LED kjemisk struktur skulptur: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Lag en modell av en kjemisk struktur ved hjelp av lysdioder! Krydre dem med 7-segmenters skjermer, og du får en fantastisk skulptur!

I utgangspunktet setter du sammen lysdioder og 7-segmenters skjermer på en slik måte at de modellerer et kjemisk molekyl. Hver komponent representerer et atom og alt er formet slik at det ligner den faktiske geometrien til molekylet. De gir gode gaver fordi de kan være veldig personlige. Du kan velge et molekyl som sterkt beskriver mottakeren av gaven, noe som gjør den mer spesiell.

Trinn 1: Finn ditt molekyl

Et godt molekyl skal være ganske komplekst og danne intrikate strukturer. Virkelig komplekse organiske molekyler fungerer best. Wikipedia er et godt sted å finne molekyler fordi de har bilder av molekylets faktiske struktur, samt en kort beskrivelse av dets egenskaper. Hvis du gir dette som en gave, velger du et molekyl som er best beskriver mottakeren. For eksempel var det første molekylet jeg laget acetylkolin som jeg ga til vennen min Coline. Den andre jeg gjorde var fenetylamin, et stoff som ble kalt "kjærlighetskjemikaliet". Her er noen andre foreslåtte molekyler1) serotonin - antidepressivt2) tryptofan - gjør deg søvnig3) dopamin - "belønninger" og glede -nevrotransmitter For denne instruktive konstruksjonen skal vi bygge østradiolvariant av østrogen, det kvinnelige hormonet

Trinn 2: Kjøp delene dine

Dellisten din vil avhenge av molekylet du har valgt. Det du vil gjøre er å angi en komponent for hvert atom i molekylet ditt. For det meste, siden du mest sannsynlig vil gjøre et organisk molekyl, vil karbonatomer definere strukturen. Bruk en LED for å representere karbonatomer. Personlig har jeg en tendens til å assosiere karbon med fargen grønn, så jeg brukte grønne lysdioder. Kjøp så mye grønne lysdioder som det er karbonatomer i molekylet ditt For de andre elementene som er tilstede i molekylet ditt, kan du bruke en annen farget LED, men jeg synes det er bedre å bruke en 7-segmenters skjerm med elementets symbol skrevet på den (mer om dette senere). Atomer som oksygen og nitrogen er ganske pent representert med 7-segmenter. Vær oppmerksom på at hydrogenatomer ikke er eksplisitt representert i skulpturen. Hvorfor? Praktisk. Et typisk organisk molekyl kan inneholde opptil 30 hydrogenatomer, og det er for mye. Jeg synes det er best å bare inkludere hydrogen på de "spesielle gruppene" som OH (hydroksid) og NH2/NH3 (amin). Jeg har en tendens til å forbinde hydrogen med fargen hvit, så jeg brukte hvite lysdioder (som er ganske dyre). Så for østradiolprosjektet trenger vi 18 grønne lysdioder (for de 18 karbonatomer) 2 vanlige anoder (ELS402) syvsegmentdisplayer (for de 2 oksygenatomene) 2 små hvite lysdioder (for de to hydrogenene i hydroksid (OH) -gruppen) Du trenger også en batteriklemme, 1 kOhm motstand, loddetråd og jern. Du vil kanskje også kjøpe et kabinett hvis du skal gi dette i gave.

Trinn 3: Begynn å bygge din molekyl: Carbon Backbone

Her er teknikken jeg brukte til å koble sammen lysdioder for å danne en benzenring (den sekskantede delen). Du kan bruke samme teknikk for å lage kjeder av lysdioder i alle former. Ta to lysdioder og sett dem sammen som vist på det første bildet. Du kan få lysdiodene til å danne hvilken som helst vinkel, men siden dette ville være en del av benzenringen, er de vinklet i 120 grader. Klemming av beina slik at de fikser dem på plass, så det blir lett å lodde dem. Merk: Sørg for å lodde sammen ben i samme lengde. Det jeg mener er å lodde dem på en slik måte at de er parallelle. For stevning, legger jeg det lengre (positive) benet på toppen. Vær også forsiktig så ikke loddene berøres, og korter dem effektivt. Sjekk om det fungerer ved å bruke spenning over beina. Alle komponentene skal lyse. Fortsett prosessen til du får den ønskede strukturen, og stopp av og til for å se om den fortsatt lyser. Neste skal jeg vise hvordan du setter 7-segmenters skjerm, samt dele teknikken jeg brukte på de "vanskelige" delene.

