Retro "Rayotron" -yövalo (osa 1): 16 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Johdanto

Joulukuussa 1956 Atomic Laboratories mainosti Rayotronia "ensimmäisenä edullisena sähköstaattisena generaattorina ja hiukkaskiihdyttimenä" luonnontieteiden opettajille ja harrastajille [1]. kykenee heittämään 500 000 voltin kipinöitä metalliliittimestään. Mikroampun purkautuminen ei ollut valmistajan mukaan riski terveelle henkilölle.

Rayotronin negatiivisesti varautunut napa hylkäsi negatiiviset elektronit suljetun lasiputken pituudelta kovassa tyhjiössä pohjaan sijoitettuun kohteeseen. Tämän jännitteisen hiukkaspalkin törmäys kohteeseen mahdollisti käyttäjien suorittaa erilaisia fysiikkakokeita (ja myös altistui suojaamattomille henkilöille vaarallisten röntgensäteiden läheisyydessä [1]). Lopulta Atomic Laboratories lopetti tuotannon turvallisuusongelmien vuoksi.

Suunnittelin tämän yövalon kunnianosoitukseksi unohdetulle vuosisadan puolivälin koulutustekniikalle. Toisin kuin alkuperäinen yksikkö, tämä puolikokoinen malli ei lähetä vaarallista säteilyä eikä pilaa päivääsi jättäen sinulle aavemaisen vihreän jälkivalon:>). Rayotronin hiukkaspalkki on mallinnettu pienoiskoossa kylmäkatodivalolla (CCL).

Vaihe 1: Projektin luonnos

I. Perustoiminnot

Korvasin alkuperäisessä yksikössä käytetyn meluisan hihnan ja moottoroidun rullamekanismin hiljaiseen, negatiiviseen ionigeneraattoriin, jota myytiin kotikäyttöön. Virtalähde tarjoaa matalajännitteisen DC: n ionisaattorille; joka ohjaa CCL: ää. Lamppu oli asennettu aksiaalisesti muovisylinteriin, joka tuki purkauspalloa. CCL ja tukirakenne kiinnitettiin konsolin yläpaneeliin.

II. Kojelaudan kokoonpano

Konsolin kojelauta oli yksi harvoista komponenteista, jotka muuttuivat ulkonäöltään Rayotronin tuotannon aikana. Kuvat ja kuvaukset eri lähteistä, jotka dokumentoivat nämä muutokset, ohjasivat paneelin suunnittelua; valokuvat esittävät Rayotronin varhaisia ja myöhempiä malleja. Käytin vuosisadan puolivälin 50 mikroampeerin mittaria näyttämään ionisaattoritehon sekä vintage-säätönupin ja vaihtokytkimet yhdessä merkkivalojen kanssa. Mittari ja säätönuppi pelastettiin käytöstä poistetusta kulutuselektroniikasta.

(Hauska fakta: Yksikön pohjassa oleva tuoteturvallisuusmerkintä varoitti röntgensäteilystä käytön aikana. Lisävarotoimenpiteenä valmistaja ehdotti Rayotronin sijoittamista betoniputkesta valmistettuun bunkkeriin, joka suojaa käyttäjää ja sivullisia säteilymyrkytykseltä [2] !)

III. Pahvikonsolikokoonpano

Konsoli oli MacGyvered purkamalla pahvi uudelleen, joka oli otettu paikallisesta pihakaupasta ostetusta 3-renkaan sideaineesta. Kojelauta ja terminaalin päällä oleva muovinen tukipilari asennettiin konsoliin. Aikaisemmassa versiossa käytettiin paneelissa keinotekoista metallista valmistettua verhoilua, mikä teki projektista liian nykyaikaisen IMHO: n. joten päätin retro, nuhjuinen tyylikäs ulkoasu antaa vaikutelman ikää.

Fyysiset mitat eivät ole kriittisiä, joten skaalaa projekti tarpeen mukaan. Tämän ohjeen loppuun mennessä sinulla on edullinen korkeajännitteinen DC (HVDC) -lähde yksinkertaisia, sähköstaattisia esittelyjä varten ja rad -yövalo ilman tappavan säteilymyrkytyksen ongelmia, jotka pilaavat päiväsi (huono puhe, mutta en voinut Älä vastusta:>). Lopuksi käytä tervettä järkeä ionisaattorin kanssa. Vältä yllätyksiä - katkaise virta ennen kuin aloitat HV -johdotuksen.

