varat pievienot vai nomainīt gaismas diodi, lai iegūtu īsāku UV viļņa garumu.

Vēl viena iespēja ir palielināt spilgtumu, dubultojot gaismas diodes. Piemēram, jūs varētu noformēt un izdrukāt 5 X 5 šķiedru savienotāju (vai 4 X 6), un katrā kanālā ir 2 gaismas diodes. Ņemiet vērā, ka jums būs nepieciešams daudz lielāks barošanas avots, jo tiks patērēts gandrīz 20 ampēri. Katrai gaismas diodei ir nepieciešams savs kritiena rezistors; nesaskaņojiet gaismas diodes tieši. MOSFET ir vairāk nekā pietiekami daudz jaudas, lai vienā kanālā darbinātu divas vai pat vairākas gaismas diodes.

Jūs patiešām nevarat izmantot lielākas jaudas gaismas diodes, jo tās neizstaro gaismu no nelielas vietas, piemēram, 3 W gaismas diodes, un tāpēc jūs nevarat tos efektīvi savienot ar šķiedrām. Meklējiet “etendue saglabāšana”, lai saprastu, kāpēc tas tā ir.

Gaismas zudums caur kombinētāju ir diezgan liels. Diemžēl tās ir fizikas likumu sekas. Samazinot staru kūļa rādiusu, mēs arī palielinām tā novirzes leņķi, tāpēc daļa gaismas izplūst, jo gaismas vadotnei un šķiedrai ir tikai pieņemšanas leņķis ap 45 grādiem. Ņemiet vērā, ka atsevišķu šķiedru izeju izejas jauda ir ievērojami lielāka nekā kombinētā viļņu garuma savienotājs.