Bygg Rainbow -apparatet: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

The Rainbow Apparatus (aka Astral Chromascope) er et optisk utstyr som lar deg se den fargerike energien fra vanlige ting! I denne instruksjonsfilen vil jeg vise deg hvordan du bygger din egen for å utforske technicolor -vibber av tingene rundt deg!

Trinn 1: Samle de nødvendige materialene

Denne konstruksjonen krever en 3D -skriver og noen grunnleggende lodde- og monteringskunnskaper. Du vil trenge:

• En 3D -skriver.
• Fjern pakningstape (eller en lamineringsmaskin).
• Hvitt papir.
• Saks.
• En DC -veggadapter resirkulert fra kassert elektronikk.
• En justerbar mini DC-til-DC trinn ned-omformer.
• 20 mm kraftige LED-stjerner, i fargene rød, grønn og blå.
• Et multimeter (valgfritt: en variabel spenning benk-topp strømforsyning).
• Et loddejern og kolofoniumkjernelodding.
• Noen skrapetråd, noen trådkuttere og en wire stripper.
• Elektrisk tape.
• En slags lim for plast. Noe semipermanent som E6000 er et godt valg.
• Valgfritt: Grønn filt som dekker bunnen av basen.

Tilhenter strømforsyningen:

Strømforsyningen er en vanlig "veggvort" -type som følger med mest elektronikk. Ideelt sett har du litt liggende fra kassert elektronikk som du kan bruke. De fleste veggvorter slukker 4,5V, 5V, 9V, 12V eller noen ganger til og med 24V. Den andre viktige vurderingen er om det er DC (vanlig) eller AC (mindre vanlig) på utgangen.

For dette prosjektet trenger du enten en 9V eller en 12V adapter minimum. Den trenger å sette ut ca 9 watt minimum. Effekten er ganske enkelt produktet av utgangsspenningen og utgangsstrømmen som er skrevet på etiketten. For eksempel, hvis etiketten sa at utgangsspenningen var 9V ved 1A, ville det bety at den gir ut nøyaktig 9 watt. Hvis adapteren hadde en 12V utgang med en strøm på 0,85A (850mA), ville det bety at utgangen ville være 10,2 watt og ville også være egnet.

For din egen sikkerhet, ikke bruk en strømforsyning større enn 12V eller 2 ampere

Henter delene fra eBay:

De fleste elektroniske delene kan fås fra eBay veldig billig. For lysdiodene, søk etter "20mm LED -stjerne". Du vil sannsynligvis finne mange valg av farger og watt. Få en (eller flere) av hver hovedfarge, rød, grønn og blå, og velg 3 watt -varianten. Sørg for at størrelsen er 20 mm, slik at den passer riktig på den 3D -trykte basen.

Den andre kritiske delen av denne konstruksjonen er en justerbar mini DC-DC trinn-ned bukkonverter. Dette er små kretskort som konverterer en høyere likspenning til en lavere spenning. Du trenger en som har en justerbar spenning på utgangen. De jeg bruker er veldig små (17,5 mm x 11,14 mm), og den 3D-trykte basen har en utskjæring for den aktuelle størrelsen.

Jeg har sett dem på eBay med tittelen "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", men nøyaktig det samme selges av mange selgere. Sørg for at bildet stemmer overens og at det er to loddeputer i hver ende av brettet. Se bildet for riktig type og feil type.

Trinn 2: 3D -utskrift av delene

Du må skrive ut følgende deler fra STL -ene:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (skriv ut med "spiraliser" -modus)
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

For avanserte brukere som ønsker å tilpasse designet, har jeg også inkludert OpenSCAD -kildefilen.

Trinn 3: Skriv ut skjermmalen og dekalen på projektoren

• Legg den vedlagte ".svg" -malen i Inkscape og skriv ut.

• Bruk enten en lamineringsmaskin til å laminere siden, eller:

  • Dekk den hvite sirkelen og klistremerket med parallelle strimler av klart pakningstape.
  • Gjenta på baksiden.
• Klipp ut sirkelen.
• Klipp ut dekalen.

Trinn 4: Monter projektionsskjermen

• Sett skjermen inn i ringdelen for å sikre at den sitter godt.
• Påfør litt lim rundt kantene for å sikre det.
• Skyv inn låseringen for ekstra støtte.

Trinn 5: Lær litt elektronikk: Hva er en Buck -omformer?

En buck -omformer er en enhet som konverterer en DC -spenning til en annen DC -spenning, omtrent som en transformator, men for DC i stedet for AC.

Når du tenner små lysdioder, er det vanlig å bruke en motstand for å begrense strømmen, men for lysdioder med høyere effekt vil dette være svært ineffektivt, da mye energi vil bli omgjort til varme!

For å unngå dette kan vi bruke en egendefinert LED -driver med konstant strøm, eller vi kan bruke en generisk buck -omformer som sender ut en justerbar spenning. En bukkonverter vil ikke begrense strømmen, men strømmen som går gjennom lysdiodene er proporsjonal med spenningen. Så hvis vi starter med lav spenning, kan vi heve den sakte til ønsket strøm strømmer gjennom lysdiodene. Det er ikke plug-and-play som en LED-driver, men det gjør jobben like godt når den er riktig justert.

I de følgende trinnene starter vi med 7V -utgang på bukkomformeren og deretter gradvis skru opp den. Dette trinnet er avgjørende, for hvis vi overskrider driftsspenningen, vil strømmen øke dramatisk og noe vil slippe ut den magiske røyken!