Vaihe 2: Osat ja työkalut

Pienensin rakennuskustannuksia kierrättämällä käytetyt tai käytöstä poistetut tavarat mahdollisuuksien mukaan. Joitakin komponentteja voidaan improvisoida. Esimerkiksi 8 unssin virvoitusjuomapullo tekee edullisen purkausterminaalin.

(Hauska fakta: vuosisadan puolivälin mallissa oli pallomainen purkausterminaali. Uhkaavampi terminaali, joka muistutti nousevaa sienipilveä, ilmestyi päivitetyssä 1960-luvun mallissa [1, 2].

Tarvittavat elektroniset komponentit tunnistetaan jokaisessa vaiheessa. Erilaisia rakennustarvikkeita ovat: pahviarkit 3-renkaisista sideaineista; piirilevyjä; kirkas ja sininen nauha; liitäntä-/ asennuslaitteet; syanoakrylaattiliima (CA); eristetty projektilanka; lyijykynä; puristinpidikkeet; astelevy; viivotin; hioa; sakset (tai kaupallinen paperileikkuri); ruiskumaalit; ja Elmerin X-treme School Glue sekä erilaisia käsityökaluja; sähköpora, jossa on erilaisia teriä ja juotoskynä.

Vaihe 3: Elektroniikka: Ionisaattori ja virtalähde (Mod tai Osta yksi)

Löysin vintage -Radio Shack Micronta -huoneionisaattorin rypälekaupasta hintaan 1,50 dollaria. Ionisaattorista puuttui alkuperäinen virtalähde, joten hakkasin DC -lähteen kannettavasta mustavalkoisesta televisiosta (muistatko ne?).

Avasin kotelon ja vaihdoin alkuperäisen 12 VDC @ 1 amp: n muuntajan toiseen muuntajaan sen ruostuneen tilan vuoksi. Varoitus: jos teet tämän, varmista, että komponentit on mitoitettu uudelle muuntajalle tai valmistat tasasuuntaajapiirin! Asensin uuden muuntajan ja alkuperäisen tasasuuntaajan piirilevylle ja juotin komponentit yhteen. Laitoin tämän kokoonpanon sivuun myöhempää tiputusta varten, kun konsolin rakentaminen oli valmis.

Ei hätää, jos et halua tehdä aikaa vievää uudelleenrakentamista. Paljon parempi kiertotapa on käyttää kaupallista virtalähdettä. Löysin autotallimyynnistä 12 VDC, 4 ampeerin sovittimen, joka kuului kannettavaan tietokoneeseen ja käytin sitä ionisaattorin kanssa ilman ongelmia (katso vaihe 14).

Vaihe 4: Konsolin kokoonpano: Asettelu, leikkaus ja mukauttaminen Kojelauta

Suurin osa hankkeesta käytettiin pahvikonsolin suunnitteluun, valmistukseen ja viimeistelyyn. Ohita seuraavat vaiheet säästääksesi aikaa ja käytä vain tavallista kenkälaatikkoa. Todelliset DIY -soturit siellä: kiireinen rakentaminen!

Irrota muovipäällyste sideaineista saadaksesi pahvia instrumentti- ja muille konsolipaneeleille. Asettelumittari, säätönuppi, kaksi kytkintä ja kaksi merkkivaloa pahviliuskalla, joka on sopivan pituinen, leveä ja kaksinkertainen. Asetin kytkimet ja valot suorakulmaiseen järjestykseen. Leikkaa tai poraa sopivan kokoisia reikiä kunkin osan kiinnittämiseksi. Levitin ohuen kerroksen liimaa jokaisen reiän ympärille ja sisälle ja hioin sitten hienolla paperilla, mikä auttoi säilyttämään sivuseinän muodon liiman kovetessa.

