Innholdsfortegnelse:

Angstrom - en justerbar LED -lyskilde: 15 trinn (med bilder)
Angstrom - en justerbar LED -lyskilde: 15 trinn (med bilder)

Video: Angstrom - en justerbar LED -lyskilde: 15 trinn (med bilder)

Video: Angstrom - en justerbar LED -lyskilde: 15 trinn (med bilder)
Video: Supersport.no - SALOMON XT WINGS 2024, November
Anonim
Angstrom - en tunerbar LED -lyskilde
Angstrom - en tunerbar LED -lyskilde

Angstrom er en 12 -kanals tunerbar LED -lyskilde som kan bygges for under £ 100. Den har 12 PWM-kontrollerte LED-kanaler som strekker seg over 390nm-780nm og tilbyr både muligheten til å blande flere kanaler til en enkelt 6 mm fiberkoblet utgang, så vel som muligheten til å sende ut alle eller alle kanaler samtidig til individuelle 3 mm fiberutganger.

Bruksområdene inkluderer mikroskopi, rettsmedisin, kolorimetri, dokumentskanning osv. Du kan enkelt simulere spekteret av forskjellige lyskilder som kompakte lysrør (CFL).

I tillegg kan lyskildene brukes til interessante teatrale lyseffekter. Strømkanalene er mer enn i stand til å håndtere flere lysdioder med høyere strømforsyning, og flere bølgelengder skaper en vakker og unik flerfarget skyggeeffekt som normale hvite eller RGB LED -kilder ikke kan kopiere. Det er en hel regnbue i en eske !.

Trinn 1: Deler påkrevd - Baseboard, Power, Controller og LED Assembly

Nødvendige deler - Baseboard, strøm, kontroller og LED -enhet
Nødvendige deler - Baseboard, strøm, kontroller og LED -enhet

Baseboard: Enheten er montert på en trebunn, omtrent 600 mm x 200 mm x 20 mm. I tillegg brukes en trekkavlastende treblokk 180 mm X 60 mm X 20 mm for å justere de optiske fibrene.

En 5V 60W strømforsyning er koblet til strømnettet via en sikret IEC -plugg, utstyrt med en 700mA sikring, og en liten vippebryter på minst 1A 240V brukes som hovedstrømbryter.

Hovedkortet er konstruert av standard fenolisk kobberkledd stripboard, 0,1 tommers stigning. I prototypen måler dette brettet omtrent 130 mm x 100 mm. Et ekstra brett på rundt 100 mm x 100 mm ble montert på prototypen, men dette er bare for å passe til ekstra kretser, for eksempel signalbehandlingslogikk for spektroskopi osv. Og er ikke nødvendig for baseenheten.

Den viktigste LED -enheten består av 12 3W stjerners lysdioder, hver med en annen bølgelengde. Disse diskuteres mer detaljert i avsnittet om LED -enheten nedenfor.

Lysdiodene er montert på to kjøleribber av aluminium som i prototypen var 85 mm x 50 mm x 35 mm dype.

En Raspberry Pi Zero W brukes til å styre enheten. Den er utstyrt med en overskrift og kobles til en matchende 40 -pinners kontakt på hovedkortet.

Trinn 2: Nødvendige deler: Lysdioder

Nødvendige deler: Lysdioder
Nødvendige deler: Lysdioder

De 12 lysdiodene har følgende senterbølgelengder. De er 3W stjerners LED med en 20 mm kjøleribbe.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

Alle unntatt 560nm -enheten ble hentet fra FutureEden. Enheten på 560 nm ble hentet fra eBay da FutureEden ikke har en enhet som dekker denne bølgelengden. Vær oppmerksom på at denne enheten sendes fra Kina, så det er tid for levering.

Lysdiodene er festet til kjøleribben med Akasa termotape. Klipp 20 mm firkanter og fest den ene siden til LED -en og den andre til kjøleribben, slik at du følger produsentens instruksjoner om hvilken side av båndet som går til LED -kjøleribben.