Trinn 6: Første montering og spenningsjustering

Kutt likestrømkontakten av enden av veggvortenes ledning og skille de to ledningene.

Fjern omtrent 5 mm fra endene og pass på at endene ikke berøres. Nå, med veggvorten plugget inn, kan du bruke multimåleren til å måle spenningen på endene av ledningen. Skriv ned hvilken ende som er positiv for senere.

Koble nå fra veggvorten og lodd trådendene til "in+" og "in-" putene på DC-til-DC-omformeren. Vær helt sikker på at du får polariteten riktig og at du lodder til inngangssiden av brettet (sjekk baksiden av brettet for merking).

Mål spenningen på utgangsputene før du fortsetter. Skru ned den lille stemmeskruen til spenningen leser 7V, og noter deg hvilken retning du trenger for å vri på justeringsknappen for å øke eller redusere spenningen. Legg merke til hvor sensitiv justeringen er. Du må kunne justere spenningen i fine trinn for neste trinn.

Dette er viktig: før du går videre til neste trinn, må du sette utgangsspenningen ikke høyere enn 7V! Sørg også for at du bruker røde, grønne og blå lysdioder! Valget av startspenning kommer fra summen av spenningsverdiene til disse bestemte lysdiodene, som er henholdsvis 1,8V, 2,0V og 3,3V.

Trinn 7: Tilkobling av lysdioder og finjusteringsstrøm

1. Sett lysdiodene på sporene i basen og kutt lengden på ledningen du trenger for å koble dem i serie. Du må gå fra + av en LED til - i den neste.
2. Lodd LEDene i serie. Et sett med benkhilser er veldig nyttig for denne oppgaven!
3. I begynnelsen og slutten av LED -kjeden loddes to lengre ledninger, helst i to forskjellige farger, slik at du kan holde oversikt over hvilken som er positiv og hvilken som er negativ. Denne tråden må være lang nok til å gå gjennom hullene, vikle rundt kanalen på baksiden og inn i hakket for bukkomformeren.
4. Lim ned lysdiodene til sporene på basen og før de lengre ledningene ned på en av de vertikale akslene.
5. Vend om basen. Lodd "-" ledningen til "ut-" terminalen på DC-til-DC-omformeren. Vær oppmerksom på polariteten-hvis du får den reversert, vil lysdiodene ikke lyse!
6. På dette tidspunktet er "+" ledningen fremdeles koblet fra "ut+" puten. Still multimåleren til likestrømforsterkere og sett i veggvorten. Koble multimåleren i serie med den løse ledningen og puten og sørg for at strømmen er rundt 400 mA.
7. Hvis du trenger å justere strømmen, gjør du det ved å dreie justeringsskruen med svært små mengder og kontrollere strømmen.

Merk: Hvis du har en benk-top-strømforsyning med en innebygd strømmåler, ville det være lettere å bruke den til å justere spenningen og lysstyrken til LED-kjeden separat. Når du har funnet riktig driftsspenning, kan du deretter justere spenning på DC-til-DC-regulatoren for å matche den ideelle driftsspenningen før du kobler til lysdiodene.

Trinn 8: Fullfør kabling og testing

• Trekk ut veggvorten og lodd "+" - ledningen til "ut+" - puten for å fullføre kretsen.
• Fest DC-til-DC-omformeren i fordypningen med en klatt lim og pakk eventuell overflødig ledning inn i kanalen.
• Koble til veggadapteren og kontroller at den fungerer.

Nå, plugg inn veggvorten for siste testing. Lysdiodene vil sannsynligvis være ganske lyse og ubehagelige å se på, så ikke gjør det (i stedet slå av lysene i rommet ditt og se på de vakre fargene som projiseres på veggene dine!).

Før du fortsetter med montering, la den gå et par minutter og sjekk tilbake regelmessig for å sikre at den ikke blir for varm å ta på. Hvis det er det, slå tilbake spenningen på DC-til-DC-omformeren-gjør det sakte og vær veldig forsiktig så du ikke snur den feil vei! Du kan la lysdiodene gå varme, men ikke varme nok til å smelte plasten, produsere rare lukter eller brenne huset ditt!

Som en ekstra sikkerhetstiltak må du ikke kjøre denne enheten uten tilsyn

Trinn 9: Fullfør basen

Dekk DC-til-DC-omformeren og kanalen med elektrisk tape. Klipp deretter ut et stykke grønn filt, bruk det til å dekke bunnen av enheten. Bruk litt lim eller spraylim for å lime filten på bunnen.

Trinn 10: Fullføring av forsamlingen

Fortsett med monteringen ved å lime de tre stolpene inn i sporene i basen. Monter deretter projiseringsskjermen på toppen av stolpene.

Sett nå inn øyevernet (jeg kaller det fordi det holder lyset fra å blende brukeren). Øyevernet og svinghjulet er like i utseende, men den mindre er øyevernet. Den har skillevegger på innsiden for å unngå at lyset fra LED -ene blander seg.

Plasser øyevernet på basen og juster det til alle fargene smelter sammen til en hvitaktig farge som dekker hele skjermen. Kjør en limperle rundt kanten og stikk den ned. Bruk dobbeltsidig tape for å feste dekalen til basen.

Trinn 11: Ha en veldig groovy tid

Sett nå svinghjulet over øyevernet. Denne siste biten skal ikke limes ned. Du kan rotere den for å delvis skjule lyset og lage kule fargemønstre! Stick forskjellige gjenstander, for eksempel 3D -utskrifter, bak skjermen for å kaste helt groovy regnbue skygger!

Førstepremie i Make it Glow Contest 2018