Projektin varhainen versio sisälsi Discover Platinum Card -kortin mainosesitteen, joka antoi paneelille faux -metallin. Leikkasin esitteen ja porasin/leikkasin asennusreikiä. Jätin noin 5 mm reunan kontrastivaikutelman aikaansaamiseksi, kun paneeli ruiskutettiin vaalealla värillä. Valintalevy lisättiin kattamaan suurin osa logosta. (Lopulta ruiskutin maalatun koko kojelaudan ja hylkäsin esitteen, koska se oli helposti likaantunut.) Aseta paneeli ja komponentit sivuun vasta myöhemmin.

(Hauska fakta: Alkuperäiset käyttöoppaat ovat National Institutes of Health Museum -kirjaston pysyvässä kokoelmassa Bethesdassa, MD [3].)

Vaihe 5: Konsolikokoonpano: Piirrä, leikkaa, kohdista ja sovita kulmakappaleet

Määritä konsolin koko mittariston mittojen mukaan. Jätä riittävästi tilaa virtalähteen ja ionisaattorin asentamiseen. Ota myös huomioon tukipylvään haluttu korkeus ja poistopallon halkaisija; asteikolla.

Piirsin pahville ääriviivat jokaiselle paneelille ja leikkasin ne sitten pois. Sivupaneeleissa on 23 asteen kulma alaspäin vaaka -akselista, mikä parantaa mittarin, säätönupin ja merkkivaloklusterin näkyvyyttä. Leikkasin pienen kaksinkertaisen paksuisen paneelin, joka lisättiin kotelon etupäähän kojelaudan lisätukea varten. (Päätin käyttää kaksinkertaista paksuutta kaikissa paneeleissa paitsi yläpaneelissa paremman kotelon saamiseksi.)

Paneelien leikkaamisen jälkeen aseta ne tasaiselle pinnalle; tarkista, ovatko reunat ja kulmat tasaisia. Liimaa sivu-, potku-, selkä- ja pohjapaneelit yhteen kaksinkertaiseksi. Kiinnike paikalleen. Hio epätasaiset reunat tasaiselle pinnalle keskipitkällä/hienopaperilla. Kokoa paneelit tilapäisesti käyttämällä puristuskiinnikkeitä ja 2,5 cm: n kulmakappaleita mallikonsoliin. Aseta kojetaulu konsoliin. Tarkista neliön kulmat ja huuhtelureunat. Kuten yhdestä valokuvasta näkyy, käytin sinistä teippiä konsolin pitämiseen yhdessä - BIG MISTAKE! Älä tee tätä! Reunat eivät melkein koskaan kohdenneet kunnolla ja koko konsoli romahti aina kojelaudan ollessa paikallaan. Liimaa kaikki paneelit yhteen paitsi ylä- ja kojelaudat. Kiinnitä kiinnikkeillä ja hakasilla, kunnes liima kuivuu.

Rakennusvinkki 1: Käytä kaupallista paperileikkuria, joka on saatavana FedExistä tai Staplesista saadaksesi puhtaat ja siistit reunat! (Maalaa myös konsoli tässä vaiheessa, jotta et poista laitteistoa myöhemmin projektin loppuun saattamiseksi.)

Vaihe 6: Konsolin kokoonpano: Liimapaneeli; Kiinnitä mittaristo

Tasaiset reunat hiomalaikalla ja tarvittaessa paperilla/hienopaperilla. Lisää rakenteellista eheyttä poraamalla reikä sivu- ja takapaneelien keskikohtaan, jotta siihen mahtuu #8-32 x 1/2 tuuman pyöreän pään koneen ruuvit, joissa on litteät aluslevyt ja kiinnikkeet, jotka kiinnittävät pohjalevyn; myös poraa reikä jokaisen paneelin alareunaan kiinnikkeiden sijoittamiseksi. Peitä reiän sivuseinä liimalla lisäämällä ja kääntämällä kynän kärki useita kertoja ennen liiman kovettumista; hio kevyesti reiän ympärillä tasaiseksi. (BTW, luulin, että potkuripaneeliin kiinnitetyt ruuvit ja kiinnikkeet olivat visuaalinen häiriötekijä, joten poistin ne ja täytin reiät ennen maalausta. Kiristä kaikki laitteistot käsin, koska ne on poistettava ennen maalausta.)

