Byg Rainbow -apparatet: 11 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

The Rainbow Apparatus (a.k.a The Astral Chromascope) er en optisk ting, der lader dig se den farverige energi fra almindelige ting! I denne Instructable vil jeg vise dig, hvordan du bygger din egen for at udforske technicolor -vibberne i tingene omkring dig!

Trin 1: Indsamling af de nødvendige materialer

Denne build kræver en 3D -printer og nogle grundlæggende færdigheder i lodning og samling. Du får brug for:

• En 3D -printer.
• Fjern pakningstape (eller en lamineringsmaskine).
• Hvidt papir.
• Saks.
• En DC -vægadapter genbrugt fra noget kasseret elektronik.
• En justerbar mini DC-til-DC trin ned-konverter.
• 20 mm kraftfulde LED-stjerner i farverne rød, grøn og blå.
• Et multimeter (valgfrit: en variabel spænding bænk-top strømforsyning).
• Et loddejern og kolofoniumkerne.
• Noget skrot, nogle trådskærere og en wire stripper.
• Elektrisk tape.
• En slags lim til plast. Noget semipermanent som E6000 er et godt valg.
• Valgfrit: Grønt filt til at dække bunden af basen.

Anskaffelse af strømforsyning:

Strømforsyningen er en almindelig "vægvorte" -type, der leveres med det meste elektronik. Ideelt set har du nogle liggende fra kasseret elektronik, som du kan bruge. De fleste vægvorter slukker 4,5V, 5V, 9V, 12V eller nogle gange endda 24V. Den anden vigtige vurdering er, om det er DC (almindeligt) eller AC (mindre almindeligt) på udgangen.

Til dette projekt skal du enten bruge en 9V eller en 12V adapter minimum. Det skal minimum levere 9 watt. Watt -effekten er simpelthen produktet af udgangsspændingen og udgangsstrømmen, der er skrevet på etiketten. For eksempel, hvis etiketten sagde, at udgangsspændingen var 9V ved 1A, ville det betyde, at den lægger nøjagtigt 9 watt. Hvis adapteren havde en 12V udgang med en strøm på 0,85A (850mA), ville det betyde, at udgangen ville være 10,2 watt og også være egnet.

For din egen sikkerhed må du ikke bruge en strømforsyning større end 12V eller 2 ampere

Køb af delene fra eBay:

De fleste elektroniske dele kan fås på eBay meget billigt. For LED'erne skal du søge efter "20mm LED -stjerne". Du vil sandsynligvis finde mange valg af farver og watt. Få en (eller flere) af hver primærfarve, rød, grøn og blå, og vælg sorten på 3 watt. Sørg for, at størrelsen er 20 mm, så den passer korrekt til den 3D -printede base.

Den anden kritiske del af denne build er en justerbar mini DC-DC step-down buck converter. Disse er små kredsløb, der konverterer en højere DC -spænding til en lavere spænding. Du skal bruge en, der har en justerbar spænding på udgangen. Dem, jeg bruger, er virkelig små (17,5 mm x 11,14 mm), og den 3D-printede base har en udskæring til den pågældende størrelse.

Jeg har set dem på eBay med titlen "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", men nøjagtig det samme sælges af mange sælgere. Sørg for, at billedet matcher, og at der er to loddepuder i hver ende af brættet. Se billedet for den rigtige og den forkerte type.

Trin 2: 3D -udskriv delene

Du skal udskrive følgende dele fra deres STL'er:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (udskriv med tilstanden "spiraliser")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

For avancerede brugere, der ønsker at tilpasse designet, har jeg også inkluderet OpenSCAD -kildefilen.

Trin 3: Udskriv projektorskærmskabelonen og mærkaten

• Indlæs den vedhæftede ".svg" -skabelon i Inkscape, og udskriv.

• Brug enten en lamineringsmaskine til at laminere siden, eller:

  • Dæk den hvide cirkel og mærkatet med parallelle strimler af klart pakningstape.
  • Gentag på bagsiden.
• Skær cirklen ud.
• Skær mærkaten ud.

Trin 4: Saml projektionsskærmen

• Sæt skærmen ind i ringdelen for at sikre en korrekt pasform.
• Påfør lidt klæbemiddel rundt om kanterne for at sikre det.
• Skub låseringen ind for yderligere støtte.

Trin 5: Lær noget elektronik: Hvad er en Buck -konverter?

En bukkonverter er en enhed, der konverterer en DC -spænding til en anden DC -spænding, ligesom en transformer, men for DC frem for AC.

Når man tænder små lysdioder, er det almindeligt at bruge en modstand til at begrænse strømmen, men for lysdioder med højere effekt ville dette være meget ineffektivt, da meget energi ville blive omdannet til varme!

For at undgå dette kan vi bruge en brugerdefineret konstant strøm LED -driver, eller vi kan bruge en generisk bukkonverter, der udsender en justerbar spænding. En bukkonverter begrænser ikke strømmen, men strømmen, der går gennem lysdioderne, er proportional med spændingen. Så hvis vi starter med en lav spænding, kan vi hæve den langsomt, indtil den ønskede strøm strømmer gennem lysdioderne. Det er ikke plug-and-play som en LED-driver, men det gør jobbet lige så godt, når det er korrekt justeret.

I de følgende trin starter vi med 7V output på bukkomformeren og derefter meget gradvist skruer op. Dette trin er afgørende vigtigt, for hvis vi overskrider driftsspændingen, vil strømmen stige dramatisk, og noget vil slukke den magiske røg!

Trin 6: Første samling og indstilling af spænding

Skær DC -stikket af enden af vægvorterens ledning, og adskil de to ledninger.