Trinn 3: Nødvendige deler: LED -kontrollkretser

Nødvendige deler: LED -kontrollkretser
Nødvendige deler: LED -kontrollkretser

Hver LED -kanal styres fra en GPIO -pin på Raspberry Pi. PWM brukes til å kontrollere LED -intensiteten. En MOSFET (Infineon IPD060N03LG) driver hver LED via en 2W effektmotstand for å begrense LED -strømmen.

Verdier på R4 for hver enhet og målt strøm er vist nedenfor. Motstandsverdien endres fordi spenningsfallet over lysdiodene med kortere bølgelengder er høyere enn for lysdiodene med lengre bølgelengde. R4 er en 2W motstand. Det vil bli ganske varmt under drift, så sørg for å montere motstandene fri fra kontrollerkortet, og hold ledningene lenge nok til at motstandskroppen er minst 5 mm fri fra brettet.

Infineon -enhetene er tilgjengelige billig på eBay og lagerføres også av leverandører som Mouser. De er vurdert til 30V 50A, noe som er en enorm margin, men de er billige og enkle å jobbe med, da de er DPAK-enheter og derfor lett håndlodde. Hvis du vil bytte ut enheter, må du velge en med passende strømmarginer og med en grense terskel slik at enheten er på på 2-2,5 V, siden dette samsvarer med de logiske nivåene (maks. 3,3 V) tilgjengelig fra Pi GPIO pinner. Port/kildekapasitansen er 1700pf for disse enhetene, og enhver erstatning bør ha omtrent lik kapasitans.

Snubbernettet på tvers av MOSFET (10nF kondensator og 10 ohm 1/4W motstand) skal kontrollere stige- og falltider. Uten disse komponentene og 330 ohm portmotstand var det tegn på ringing og overskyting på utgangen som kunne ha ført til uønsket elektromagnetisk interferens (EMI).

Tabell over motstandsverdier for R4, 2W effektmotstand

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 3,6 ohm 630m 680m 630m 630m 630m 630m 630m 630m 630m 630m 630m 630m 630m 630m

Trinn 4: Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator

Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator
Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator
Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator
Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator
Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator
Nødvendige deler: Fiberoptikk og kombinator

Lysdiodene er koblet til en optisk kombinator via 3 mm plastfiber. Dette er tilgjengelig fra en rekke leverandører, men de billigere produktene kan ha overdreven demping ved korte bølgelengder. Jeg kjøpte fiber på eBay som var utmerket, men noen billigere fiber på Amazon som hadde en betydelig demping på rundt 420 nm og lavere. Fiberen jeg kjøpte fra eBay var fra denne kilden. 10 meter skal være rikelig. Du trenger bare 4 meter for å koble lysdiodene med 12 x 300 mm lengder, men et av alternativene når du bygger denne enheten er å også koble individuelle bølgelengder til 3 mm utgangsfibre, så det er praktisk å ha ekstra for dette alternativet.

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

Utgangsfibrene er fleksible 6 mm fiber innkapslet i en tøff ytre kappe av plast. Den er tilgjengelig herfra. En lengde på 1 meter vil sannsynligvis være tilstrekkelig i de fleste tilfeller.

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

Den optiske kombinatoren er en avsmalnet plastleder som er laget av et stykke på 15 x 15 mm firkantet stang, kuttet til omtrent 73 mm og slipt ned slik at utgangsenden på guiden er 6 mm x 6 mm.

Vær igjen oppmerksom på at noen kvaliteter av akryl kan ha overdreven demping ved korte bølgelengder. Dessverre er det vanskelig å finne ut hva du skal få, men stangen fra denne kilden fungerte bra

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

Stangen fra denne kilden hadde imidlertid overdreven demping og var nesten helt ugjennomsiktig for 390 nm UV -lys.

