Postavte Rainbow Apparatus: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

The Rainbow Apparatus (aka Astral Chromascope) je optický nástroj, který vám umožní vidět barevnou energii z obyčejných věcí! V tomto Instructable vám ukážu, jak si vytvořit vlastní, abyste prozkoumali technické barvy vibrací věcí kolem vás!

Krok 1: Shromáždění potřebného materiálu

Tato sestava vyžaduje 3D tiskárnu a základní dovednosti v oblasti pájení a montáže. Budete potřebovat:

• 3D tiskárna.
• Čistá balicí páska (nebo laminovací stroj).
• Bílý papír.
• Nůžky.
• Stěnový adaptér DC recyklovaný z nějaké vyřazené elektroniky.
• Nastavitelný mini DC-to-DC krokový převodník.
• 20 mm vysoce výkonné LED diody v barvách červené, zelené a modré.
• Multimetr (volitelně: stolní napájecí zdroj s proměnným napětím).
• Páječka s jádrovou pájkou.
• Nějaký šrot, nějaký odstřih drátů a odizolovač.
• Elektrická páska.
• Nějaký druh lepidla na plasty. Něco semipermanentního jako E6000 je dobrá volba.
• Volitelné: Zelená plsť zakrývá spodní část základny.

Sourcing napájecího zdroje:

Napájecí zdroj je běžný typ „nástěnné bradavice“, který je dodáván s většinou elektroniky. V ideálním případě máte nějaké vyhozené z vyřazené elektroniky, které můžete použít. Většina bradavic na zdi vydá 4,5 V, 5 V, 9 V, 12 V nebo někdy dokonce 24 V. Dalším důležitým hodnocením je, zda je na výstupu stejnosměrný (společný) nebo střídavý (méně obvyklý).

Pro tento projekt budete potřebovat minimálně 9V nebo 12V adaptér. Musí vydat minimálně 9 wattů. Příkon je jednoduše součin výstupního napětí a výstupního proudu napsaného na štítku. Pokud by například štítek uváděl, že výstupní napětí je 9 V při 1 A, znamenalo by to, že vydá přesně 9 wattů. Pokud by měl adaptér výstup 12 V s proudem 0,85 A (850 mA), znamenalo by to, že výkon bude 10,2 W a byl by také vhodný.

Z důvodu vlastní bezpečnosti nepoužívejte napájecí zdroj větší než 12 V nebo 2 A

Získávání dílů z eBay:

Většinu elektronických součástek lze na eBay získat velmi levně. U LED diod vyhledejte „20 mm LED hvězda“. Pravděpodobně najdete mnoho možností barev a výkonu. Získejte jednu (nebo několik) z každé primární barvy, červenou, zelenou a modrou, a vyberte odrůdu 3 wattů. Ujistěte se, že je velikost 20 mm, aby se správně vešla na 3D tištěnou základnu.

Druhou kritickou součástí této sestavy je nastavitelný mini DC-DC krokový převodník. Jedná se o malé desky s obvody, které převádějí vyšší stejnosměrné napětí na nižší napětí. Budete potřebovat ten, který má na výstupu nastavitelné napětí. Ty, které používám, jsou opravdu malé (17,5 mm x 11,14 mm) a 3D tištěná základna má výřez pro tuto konkrétní velikost.

Viděl jsem je na eBay s názvem „5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip“, ale přesně to samé prodává mnoho prodejců. Ujistěte se, že se obrázek shoduje a že na každém konci desky jsou dvě pájecí podložky. Na obrázku najdete správný typ a špatný typ.

Krok 2: 3D tisk dílů

Z jejich STL budete muset vytisknout následující části:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x pilíř.stl
• 1x Retainer.stl (tisk v režimu „spiralize“)
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Pro pokročilé, kteří chtějí přizpůsobit design, jsem také zahrnoval zdrojový soubor OpenSCAD.

Krok 3: Vytiskněte si šablonu obrazovky a obtisk projektoru

• Načtěte přiloženou šablonu „.svg“do Inkscape a vytiskněte.

• K laminování stránky použijte laminovací stroj, nebo:

  • Zakryjte bílý kruh a obtisk rovnoběžnými proužky čiré balicí pásky.
  • Opakujte na zadní straně.
• Vystřihněte kruh.
• Vystřihněte obtisk.

Krok 4: Sestavte projekční plátno

• Vložte obrazovku do prstencové části, abyste zajistili správné uchycení.
• Kolem okrajů zajistěte lepidlo.
• Pro další podporu zasuňte pojistný kroužek.

Krok 5: Naučte se něco z elektroniky: Co je to Buck Converter?

Buck Converter je zařízení, které převádí jedno stejnosměrné napětí na jiné stejnosměrné napětí, něco jako transformátor, ale spíše pro stejnosměrné než střídavé.

Při osvětlení malých LED diod je běžné použít k omezení proudu odpor, ale u LED s vyšším výkonem by to bylo velmi neefektivní, protože by se hodně energie přeměnilo na teplo!

Abychom tomu zabránili, můžeme použít vlastní ovladač LED konstantního proudu nebo můžeme použít generický převodník bucků, který vydává nastavitelné napětí. Buck převodník neomezí proud, ale proud procházející LED diodami je úměrný napětí. Pokud tedy začneme s nízkým napětím, můžeme jej pozvolna zvyšovat, dokud LED diodami nepoteče požadovaný proud. Není to plug-and-play jako ovladač LED, ale při správném nastavení funguje stejně dobře.

V následujících krocích začneme s výstupem 7 V na převodníku buck a poté jej postupně postupně zvyšujeme. Tento krok je zásadně důležitý, protože pokud přestřelíme provozní napětí, proud se dramaticky zvýší a něco vypustí kouzelný kouř!

