Fluorescējoša kristāla displeja statīvs: 5 soļi (ar attēliem)

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

Kad absolvēju universitāti, es strādāju pie tumšās vielas tiešās noteikšanas eksperimenta ar nosaukumu CRESST. Šajā eksperimentā tiek izmantoti daļiņu detektori, kuru pamatā ir mirgojoši kalcija volframāta (CaWO4) kristāli. Man kā suvenīrs ir salauzts kristāls, un es vienmēr gribēju izveidot stendu, kas aizrauj kristāla fluorescenci.

Es saprotu, ka cilvēki, iespējams, nekopēs šo precīzo uzbūvi, jo kalcija volframāta kristāli nav nopērkami un arī manis izmantotās UVC gaismas diodes ir diezgan dārgas. Tomēr tas var jums palīdzēt, ja plānojat veidot stendu citiem fluorescējošiem minerāliem, piemēram, dzintaram vai fluorītam.

1. darbība: apkopojiet materiālus

• fluorescējošs CaWO4 kristāls
• maza projekta kaste (piemēram, conrad.de)
• 278 nm UVC LED (piemēram, Crystal IS)
• LED labais borts (metāla serdes PCB) (piemēram, Lumitronix)
• termo spilventiņš (piemēram, Lumitronix)
• radiators (piemēram, Lumitronix)
• pastiprināšanas modulis (piemēram, ebay.de)
• LED pastiprināšanas draiveris (piemēram, ebay.de)
• LiPo akumulators (piemēram, ebay.de)
• bīdāmo slēdzi
• 0,82 omi 1206 SMD rezistors

Fluorescenci kalcija volframātā var ierosināt pie viļņu garuma <280 nm. UV tas ir diezgan tālu, un gaismas diodes šajā viļņu garumā parasti ir diezgan dārgas (~ 150 USD/gab.). Par laimi, es bez maksas saņēmu aptuveni 278 nm SMD gaismas diodes, jo tās palika pāri no uzņēmuma, kurā es strādāju, inženiertehniskiem paraugiem. Šāda veida gaismas diodes parasti izmanto dezinfekcijai.

BRĪDINĀJUMS: UV gaisma var kaitēt acīm un ādai. Pārliecinieties, vai ir pienācīga aizsardzība, piem. UV brilles

Saskaņā ar tehnisko datu lapu gaismas diodēm ir optiskā izejas jauda ~ 25 mW, darba strāva 300 mA un augsts spriegums uz priekšu ~ 12 V. Tā kā gaismas diodes izkliedē aptuveni 3 W siltuma, tās jāpiestiprina pie pareiza siltuma izlietne. Tāpēc es iegādājos metāla serdes PCB (labo bortu) ar pareizo nospiedumu, termo spilventiņu un nelielu siltuma izlietni. Tā kā gaismas diodes var viegli sabojāt pārāk lielas strāvas, tās jādarbina ar nemainīgas strāvas vadītāju. Es saņēmu ļoti lētu pastāvīgas strāvas palielināšanas draivera paneli, pamatojoties uz XL6003 IC, kas arī palielina izejas spriegumu. Saskaņā ar datu lapu izejas spriegums nedrīkst būt lielāks par 2x ieejas spriegumu. Tomēr, tā kā es gribēju visu darbināt no 3,7 V LiPo akumulatora, es pievienoju vēl vienu pastiprinātāja pārveidotāju, kas palielina akumulatora spriegumu līdz ~ 6 V pirms LED draivera. LED draivera izejas strāvu nosaka divi SMD rezistori, kas paralēli savienoti uz tāfeles. Saskaņā ar XL6003 datu lapu strāvu norāda ar I = 0,22 V/Rs. Pēc noklusējuma paralēli ir pievienoti divi 0,68 omu rezistori, kas sasniedz ~ 650 mA. Lai samazinātu strāvu, man bija jāaizstāj šie rezistori ar 0,82 omu rezistoru, kas dos ~ 270 mA.

2. solis: LED uzstādīšana

Nākamajā solī es lodēju gaismas diodi uz labo bortu. Kā jau minēts, ir svarīgi iegūt PCB ar atbilstošu jūsu gaismas diodes nospiedumu. Lodēšana uz metāla kodola PCB var būt sarežģīta, jo tāfele diezgan labi izkliedē siltumu. Lai atvieglotu lodēšanu, ir ieteicams novietot PCB uz sildvirsmas, bet man arī izdevās iztikt bez tā. Gaismas diode jāpievieno plāksnei ar termopasta. Pēc lodēšanas es piestiprināju labo bortu pie radiatora, izmantojot termo spilventiņu.

3. darbība: pievienojiet elektroniku

Es pielīmēju visas elektroniskās sastāvdaļas pie sava korpusa apakšējās plāksnes. Ņemiet vērā, ka radiators kļūst diezgan karsts, tāpēc ir lietderīgi izmantot līmi, kas var izturēt augstu temperatūru. Akumulators tiek pievienots pastiprināšanas modulim, kas palielina spriegumu līdz aptuveni 6 V. Pēc tam izeja tiek savienota ar gaismas diodes pastiprinātāja draiveri, kas ir savienots ar LED. Pēc akumulatora tika pievienots slīdņa slēdzis, taču, iespējams, vēlēsities lodēt tikai pēc tam, kad nākamajā darbībā būsit uzstādījis slīdņa slēdzi.

4. darbība: mainiet korpusu

Es veicu dažas izmaiņas enklē, izmantojot savu dremel rīku. Augšpusē tika ievietots spraugas formas caurums, lai izgaismotu LED gaisma. Turklāt es ievietoju dažas atveres sānos ventilācijai. Slaidu slēdzim tika izveidots vēl viens caurums, kas tika piestiprināts ar karstu līmi. Es neesmu ļoti apmierināts ar korpusa izskatu, jo caurumi izskatās diezgan raupji. Par laimi lielākā daļa no tiem nav redzami. Nākamreiz, iespējams, uztaisīšu pielāgotu kastīti, izmantojot lāzera griezēju.

5. solis: pabeigts

Pēc iežogojuma aizvēršanas projekts tika pabeigts. Kristālu var novietot uz spraugas augšpusē, un to aizrauj gaismas diode no apakšas. Fluorescences emisija ir diezgan spilgta. Ņemiet vērā, ka visa gaisma patiešām nāk no kristāla, jo UVC gaisma ir neredzama.

Uzbūvi noteikti var uzlabot dažos veidos. Pirmkārt, gaismas diodes siltuma vadība nav lieliska, un radiators izkarst. Tas ir tāpēc, ka ventilācija ir ļoti maza, jo radiators tika uzstādīts korpusa iekšpusē. Līdz šim es neuzdrošinājos palaist gaismas diodi ilgāk par dažām minūtēm. Otrkārt, es nākamreiz vēlētos izveidot jaukāku korpusu, izmantojot pielāgotu lāzera griezuma kasti, kas izgatavota no melna akrila. Turklāt var pievienot LiPo lādētāja moduli ar microUSB kontaktdakšu, lai uzlādēšanai nebūtu jāatver kastīte.