Etsi kojetaulu. Kiinnitä saranat sisä-, vasempaan ja oikeaan kulmaan #8-32 x 1/2 tuuman koneruuveilla ja litteillä aluslevyillä. Aseta ja kohdista paneeli konsoliin. Kierrä saranat potkuripaneelin sisäpuolelle. Kojelaudan tulee levätä tasaisesti jokaisen sivupaneelin kaltevuutta vasten. Käsiväännön saranaruuvit; hio paneelien reunat, kunnes ne ovat sivupaneelien tasalla. Varoitus: kojetaulua ei ole suunniteltu liikkumaan enemmän kuin useita asteita konsolin kokoonpanon vuoksi! Pääsy konsolin sisäpuolelle tapahtuu yläpaneelin kautta; katso seuraava vaihe.

Rakennusvinkki #2: Poraa koon reikien päälle potkulaudan yläkulmiin, jotta saranaa voidaan hieman säätää

Vaihe 7: Konsolin kokoonpano: Valmistele yläpaneeli ja kohdista mittaristo

Huomaa: Tämä vaihe vaatii keskittymistä ja usein taukoja!

Leikkaa lovet takapaneelin vasemmasta ja oikeasta yläkulmasta saranoiden mukaan; aseta ne siten, että ne ovat tasossa selkä- ja sivupaneelien korkeuden kanssa. Merkitse, poraa ja valmistele ruuvien reiät. Asenna sopivat saranat takapaneelin ulkopuolelle. Varmista, että yläpaneelin etureuna on samassa kojelaudan yläreunassa suljettuna. Ole varovainen, kun hiot joko yhden tai molempien sivupaneelien vaakasuoria tai viistoja reunoja tarpeen mukaan, jotta varmistat tasaisen kiinnityksen ylä- ja kojelautojen väliin. Liiallinen hionta johtaa rakoihin paneelien välillä! Kiinnitä yläpaneeli tukevasti kuminauhoilla, jotta paneeli pysyy paikallaan. Irrota kojelauta päästäksesi saranoihin. Kurkota konsoliin ja merkitse yläpaneelin ruuvinreiät.

Rakentamisvinkki #3: Viisto kojelaudan sisäreunaa hiekkapaperilla parantaaksesi istuvuutta yläpaneelin kanssa

Käytin kahta kahvisekoitussauvaa jokaisen saranan ja yläpaneelin välissä välilevyinä sitomisen vähentämiseksi avaamisen ja sulkemisen aikana. Tangot leikattiin sopivan kokoisiksi, liimattiin, pinottiin yhteen ja leikattiin paneelin alapuolelle ennen reikien poraamista. Tämän jälkeen liimasin vaneripalan paneelin alapuolelle, jotta lisätukea palkkiputkikokoonpanon asentamiseen myöhemmässä vaiheessa.

Voitele liima yläpaneelin etureunaa ja kojelaudan yläreunaa pitkin; hiero liimaa pahviin vahvistaaksesi paneelien reunoja ja kulmia. Anna paneelien kuivua; hio sitten kaikki reunat ja kulmat hienolla paperilla.

Vaihe 8: Konsolin kokoonpano: Kiinnitys- ja iskulevy; Kiinnitä jalat

ID -keskipiste yläpaneelin etureunassa. Keskitä ja asenna magneettilukko kahdella #4-40 pyöreällä koneruuvilla, litteillä ja lukkolevyillä. Puupala, joka on ruuvattu yläpaneelin ulkopuolelle, toimi kätevästi kahvaksi konsolin avaamiseen. ID -keskipiste mittariston yläreunassa. Keskitä ja asenna iskulevy koneen ruuveilla. Muista porata ylisuuria asennusreikiä ja valmistella liimalla. Salpa ja levy vaatii säätöjä oikean istuvuuden saavuttamiseksi. Vahvista yläpaneelin kohdistus; asenna sitten saranan kiinnitysruuvit ja aluslevyt.