Fjern ca. 5 mm fra enderne, og sørg for, at enderne ikke rører hinanden. Nu, med vægvorten tilsluttet, skal du bruge din multimeter til at måle spændingen på enderne af ledningen. Notér hvilken ende der er positiv til senere.

Frakobl nu vægvorten, og lod trådenderne til "in+" og "in-" elektroderne på DC-til-DC-omformeren. Vær helt sikker på, at du får polariteten korrekt, og at du lodder til indgangssiden af brættet (kontroller bagsiden af tavlen for mærkning).

Inden du fortsætter, skal du måle spændingen på output -puderne. Skru den lille tuningskrue ned, indtil spændingen læser 7V, og noter dig hvilken retning du skal dreje på tuningsknappen for at øge eller reducere spændingen. Bemærk, hvor følsom justeringen er. Du skal være i stand til at justere spændingen i fine trin til det næste trin.

Dette er vigtigt: Indstil udgangsspændingen ikke højere end 7V, inden du går videre til det næste trin! Sørg også for, at du bruger røde, grønne og blå lysdioder! Valget af startspændingen kommer fra summen af spændingsværdierne for disse særlige lysdioder, som er henholdsvis 1,8V, 2,0V og 3,3V.

Trin 7: Tilslut LED'erne og finjusteringsstrømmen

1. Indstil lysdioderne på åbningerne i basen, og skær længden af ledningen, du skal trække dem i serie. Du skal gå fra + på en LED til - i den næste.
2. Lodde LED'erne i serie. Et sæt sæt bænkplader, der hjælper, er meget nyttigt til denne opgave!
3. I begyndelsen og slutningen af LED -kæden loddes to længere trådlængder, gerne i to forskellige farver, så du kan holde styr på, hvad der er positivt og hvilket er negativt. Denne ledning skal være lang nok til at gå gennem hullerne, vikle rundt om kanalen på bagsiden og ind i hakket til bukkomformeren.
4. Lim LED'erne ned til åbningerne på basen, og før de længere ledninger ned ad en af de lodrette aksler.
5. Vend basen om. Lod den "-" ledning til "ud-" terminalen på DC-til-DC-omformeren. Vær opmærksom på polariteten-hvis du får den vendt, lyser lysdioderne ikke!
6. På dette tidspunkt er "+" ledningen stadig afbrudt fra "out+" pad. Indstil din multimeter til DC-forstærkere, og tilslut vægvorten. Tilslut multimåleren i serie med den løse ledning og puden, og sørg for, at strømmen er omkring 400 mA.
7. Hvis du har brug for at justere strømmen, skal du gøre det ved at dreje justeringsskruen med meget små mængder og kontrollere strømmen.

Bemærk: Hvis du har en bench-top strømforsyning med en indbygget strømmåler, ville det være lettere at bruge det til at indstille spændingen og lysstyrken på LED-kæden separat. Når du har fundet den korrekte driftsspænding, kan du derefter justere spænding på DC-til-DC-regulatoren for at matche den ideelle driftsspænding, før lysdioderne tilsluttes.

Trin 8: Afslutning af ledninger og test

• Tag vægvorten ud, og lod "+" - ledningen til "ud+" - puden for at fuldføre kredsløbet.
• Fastgør DC-til-DC-omformeren i fordybningen ved hjælp af en klat lim og pak eventuelt overskydende ledning ind i kanalen.
• Tilslut vægadapteren, og sørg for, at den fungerer.

Tilslut nu vægvorten til den sidste test. Lysdioderne vil sandsynligvis være temmelig lyse og ubehagelige at se på, så gør ikke det (sluk i stedet lyset i dit værelse og se på de smukke farver, der projiceres på dine vægge!).

Før du fortsætter med samlingen, lad den køre et par minutter og tjek regelmæssigt tilbage for at sikre, at den ikke bliver for varm at røre ved. Hvis det er tilfældet, skal du slå spændingen tilbage til DC-til-DC-konverteren-gør det langsomt og vær meget forsigtig med ikke at dreje den forkert! Du kan lade lysdioderne køre varme, men ikke varme nok til at smelte plasten, producere mærkelige lugte eller brænde dit hus ned!

Som en ekstra sikkerhedsforanstaltning må du ikke køre denne enhed uden opsyn

Trin 9: Afslutning af basen

Dæk DC-til-DC-konverteren og kanalen med elektrisk tape. Skær derefter et stykke grønt filt ud med det til at dække bunden af enheden. Brug lidt lim eller sprayklæbemiddel til at klæbe filten på bunden.

Trin 10: Afslutning af forsamlingen

Fortsæt med samlingen ved at lime de tre søjler ind i deres åbninger i bunden. Monter derefter projektionsskærmen på toppen af søjlerne.

Nu skal du sætte øjenbeskyttelsen i (jeg kalder det det, fordi det forhindrer lys i at blænde brugeren). Øjenbeskytteren og drejehjulet ligner hinanden i udseende, men den mindre er øjenbeskytteren. Det har skillevægge på indersiden for at forhindre lys fra LED'erne i at blande sig.

Placer øjenbeskyttelsen på basen, og juster den, indtil alle farver blander sig i en hvidlig farve, der dækker hele skærmen. Kør en limperle rundt om kanten og klem den ned. Brug dobbeltsidet tape til at fastgøre mærkaten til basen.

Trin 11: Hav meget groovy tid

Sæt nu drejehjulet over øjenbeskytteren. Dette sidste stykke skal ikke limes ned. Du kan rotere den for delvist at skjule lyset og lave fede farvemønstre! Stick forskellige objekter, såsom 3D -print, bag skærmen for at kaste helt groovy regnbue skygger!

Første præmie i Make it Glow Contest 2018