Krok 6: Počáteční montáž a ladění napětí

Odřízněte konektor DC od konce kabelu bradavice a oddělte dva vodiče.

Odizolujte konce asi 5 mm a ujistěte se, že se konce nedotýkají. Nyní, když je připojena bradavice, pomocí multimetru změřte napětí na koncích drátu. Poznamenejte si, který konec je kladný na později.

Nyní odpojte bradavici a připájejte konce vodičů k polštářkům „in+“a „in-“na převodníku DC-DC. Zajistěte si správnou polaritu a pájení na vstupní straně desky (zkontrolujte označení štítku na zadní straně desky).

Než budete pokračovat, změřte napětí na výstupních podložkách. Otáčejte malým ladicím šroubem, dokud napětí nedosáhne 7V, a poznamenejte si, jakým směrem je třeba otáčet ladicím knoflíkem pro zvýšení nebo snížení napětí. Všimněte si, jak citlivá je úprava. Pro další krok budete muset být schopni upravit napětí v jemných krocích.

To je důležité: než přejdete k dalšímu kroku, nastavte výstupní napětí ne vyšší než 7V! Také se ujistěte, že používáte červené, zelené a modré LED diody! Volba počátečního napětí pochází ze součtu jmenovitých napětí těchto konkrétních LED, které jsou 1,8 V, 2,0 V a 3,3 V.

Krok 7: Zapojení LED diod a jemného ladění proudu

1. Nastavte LED diody na sloty v základně a zkraťte délku kabelu, který budete potřebovat k zapojení do série. Budete muset přejít z + jedné LED na - další.
2. Pájejte LED diody v sérii. K tomuto úkolu je velmi užitečná sada pomocných rukou k lavičce!
3. Na začátku a na konci řetězce LED připájejte dvě delší délky drátu, nejlépe dvou různých barev, abyste mohli sledovat, který je kladný a který záporný. Tento drát musí být dostatečně dlouhý, aby procházel otvory, omotal se kolem kanálu na zadní straně a do zářezu pro převodník buck.
4. Přilepte LED diody do otvorů na základně a protáhněte delší dráty jedním ze svislých hřídelů.
5. Překlopte základnu. Pájejte vodič "-" na svorku "out-" převodníku DC-DC. Dbejte na polaritu-pokud ji obrátíte, LED diody se nerozsvítí!
6. V tomto okamžiku je vodič „+“stále odpojen od podložky „out+“. Nastavte multimetr na stejnosměrné zesilovače a zapojte bradavici. Připojte multimetr do série s volným vodičem a podložkou a zajistěte, aby byl proud kolem 400 mA.
7. Pokud potřebujete upravit proud, proveďte to otočením nastavovacího šroubu o velmi malá množství a zkontrolujte proud.

Poznámka: Pokud máte stolní napájecí zdroj s vestavěným měřičem proudu, bylo by snazší použít jej k samostatnému vyladění napětí a jasu řetězce LED. Jakmile najdete správné provozní napětí, můžete upravit napětí na regulátoru DC-DC, aby odpovídalo ideálnímu provoznímu napětí před zapojením LED diod.

Krok 8: Dokončení zapojení a testování

• Odpojte nástěnnou bradavici a pájením „+“drátu k podložce „out+“dokončete obvod.
• Zajistěte převaděč DC-DC ve vybrání pomocí špičky lepidla a přebytečný drát zabalte do kanálu.
• Zapojte nástěnný adaptér a ujistěte se, že funguje.

Nyní připojte nástěnnou bradavici pro závěrečné testování. LED diody budou pravděpodobně docela jasné a nepříjemné na pohled, takže to nedělejte (místo toho zhasněte světla ve svém pokoji a podívejte se na hezké barvy, které se promítají na vaše stěny!).

Než začnete s montáží, nechte ji několik minut běžet a pravidelně ji kontrolujte, abyste se ujistili, že není na dotek příliš horká. Pokud ano, vytočte zpět napětí na měniči DC-DC-dělejte to pomalu a dávejte si velký pozor, abyste to neotočili špatně! LED diody můžete nechat zahřát, ale ne dostatečně horké, aby roztavily plast, vytvářely podivné pachy nebo spálily váš dům!

Jako další bezpečnostní opatření nespouštějte toto zařízení bez dozoru

Krok 9: Dokončení základny

Převodník a kanál DC-DC zakryjte elektrickou páskou. Poté vystřihněte kousek zelené plsti a zakryjte spodní část zařízení. Pomocí lepidla nebo spreje přilepte plst na dno.

Krok 10: Dokončení montáže

Pokračujte v montáži lepením tří pilířů do jejich otvorů v základně. Poté nasaďte promítací plátno na horní část pilířů.

Nyní si nasaďte ochranu očí (říkám tomu tak, protože to brání oslnění uživatele). Oční chránič a otočné kolo mají podobný vzhled, ale ten menší je chránič zraku. Na vnitřní straně jsou přepážky, které zabraňují míchání světla z LED diod.

Umístěte chránič očí na základnu a zarovnejte jej, dokud se všechny barvy nespojí do bílé barvy pokrývající celou obrazovku. Spusťte kolem okraje lepidlo a přilepte jej dolů. Pomocí oboustranné pásky připevněte obtisk k základně.

Krok 11: Mějte velmi groovy čas

Nyní položte otočné kolečko na ochranu očí. Tento poslední kus by neměl být lepený. Otáčením můžete částečně zatemnit světlo a vytvořit chladné barevné vzory! Přilepte za obrazovku různé předměty, jako jsou útržky 3D tisku, a vrhejte naprosto groovy duhové stíny!

První cena v soutěži Make it Glow Contest 2018