Käytin jalkoina neljää puupalaa taidetarvikekaupasta; jokaisessa kappaleessa oli esiporattu 3/16 "reikä. Maalasin jokaisen kappaleen ennen kuin liimasin puutapan jokaiseen. Porasin 3/16" reiän alapaneelin jokaiseen kulmaan. Tapit pitivät jalat paikallaan tilapäisesti. BTW, älä liimaa kappaleita ennen kuin konsoli on maalattu.

Vaihe 9: Palkkiputken kokoonpano: tukipylväs ja purkauspallo

Aluksi leikkasin pohjat pois kahdesta käytöstä poistetusta lääkepullosta ja teipasin ne sinistä teipillä päästä päähän tukipylvään tekemiseksi. Pylväs kiinnitettiin ruuvaamalla injektiopullon korkki konsolin kanteen kuvan mukaisesti. Bummer … tumma muovi himmensi sisäistä valaistusta ja nauha oli visuaalisesti häiritsevä.

Tässä on kiertotie: osta kirkas akryyliputki rauta- tai muovitarvikekaupan romusäiliöstä. Löysin raskaan muoviputken, jonka ulkohalkaisija oli sama kuin onton alumiinipallon sisäänmenoaukko (halkaisija 8 cm; ostettu Teslathon -tapahtumasta). BTW, jos sinulla ei ole purkauspalloa, käytä metallimaailmaa, joka on peräisin dollarikaupasta, tai jopa alumiinista valmistettua virvoitusjuomapulloa. Leikkaa syöttöreikä tukipylvääseesi metalliliuskoilla. BTW, säilytä injektiopullon korkki, jota käytetään kolonnin kiinnittämiseen konsolin kanteen.

Vaihe 10: Palkkiputken kokoonpano: Leikkaa ja jauhaa aihiot keskitysrenkaille

Leikkaa kahdeksan aihiota yhdestä pahvilevystä, joka vastaa putken ulkohalkaisijaa. Porasin jokaiseen aihioon keskireiät 6 cm: n #6-32-koneruuville; aihiot ruuville; puristi ne lukkoaluslevyllä ja kiinnitysmutterilla ja kiinnitti ne sitten sähköporaan. Hioin aihiot kurssilla ja sitten keskikokoisella hiekkapaperilla, kunnes koko kokoonpano liukui helposti putken läpi.

Vaihe 11: Palkkiputken kokoonpano: Valmistele keskitysrenkaat

Poista valmiit aihiot koneen ruuvista. Tarvitset kaksi 1/4 tuuman nailonruuvieristintä (P/N: B-IN-14S/4; Pienet osat). Ream keskireikä eristäjän halkaisijan mukaan. Tee kaksi keskitysrengasta liimalla ja pinota sitten neljä rengasta yhteen. Purista renkaita, kunnes liima kuivuu. Käytin 1-1/2 x 1/4 tuuman pulttia ja kahta 3 cm: n metallista aluslevyä puristimina. Tallenna nämä osat, koska niitä käytetään uudelleen. Päätä, haluatko maalata kiinnitysrenkaat. Aseta eriste jokaiseen rengaspinoon.

Valmistele kaksi hammastahnaputkista saatua korkkia poraamalla 1/4 tuuman reikä yläosien läpi CCL -kiinnikkeitä varten. Maalaa kartioita haluttaessa. Etsi kumitiiviste, joka sopii korkin kaivoon. Reiän halkaisijan tulee olla riittävä lampun vastaanottamiseen (P/N: 239610; Jameco). Käytä injektiopullon korkkia aikaisemmasta vaiheesta kolonnin pohjalle. Aseta litteä aluslevy injektiopullon korkin sisään ankkuriksi ja aseta sitten kiinnitysrengas aluslevylle. Kiinnitä injektiopullon korkki, aluslevy ja rengas konsolin kanteen pultilla, jota käytetään renkaiden kiinnittämiseen. Aseta tilapäisesti kartio pultin pään ja eristinhuulen päälle. Kiinnitä kokoonpano kanteen mutterilla. Ylempi kartiorakenne on lähes identtinen alemman kartion kanssa; älä kuitenkaan ruuvaa osia yhteen. Pidä kappaletta yhdessä sinisellä teipillä, kunnes olet valmis liimaamaan.