Trinn 4: Begynn å bygge din molekyl: 7-segment element

Dette trinnet er vanskelig fordi du må forstå hvordan 7-segmenters skjermer fungerer. På en vanlig 7-segmenters anodevisning har du 8 pinner som tilsvarer de 8 "lysene" (7 segmenter + 1 desimalpunkt) og 2 forsyningspinner (de er overflødige).1) Koble til forsyningspinnene til en positiv kilde2) Koble de resterende pinnene til negative (bakken) for å lyse opp det tilsvarende segmentet. Se det andre bildet for en illustrasjon. Så hvis du skulle skrive bokstaven O, grunnet du alle unntatt den ene pinnen som tilsvarer det midterste segmentet. Hvis du skulle skrive bokstaven F, slo du ned alle pinnene bortsett fra bunnen og de to høyre sidesegmentene. Her er teknikken som jeg brukte for å koble til 7-segmenters displayer (se det første bildet) 1) Bøy tilførselspinnene flatt innover. 2) Sett en ledning (kanskje en motstand eller et LED -ben) gjennom de bøyde pinnene og loddetinn på plass. (fjerde bilde) 3) Klipp av pinnene du ikke vil bakke bakken (den som tilsvarer segmentet du ikke vil lyse opp) 4) Bøy de resterende pinnene mot midten. 5) Legg en annen ledning denne gangen på toppen av de resterende pinnene. Loddetinn på plass. (fjerde bilde) Du vil ende opp med en 7-segmenters skjerm med to ledninger som stikker ut av den. Koble dette til molekylet ditt som du ville gjort med en LED. Vær forsiktig med polariteten!

Trinn 5: Begynn å bygge din molekyl: tredje dimensjon

De fleste kjemiske strukturer er ikke plane. Noen molekyler har atomer som stikker ut i forskjellige retninger. For å legge til en LED som stikker ut, synes jeg det er best å bøye bena på LED -en som vist på det første bildet. Sett LED -en på plass i molekylet ditt, og du er i gang. Du kan bruke samme teknikk for å feste lysdioder i forskjellige vinkler. Du kan se LED -en stikke ut av molekylet på det tredje bildet.*MERK: Jeg har nettopp innsett at modellen min ikke er helt geometrisk nøyaktig. Jeg burde ha dannet tetraeder på den andre og tredje benzenringen. Teknikken som er beskrevet i dette trinnet kan brukes til å lage de tetraedriske formene.

Trinn 6: Legg til finishen

1) Lodding på batteriklipsen -Vær oppmerksom på polaritet: Lod den røde ledningen til den positive siden av molekylet. Svart ledning går til bakken. MERK: Du bør sette motstanden mellom molekylet og den røde positive ledningen for å forhindre at lysdiodene dine brenner ut. Jeg har faktisk glemt å gjøre dette, men det kommer fortsatt til å være ganske trygt siden du har mange lysdioder parallelt med å dele strømmen. 2) (valgfritt) Sett den inne i et kabinett. Kapslingen jeg har har et lokk som kan skrus på. Det er en fin touch å ha mottakeren av gaven med en skrutrekker for å "pakke ut" gaven Merk at jeg ikke la noen batterier med den. Jeg fortalte henne heller ikke hva det egentlig er. Hun måtte finne ut at hun måtte koble til et batteri, og hun måtte gjøre noen undersøkelser også (hun nevnte faktisk Merck -indeksen). Som kirsebær på toppen har jeg bedt henne om å ta et bilde av skulpturen alt lyste opp. Jeg legger det ut her etter at hun har gjort det. EDIT: se det siste bildet med alt opplyst!