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

Trinn 5: Nødvendige deler: Deler som er trykt i 3d

Nødvendige deler: 3D -trykte deler
Nødvendige deler: 3D -trykte deler
Nødvendige deler: 3D -trykte deler
Nødvendige deler: 3D -trykte deler
Nødvendige deler: 3D -trykte deler
Nødvendige deler: 3D -trykte deler

Noen deler er 3d -trykte. De er

LED -fiberadapterne

Monteringsplaten i fiber

Den (valgfrie) fiberutgangsadapteren (for individuelle outs). Dette er bare fibermonteringsplaten som er trykt på nytt.

Monteringsplaten for den optiske koblingen

Alle delene er trykt i standard PLA bortsett fra fiberadapterne. Jeg anbefaler PETG for disse ettersom PLA mykner for mye; lysdiodene blir ganske varme.

Alle STL -er for disse delene er inkludert i vedlagte filer for prosjektet. Se trinnet for konfigurering av Raspberry Pi for zip -filen som inneholder alle prosjektmidlene.

Skriv ut fiberadapterne for lysdiodene med 100% utfylling. De andre kan skrives ut med 20% utfylling.

Alle delene ble skrevet ut i en laghøyde på 0,15 mm ved bruk av en standard 0,4 mm dyse med 60 mm/sek på en Creality Ender 3 og også en Biqu Magician. Enhver rimelig 3D-skriver bør gjøre jobben.

Delene skal skrives ut vertikalt med hullene pekende opp - dette gir best presisjon. Du kan hoppe over støtter for dem; det vil få hovedkoblingen monteringsplate til å se litt fillete ut på bakkant, men dette er bare kosmetisk; et snev av sandpapir vil rydde opp.

Viktig: Skriv ut fibermonteringsplaten (og den valgfrie andre kopien av den for den individuelle fiberutgangsadapteren) i en skala på 1,05, dvs. 5% forstørret. Dette sikrer at hullene til fiberen har tilstrekkelig klaring.

Trinn 6: Montering av hovedkontrollkortet

Montering av hovedkontrollerkortet
Montering av hovedkontrollerkortet
Montering av hovedkontrollstyret
Montering av hovedkontrollstyret
Montering av hovedkontrollerkortet
Montering av hovedkontrollerkortet
Montering av hovedkontrollstyret
Montering av hovedkontrollstyret

Kontrollerkortet er produsert av standard kobberlistplate (noen ganger kjent som veroboard). Jeg inkluderer ikke et detaljert oppsett fordi brettdesignet jeg endte opp med ble litt uryddig på grunn av å måtte legge til komponenter som snubbernettverket som jeg ikke opprinnelig hadde planlagt. Toppen av brettet, som er vist ovenfor, er delvis bygd, har strømmotstandene og kontakten for Raspberry Pi. Jeg brukte en rettvinklet overskrift for Pi, så den sitter i rett vinkel mot hovedkortet, men hvis du bruker en vanlig rett topptekst, vil den ganske enkelt sitte parallelt med brettet i stedet. Det vil ta litt mer plass på den måten, så planlegg deretter.

Veropins ble brukt til å koble ledninger til brettet. For å kutte spor er en liten vribor nyttig. For Pi -kontakten bruker du en skarp kniv til å skjære sporene, ettersom du ikke har et hull mellom de to settene med stikkontakter.

Legg merke til den doble raden med 1 mm kobbertråd. Dette er for å gi en lav impedansbane for de nesten 7 ampere strøm som lysdiodene bruker på full effekt. Disse ledningene går til kildeterminalene til MOSFET -effektene og deretter til bakken.

Det er bare en liten 5V ledning på dette kortet som gir strøm til Pi. Dette er fordi 5V hovedstrømforsyning går til anodene til lysdiodene, som er koblet til via en standard PC IDE -diskkabel på et andre kort i min prototype. Du trenger imidlertid ikke gjøre dette, og du kan bare koble dem direkte til en kontakt på det første kortet. I så fall vil du kjøre et duplisert sett med kobbertråder langs anodesiden for å håndtere strømmen på +5V -siden. I prototypen var disse ledningene på det andre brettet.

Trinn 7: Power MOSFET -ene

Power MOSFETs
Power MOSFETs

MOSFETene ble montert på kobbersiden av brettet. De er DPAK -enheter, og så må fanen loddes direkte på brettet. For å gjøre dette, bruk en passende stor spiss på loddejernet og tinn tappen raskt lett. Tinn kobbersporene der du skal feste enheten. Legg det på brettet og varm opp tappen igjen. Loddetinn smelter og enheten festes. Prøv å gjøre dette rimelig raskt for ikke å overopphetes. den tåler flere sekunder med varme, så ikke få panikk. Når tappen (drenering) er loddet, kan du deretter lodde porten og kildeledningene til brettet. Ikke glem å kutte sporene først for porten og kildeledningene, slik at de ikke kortslutter utløpet! Du kan ikke se fra bildet, men kuttene er under ledningene mot enhetens kropp.

Eagle-eyed lesere vil notere bare 11 MOSFETs. Dette er fordi den tolvte ble lagt til senere da jeg fikk 560nm lysdioder. Det passer ikke på brettet på grunn av bredden, så ble plassert andre steder.

Trinn 8: Lysdioder og kjøleribber

LED og kjøleribber
LED og kjøleribber

Her er et nærbilde av lysdioder og kjøleribber. Ledningsføringen på kontrollkortet var fra en tidligere versjon av prototypen før jeg byttet til å bruke en IDE -kabel for å koble lysdiodene til kontrolleren.

Som nevnt tidligere er lysdiodene festet ved hjelp av firkanter av Akasa termotape. Dette har fordelen at hvis en LED svikter, er det enkelt å fjerne den med en skarp kniv for å skjære gjennom tapen.

Så lenge kjøleribben er tilstrekkelig stor, er det ingenting som hindrer deg i å montere alle lysdiodene på en enkelt kjøleribbe. På kjøleribben som vises, når varmeavlederen når full effekt, når temperaturen 50 grader C, og derfor er disse kjøleribbe sannsynligvis litt mindre enn optimale. I ettertid hadde det trolig også vært en god idé å sette tre av de lengre bølgelengde -lysdiodene på hver kjøleribbe i stedet for å sette alle seks av de kortere bølgelengdeavgiverne på den ene og de lengre bølgelengdeavgiverne på den andre. Dette er fordi, for en gitt fremoverstrøm, spreder de korte bølgelengdeavgiverne mer kraft på grunn av deres høyere spenningsfall fremover, og blir derfor varmere.

Du kan selvfølgelig legge til viftekjøling. Hvis du planlegger å lukke LED -enheten helt, er dette lurt.

Trinn 9: LED -ledninger

LED -ledninger
LED -ledninger
LED -ledninger
LED -ledninger

Lysdiodene er koblet til kontrollerkortet via en standard 40 -pinners IDE -kabel. Ikke alle kabelparene brukes, noe som gir rom for ekspansjon.

Koblingsskjemaene ovenfor viser ledningene til IDE -kontakten og også ledningene til selve Raspberry Pi.

Lysdiodene er markert med fargene (UV = ultrafiolett, V = fiolett, RB = kongeblå, B = blå, C = cyan, G = grønn, YG = gulgrønn, Y = gul, A = gul, R = lys rød, DR = dyp rød, IR = infrarød), dvs. ved stigende bølgelengde.

Merk: ikke glem å sørge for at +5V tilkoblingssiden av kabeluttaket har 2 x 1 mm tykke ledninger som løper parallelt nedover tavlen for å gi en høy strømbane. På samme måte bør kildetilkoblingene til MOSFET -ene, som er jordet, ha lignende ledninger som går for å gi den høye strømbanen til bakken.