Aseta sarake injektiopullon korkin päälle. Pudota lamppu pylvääseen ja varmista, että se liukuu alemman kartion läpivientireikään ja koskettaa fyysisesti pultin päätä. Aseta ylempi kokoonpano (läpivienti alaspäin) pylvääseen. Lampun tulee kulkea läpivientireiän läpi, mutta se ei saa ulottua renkaan pinnan ulkopuolelle. Leikkaa tukipylväs sopivan pituiseksi tai käytä enemmän aluslevyjä välikappaleina lampun nostamiseen. Kun olet saavuttanut oikean korkeuden, liimaa ja purista jäljellä oleva tasainen aluslevy ylemmän kiinnitysrengaskokoonpanon päälle. Irrota lamppu.

Rakennusvinkki #4: Lisää valaistusta poistamalla kumitiivisteet ja aseta toinen lamppu suoraan kartionpidikkeisiin

Vaihe 12: Asennus: Beam Tube & Support Column; Kojelauta

Purkausliitin lepää tukirenkaalla. Rakenna yksi muovilevystä. Tee valinnaisia elektronisuihkutarkennusrenkaita leikkaamalla muovipillin segmentit ja liu'uttamalla ne lampun päälle (poista ne, kuten tein, jos ne vähentävät liikaa valoa testattaessa).

Kiinnitä injektiopullon korkki (vaiheesta 9) metallipultilla konsolin kanteen. Aseta palkkiputkikokoonpano korkkiin. Laitoin mittarin, säätönupin, kytkimet ja merkkivalot kojelaudan sopiviin reikiin saadakseni käsityksen siitä, miltä projekti näyttää.

Vaihe 13: Asennus: Muutetut tasavirtalähteet, ionisaattorit ja paneelikomponentit

Kiinnitä muutettu virtalähde ja ionisaattori konsolin pohjaan. Kova lanka nämä kaksi kokoonpanoa sekä mittari, kytkimet, merkkivalot ja sulake. BTW, kojelaudan keskellä oleva tehonsäädin on sisustus; se ei toimi-tämä ongelma korjataan tulevassa Rayotron-kunnostuksessa.

Vaihe 14: Asennus: kaupallinen tasavirtalähde

Jos käytät kaupallista virtalähdettä (erittäin suositeltavaa!), Kiinnitä laite tarrakiinnikkeillä konsolin pohjaan, sitten kovametalli -ionisaattori ja kojetaulu.

Vaihe 15: Viimeistely: Maalikonsoli ja Gnd -elektrodin kiinnitys

Jos et maalannut konsolia vaiheessa 5: poista liitäntälaitteet, erota kojelauta konsolista ja kahva yläpaneelista. Projektin loppuun käytin näitä värejä:

Pääkonsolin paneelit - kiiltävä manteli

Kansi ja kojelaudat - Metallinen hopea

Kansi Kahva - Kupari

Asensin teleskooppisen TV -antennin yläpaneeliin puristimella. Antenni, kun se on kytketty ionisaattorin maapalautukseen, toimi purkauselektrodina.

Käynnistä projekti ja pidennä sitten antennia tarpeen mukaan, kunnes voit vetää jatkuvia 1 mm: n purkauksia liittimestä. Säädä kipinäväliä johtamattomalla esineellä, kuten muovikynällä, kunnes CCL antaa jatkuvan hehkun. Mittarin pitäisi näyttää 15-20 mikroampeeria. Rayotron Night Light -projektisi on nyt valmis!

Vaihe 16: Lähteet

1. Baez AV. Rayotron (suurjännitegeneraattori ja röntgenlähde). Amerikkalainen J -fysiikka. 1957; 25: 499-501. Käytössä:

2. Miller E. Raportti Rayotron-sähköstaattisen generaattorin ja hiukkaskiihdyttimen röntgensäteilyn testeistä. Rocksville, MD: Yhdysvaltain terveys-, koulutus- ja hyvinvointiosasto. 1970. Käytössä:

3. Rayotron -käyttöopas. Atomic Laboratories, LLC. 1956. Käytössä: