Fluoresoiva kristallinäyttöjalusta: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Kun valmistuin yliopistosta, työskentelin pimeän aineen suoran havaitsemisen kokeilun nimeltä CRESST. Tässä kokeessa käytetään hiukkasilmaisimia, jotka perustuvat välkkyviin kalsiumvolframaatti (CaWO4) -kiteisiin. Minulla on matkamuistona rikkoutunut kristalli ja olen aina halunnut rakentaa esillepanon, joka innostaa kiteen fluoresenssia.

Ymmärrän, että ihmiset eivät todennäköisesti kopioi tätä tarkkaa rakennetta, koska kalsiumvolframaattikiteitä ei ole kaupallisesti saatavilla ja myös käyttämäni UVC -LEDit ovat melko kalliita. Siitä voi kuitenkin olla apua, jos aiot rakentaa näyttöjalustan muille fluoresoiville mineraaleille, kuten keltaiselle tai fluoriitille.

Vaihe 1: Kerää materiaalit

• fluoresoiva CaWO4 -kide
• pieni projektilaatikko (esim. conrad.de)
• 278 nm UVC -LED (esim. Crystal IS)
• LED -oikea (metalliydinpiirilevy) (esim. Lumitronix)
• lämpötyyny (esim. Lumitronix)
• jäähdytyselementti (esim. Lumitronix)
• lisämoduuli (esim. ebay.de)
• LED -tehostinohjain (esim. Ebay.de)
• LiPo -akku (esim. Ebay.de)
• liukukytkin
• 0,82 ohmin 1206 SMD -vastus

Fluoresenssi kalsiumvolframaatissa voidaan virittää aallonpituuksilla <280 nm. Tämä on melko kaukana UV: ssä ja LEDit tällä aallonpituudella ovat yleensä melko kalliita (~ 150 $/kpl). Onneksi sain noin 278 nm: n SMD -LEDit ilmaiseksi, koska niitä jäi insinöörinäytteistä yritykseltä, jossa työskentelen. Tämän tyyppisiä LED -valoja käytetään yleensä desinfiointiin.

VAROITUS: UV -valo voi vahingoittaa silmiä ja ihoa. Varmista asianmukainen suojaus, esim. UV -suojalasit

Teknisten tietojen mukaan LEDien optinen lähtöteho on ~ 25 mW, käyttövirta 300 mA ja korkea eteenpäin suuntautuva jännite ~ 12 V. kunnon jäähdytyselementti. Siksi ostin metallisydämen piirilevyn (oikea puoli), jolla on oikea jalanjälki, lämpötyyny ja pieni jäähdytyselementti. Koska LEDit voivat helposti vaurioitua liian suurista virroista, niitä tulee käyttää vakiovirralla. Sain erittäin halvan vakiovirran tehostinohjaimen, joka perustuu XL6003 IC: hen, joka myös nostaa lähtöjännitettä. Tietolomakkeen mukaan lähtöjännite ei saa olla korkeampi kuin kaksinkertainen tulojännite. Koska halusin kuitenkin käyttää kaikkea 3,7 V: n LiPo -akusta, lisäsin toisen tehostinmuuntimen, joka lisää akun jännitteen ~ 6 V: iin ennen LED -ohjainta. LED -ohjaimen lähtövirta asetetaan kahdella SMD -vastuksella, jotka on kytketty rinnakkain piirilevylle. XL6003 -lomakkeen mukaan virta annetaan I = 0,22 V/Rs. Oletusarvoisesti rinnakkain on kytketty kaksi 0,68 ohmin vastusta, mikä vastaa ~ 650 mA. Virran alentamiseksi minun piti korvata nämä vastukset 0,82 ohmin vastuksella, joka antaa ~ 270 mA.

Vaihe 2: LED -valon asennus

Seuraavassa vaiheessa juotin LEDin oikealle. Kuten jo mainittiin, on tärkeää saada piirilevy, joka vastaa LED -valon jalanjälkeä. Metalliydinpiirilevyn juottaminen voi olla vaikeaa, koska levy hajottaa lämmön melko hyvin. Juottamisen helpottamiseksi on suositeltavaa laittaa piirilevy keittolevylle, mutta onnistuin myös ilman. LED on liitettävä levyyn lämpötahnalla. Juottamisen jälkeen kiinnitin oikeanpuoleisen jäähdytyselementin lämpötyynyllä.

Vaihe 3: Liitä elektroniikka

Liimasin kaikki elektroniset komponentit kotelon pohjalevyyn. Huomaa, että jäähdytyselementti kuumenee melkoisesti, joten on hyödyllistä käyttää liimaa, joka kestää korkeita lämpötiloja. Akku liitetään tehostinmoduuliin, joka nostaa jännitteen noin 6 V: iin. Lähtö kytketään sitten LED -tehostinohjaimeen, joka on kytketty LEDiin. Liukukytkin lisättiin akun jälkeen, mutta haluat ehkä juottaa vasta sen jälkeen, kun olet asentanut liukukytkimen seuraavassa vaiheessa.

Vaihe 4: Muokkaa koteloa

Tein joitakin muutoksia salaattiin dremel -työkalullani. Yläosaan asetettiin raon muotoinen reikä LED-valon poistamiseksi. Lisäksi laitoin sivulle joitakin aukkoja ilmanvaihtoa varten. Toinen reikä tehtiin liukukytkimelle, joka kiinnitettiin kuumalla liimalla. En ole kovin tyytyväinen kotelon ulkonäköön, koska reiät näyttävät melko karkeilta. Onneksi suurin osa niistä ei ole näkyvissä. Seuraavalla kerralla teen todennäköisesti mukautetun laatikon laserleikkurilla.

Vaihe 5: Valmis

Kotelon sulkemisen jälkeen projekti saatiin päätökseen. Kristalli voidaan sijoittaa yläreunassa olevaan rakoon ja LED -valo herättää sen alhaalta. Fluoresenssisäteily on melko kirkas. Huomaa, että kaikki valo tulee todella kristallista, koska UVC -valo on näkymätön.

Rakennetta voidaan varmasti parantaa muutamalla tavalla. Ensinnäkin LED: n lämmönhallinta ei ole hyvä ja jäähdytyselementti kuumenee melkoisesti. Tämä johtuu siitä, että ilmanvaihto on hyvin vähäistä, koska jäähdytyselementti on asennettu kotelon sisään. Toistaiseksi en uskaltanut käyttää LEDiä pidempään kuin muutama minuutti. Toiseksi haluaisin tehdä seuraavalla kerralla mukavamman kotelon käyttämällä mustasta akryylistä valmistettua mukautettua laserleikkauslaatikkoa. Lisäksi voidaan liittää microUSB -pistokkeella varustettu LiPo -latausmoduuli, jotta sinun ei tarvitse avata koteloa latausta varten.