Trinn 10: Testing av kontrollerkortet

Testing av kontrollerkortet
Testing av kontrollerkortet

Uten å koble Raspberry Pi til brettet, kan du teste at LED -driverne dine fungerer som de skal ved å koble GPIO -pinnene til en +5V -skinne via en cliplead. Den riktige LED -en skal lyse.

Aldri koble GPIO -pinnene til +5V når Pi er plugget inn. Du vil skade enheten, den kjører internt på 3,3V.

Når du er sikker på at driverne og lysdiodene fungerer som de skal, kan du fortsette med neste trinn, som er å konfigurere Raspberry Pi.

Ikke se direkte inn i enden av de optiske fibrene med lysdiodene som går på full effekt. De er ekstremt lyse.

Trinn 11: Fiberoptikk Kobling av lysdiodene

Fiberoptikk Kobling av lysdiodene
Fiberoptikk Kobling av lysdiodene
Fiberoptikk Kobling av lysdiodene
Fiberoptikk Kobling av lysdiodene

Hver LED er koblet via 3 mm optisk fiber. 3D -trykt fiberadapter passer godt over LED -enheten og leder fiberen. Strekkavlastningsblokken er montert omtrent 65 mm foran LED -kjøleribben.

Dette gir nok plass til å få fingrene inn og skyve fiberadapterene på lysdiodene og deretter passe til fiberen.

Bor 4 mm hull gjennom strekkavlastningsblokken i tråd med lysdiodene.

Hver fiberlengde er omtrent 250 mm lang, men fordi hver fiber tar en annen vei, vil den faktiske monterte lengden variere. Den enkleste måten å få dette på er å kutte fiberlengder på 300 mm. Du må deretter rette opp fiberen, ellers blir det umulig å håndtere. Det er som 3 mm tykt perspexstang, og er mye stivere enn du forestiller deg.

For å rette opp fiberen brukte jeg en 300 mm lengde (ca.) 4 mm OD messingstang. Den innvendige diameteren på stangen er tilstrekkelig til at fiberen glir jevnt inn i stangen. Sørg for at begge ender av stangen er glatte, slik at du ikke riper på fiberen mens du skyver den inn og ut av stangen.

Skyv fiberen inn i stangen slik at den er flush i den ene enden og med litt lengde som stikker ut den andre, eller helt inn hvis stangen er lengre enn fiberen. Dypp deretter stangen i en dyp kjele fylt med kokende vann i ca 15 sekunder. Fjern stangen og plasser fiberen om nødvendig, slik at den andre enden er i flukt med stangenden, og varm den på samme måte.

Du bør nå ha et helt rett stykke fiber. Fjern ved å skyve et annet stykke fiber til du kan gripe og fjerne den rettet fiberen.

Når du har rettet opp alle tolv fiberbitene, kutter du ytterligere tolv stykker ca 70 mm lange. Disse vil bli brukt til å lede fibrene gjennom koblingsplaten. Når konstruksjonen er fullført, vil de bli brukt til å fylle ut den enkelte fiberutkoblingen, slik at de ikke blir bortkastet.

Rett ut disse kuttene på samme måte. Fest dem deretter til koplingsplaten. Du kan se hvordan de skal se ut på bildet ovenfor. Den forskjøvne utformingen er å minimere arealet som fibrene opptar (minimal sfærisk pakningstetthet). Dette sikrer at fiberkombinatoren kan fungere så effektivt som mulig.

Ta hvert stykke kuttfiber i full lengde og sand den ene enden flat, arbeid opp til 800 og deretter 1500 sandpapir. Poler deretter med metall- eller plastpolering - et lite roterende verktøy med en poleringspute er praktisk her.

Fjern nå en kuttet fiber og skyv fiberen i full lengde inn i koplingsplaten. Sett den deretter tilbake gjennom strekkavlastningen, slik at den polerte enden berører LED -linsefronten via LED -fiberkoblingen. Gjenta for hver fiber. Å holde de korte fiberbitene i hullene, sørger for at hver lange fiber er lett å få på akkurat det rette stedet.

MERK: Ikke press for hardt på de fiolette og ultrafiolette lysdiodene. De er innkapslet med et mykt polymermateriale i motsetning til de andre lysdiodene, som er innkapslet i epoxy. Det er lett å deformere linsen og få bindingsledningene til å bryte. Stol på meg, jeg lærte dette på den harde måten. Så vær forsiktig når du fester fibrene til disse to lysdiodene.

Det spiller ingen rolle hvilken rekkefølge du leder fibrene gjennom koblingen, men prøv å lag fibrene slik at de ikke krysser hverandre. I mitt design ble de seks nedre lysdiodene ført til de tre laveste hullene for de tre venstre lysdiodene og deretter de neste tre hullene for de tre høyre lysdiodene og så videre.

Når du har alle fibrene ført gjennom koblingen, plasserer du den på bunnplaten og borer to monteringshull, og skru den deretter ned.

Deretter bruker du et veldig skarpt par diagonale kuttere til å kutte hvert stykke fiber så nær koplingsflaten som mulig. Trekk deretter ut hvert stykke, sand og poler den avskårne enden og sett den på plass før du går videre til neste fiber.

Ikke bekymre deg hvis fibrene ikke helt er i flukt med koplingsflaten. Det er best å ta feil på siden av å ha dem litt innfelt i stedet for å stikke ut, men en millimeter eller to forskjell spiller egentlig ingen rolle.

Trinn 12: Konfigurering av Raspberry Pi

Konfigurering av Raspberry Pi
Konfigurering av Raspberry Pi
Konfigurering av Raspberry Pi
Konfigurering av Raspberry Pi

Raspberry Pi -konfigurasjonsprosessen er dokumentert i det vedlagte rtf -dokumentet som er en del av zip -filvedlegget. Du trenger ikke noen ekstra maskinvare for å konfigurere Pi, bortsett fra en ekstra USB -port på en PC for å koble den til, en passende USB -kabel og en SD -kortleser for å lage et MicroSD -kortbilde. Du trenger også et MicroSD -kort; 8G er mer enn stort nok.

Når du har konfigurert Pi og koblet den til hovedkortet, bør den komme opp som et WiFi -tilgangspunkt. Når du kobler PC -en til denne AP -en og blar til https://raspberrypi.local eller https://172.24.1.1, bør du se siden ovenfor. Bare skyv glidebryterne for å angi intensiteten og bølgelengdene til lyset du ønsker å se.

Vær oppmerksom på at minimumsintensiteten er 2; Dette er en særegenhet ved Pi PWM -biblioteket.

Det andre bildet viser enheten som etterligner spekteret til en CFL -lampe, med utslipp på omtrent 420 nm, 490 nm og 590 nm (fiolett, turkis og rav) som tilsvarer de typiske tre fosforbelegglampene.

Trinn 13: Fiberkombinatoren

Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren
Fiberkombinatoren

Fiberstrålekombinatoren er laget av en 15 x 15 mm firkantet akrylstang. Vær oppmerksom på at noen akrylplast har overdreven absorpsjon i spekteret fra 420 nm og under; For å kontrollere dette før du starter, må du skinne UV -lysdioden gjennom stangen og kontrollere at den ikke demper strålen for mye (bruk et stykke hvitt papir slik at du kan se den blå gløden fra de optiske hvitene i papiret).

Du kan skrive ut den 3D -utskrivbare jiggen for sliping av stangen eller bygge din egen av et egnet plastark. Skjær stangen til omtrent 73 mm og slip og slip begge ender. Fest deretter jiggen til to motsatte sider av stangen ved hjelp av dobbeltsidig tape. Slip med 40 kornpapir til du er innenfor 0,5 mm eller så fra jiglinjene, og øk deretter gradvis til 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 og til slutt 7000 kornpapir for å få en avsmalnet, polert overflate. Fjern deretter jiggen og plasser den på nytt for å slipe de to andre sidene. Du bør nå ha en konisk pyramide som er egnet for montering i fiberkombineringsplaten. Den smale enden er 6 mm x 6 mm for å matche fiberstart.

Merk: i mitt tilfelle slo jeg ikke helt ned til 6 mm x 6 mm, så kombinatoren stikker litt ut fra monteringsplaten. Dette spiller ingen rolle, da 6 mm fiberen er en presspass og vil støte med den smale enden av kombinatoren hvis den skyves langt nok inn.

Fjern omtrent 1 tomme av den ytre jakken fra 6 mm fiberen, pass på å ikke skade selve fiberen. Hvis den ytre kappen på fiberen ikke passer godt inn i koplingsplaten, kan du bare pakke et stykke tape rundt den. Den skal da kunne skyves inn og sitte godt med kombinatorpyramiden. Monter hele enheten på bunnplaten i tråd med fiberutgangene.

Vær oppmerksom på at du mister litt lys når du kombinerer. Du kan se årsaken fra de optiske sporene ovenfor, fordi konsentrasjon av lyset også får strålevinkelen til å øke og vi mister litt lys i prosessen. For maksimal intensitet ved en enkelt bølgelengde, bruk den valgfrie fiberkoblingsplaten for å plukke av en LED eller LED direkte til 3 mm fiber.

Trinn 14: Den individuelle fiberutgangskobleren

Dette er bare et andre trykk av hovedfiberguiden. Igjen, husk å skrive ut i 105% skala for å tillate klaring for fibrene gjennom hullene. Du skruer bare ned denne platen i tråd med hovedfiberføringen, skru ut kombinatorenheten og erstatt den med denne platen. Ikke glem å passe den riktig vei, hullene står bare på linje i én retning!

Legg nå de 12 fiberbitene du skar av i hullene i tallerkenen. For å plukke ut en eller flere bølgelengder, fjerner du bare ett stykke fiber og legger en lengre lengde i hullet. Du kan plukke ut alle 12 bølgelengder samtidig hvis du ønsker det.

Trinn 15: Mer kraft !. Flere bølgelengder

Pi kan kjøre flere kanaler hvis du ønsker det. Tilgjengeligheten av lysdioder i andre bølgelengder er imidlertid sannsynligvis en utfordring. Du kan få 365nm UV -lysdioder billig, men den fleksible fiber 6mm -kabelen begynner å absorbere sterkt selv ved 390nm. Imidlertid fant jeg ut at individuelle fibre ville fungere med den bølgelengden, så hvis du ville, kan du legge til eller bytte ut en LED for å gi deg en kortere UV -bølgelengde.

En annen mulighet er å øke lysstyrken ved å doble lysdiodene. Du kan for eksempel designe og skrive ut en 5 X 5 fiberkobler (eller 4 X 6) og ha 2 lysdioder per kanal. Vær oppmerksom på at du trenger en mye større strømforsyning da du tegner nesten 20 ampere. Hver LED trenger sin egen slippmotstand; ikke parallell LEDene direkte. MOSFETene har mer enn nok kapasitet til å drive to eller til og med flere lysdioder per kanal.

Du kan egentlig ikke bruke lysdioder med høyere effekt fordi de ikke avgir lys fra et lite område som 3W -lysdiodene, og du kan derfor ikke effektivt koble dem sammen med fiber. Slå opp 'bevaring av etendue' for å forstå hvorfor dette er.

Lystapet gjennom kombinatoren er ganske høyt. Dette er dessverre en konsekvens av fysikkens lover. Ved å redusere stråleradius øker vi også dens divergensvinkel, og noe lys slipper ut fordi lyslederen og fiberen bare har en akseptvinkel på rundt 45 grader. Vær oppmerksom på at effektutgangen fra individuelle fiberutganger er betydelig høyere enn den kombinerte bølgelengdekobleren.

Anbefalt: