Bygg Rainbow -apparaten: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

The Rainbow Apparatus (aka Astral Chromascope) är en optisk utrustning som låter dig se den färgstarka energin från vanliga saker! I den här instruktionsboken kommer jag att visa dig hur du bygger din egen för att utforska tekniska färger i omgivningen!

Steg 1: Samla material som behövs

Denna version kräver en 3D -skrivare och några grundläggande lödnings- och monteringskunskaper. Du kommer behöva:

• En 3D -skrivare.
• Rensa förpackningstejpen (eller en lamineringsmaskin).
• Vitt papper.
• Sax.
• En DC -väggadapter som återvinns från kasserad elektronik.
• En justerbar mini DC-till-DC-stegomvandlare.
• 20 mm kraftfulla LED-stjärnor, i färgerna rött, grönt och blått.
• En multimeter (tillval: en variabel spänningsbänk).
• Ett lödkolv och kolofoniumkärlödning.
• Något skrot, några trådskärare och en trådavlägsnare.
• Eltejp.
• Något slags lim för plast. Något semipermanent som E6000 är ett bra val.
• Valfritt: Grön filt som täcker botten av basen.

Skaffa strömförsörjningen:

Strömförsörjningen är en vanlig "väggvarta" typ som levereras med det mesta av elektroniken. Helst har du några liggande från kasserad elektronik som du kan använda. De flesta väggvårtor släpper ut 4,5V, 5V, 9V, 12V eller ibland till och med 24V. Det andra viktiga betyget är om det är DC (vanligt) eller AC (mindre vanligt) på utgången.

För detta projekt behöver du antingen en 9V eller en 12V adapter minimum. Den måste lägga ut ca 9 watt minst. Effekten är helt enkelt en produkt av utspänningen och utströmmen skriven på etiketten. Till exempel, om etiketten sa att utspänningen var 9V vid 1A, skulle det betyda att den släpper ut exakt 9 watt. Om adaptern hade en 12V -utgång med en ström på 0,85A (850mA), skulle det betyda att utgången skulle vara 10,2 watt och skulle också vara lämplig.

För din egen säkerhet, använd inte en strömförsörjning större än 12V eller 2 ampere

Skaffa delarna från eBay:

De flesta elektroniska delarna kan erhållas från eBay mycket billigt. För lysdioderna, sök efter "20mm LED -stjärna". Du kommer troligen att hitta många val av färger och watt. Få en (eller flera) av varje primärfärg, röd, grön och blå och välj 3 watts sort. Se till att storleken är 20 mm så att den passar ordentligt på den 3D -tryckta basen.

Den andra kritiska delen av detta bygge är en justerbar mini DC-DC steg-ner-omvandlare. Dessa är små kretskort som omvandlar en högre likspänning till en lägre spänning. Du behöver en som har en justerbar spänning på utgången. De jag använder är riktigt små (17,5 mm x 11,14 mm) och den 3D-tryckta basen har en utskärning för just den storleken.

Jag har sett dem på eBay med titeln "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", men exakt samma sak säljs av många säljare. Se till att bilden matchar och att det finns två lödkuddar i varje ände av brädet. Se bilden för rätt typ och fel typ.

Steg 2: 3D -utskrift av delarna

Du måste skriva ut följande delar från deras STL:

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

För avancerade användare som vill anpassa designen har jag också inkluderat OpenSCAD -källfilen.

Steg 3: Skriv ut projektorskärmsmallen och dekalen

• Ladda den bifogade ".svg" -mallen i Inkscape och skriv ut.

• Använd antingen en lamineringsmaskin för att laminera sidan, eller:

  • Täck den vita cirkeln och dekalen med parallella remsor av klar förpackningstejp.
  • Upprepa på baksidan.
• Klipp ut cirkeln.
• Klipp ut dekalen.

Steg 4: Montera projektionsskärmen

• Sätt in skärmen i ringdelen för att se till att den sitter rätt.
• Applicera lite lim runt kanterna för att säkra det.
• Skjut in låsringen för ytterligare stöd.

Steg 5: Lär dig lite elektronik: Vad är en Buck -omvandlare?

En buck -omvandlare är en enhet som omvandlar en likspänning till en annan likspänning, ungefär som en transformator, men för likström istället för växelström.

När man tänder små lysdioder är det vanligt att man använder ett motstånd för att begränsa strömmen, men för lysdioder med högre effekt skulle detta vara mycket ineffektivt eftersom mycket energi skulle omvandlas till värme!

För att undvika detta kan vi använda en anpassad konstantström LED -drivrutin, eller så kan vi använda en generisk buck -omvandlare som matar ut en justerbar spänning. En buck -omvandlare begränsar inte strömmen, men strömmen som går genom lysdioderna är proportionell mot spänningen. Så om vi börjar med en låg spänning kan vi höja den långsamt tills önskad ström flödar genom lysdioderna. Det är inte plug-and-play som en LED-drivrutin, men det gör jobbet lika bra när det är korrekt justerat.

För följande steg kommer vi att börja med 7V -utgång på buck -omvandlaren och sedan gradvis skruva upp den. Detta steg är avgörande, för om vi överskrider driftspänningen kommer strömmen att öka dramatiskt och något släpper ut den magiska röken!

Steg 6: Initial montering och spänningsinställning

Klipp av DC -kontakten från änden av väggvårtkabeln och separera de två ledningarna.

Ta av ca 5 mm från ändarna och se till att ändarna inte rör vid varandra. Nu, med väggvorten inkopplad, använd din multimätare för att mäta spänningen på trådändarna. Anteckna vilket slut som är positivt för senare.

Koppla nu ur väggvorten och löd trådändarna till "in+"-och "in-" -dynorna på DC-till-DC-omvandlaren. Var helt säker på att du får rätt polaritet och att du löds till insidan av brädet (kontrollera ombordets baksida för märkning).

Innan du fortsätter mäter du spänningen på utgångsplattorna. Vrid ner den lilla inställningsskruven tills spänningen är 7V och notera vilken riktning du behöver för att vrida på inställningsratten för att öka eller minska spänningen. Lägg märke till hur känslig justeringen är. Du måste kunna justera spänningen i fina steg för nästa steg.

Detta är viktigt: innan du fortsätter till nästa steg, ställ in utspänningen högst 7V! Se också till att du använder röda, gröna och blå lysdioder! Valet av startspänning kommer från summan av spänningsvärdena för just dessa lysdioder, som är 1,8V, 2,0V respektive 3,3V.

Steg 7: Ansluta lysdioderna och finjusteringsströmmen

1. Ställ in lysdioderna på facken i basen och klipp av längden på tråden du behöver koppla dem i serie. Du måste gå från + på en LED till - i nästa.
2. Löd lysdioderna i serie. En uppsättning bänkskivor som hjälper till är till stor hjälp för denna uppgift!
3. I början och slutet av LED -kedjan, löd två längre trådlängder, helst i två olika färger, så att du kan hålla reda på vilken som är positiv och vilken som är negativ. Denna tråd måste vara tillräckligt lång för att gå igenom hålen, linda runt kanalen på baksidan och in i skåran för buck -omvandlaren.
4. Limma ner lysdioderna till slitsarna på basen och mata de längre trådarna ner på en av de vertikala axlarna.
5. Vänd över basen. Löd "-" kabeln till "ut-" terminalen på DC-till-DC-omvandlaren. Tänk på polariteten-om du får det omvänt tänds inte lysdioderna!
6. Vid denna tidpunkt är "+" - ledningen fortfarande bortkopplad från "ut+" - plattan. Ställ in din multimätare på DC-förstärkare och anslut väggvårtan. Anslut multimätaren i serie med den lösa ledningen och dynan och se till att strömmen är cirka 400 mA.
7. Om du behöver justera strömmen, gör det genom att vrida justeringsskruven med mycket små mängder och kontrollera strömmen.

Obs: Om du har en bänkad strömförsörjning med en inbyggd strömmätare skulle det vara lättare att använda det för att ställa in spänningen och ljusstyrkan för LED-kedjan separat. När du har hittat rätt driftspänning kan du sedan justera spänning på DC-till-DC-regulatorn för att matcha den ideala driftsspänningen innan LED-lamporna ansluts.

Steg 8: Avsluta kabeldragning och testning

• Koppla ur väggvårtan och löd "+" - kabeln till "ut+" - plattan för att slutföra kretsen.
• Säkra DC-till-DC-omvandlaren i urtaget med en klick lim och linda eventuell överflödig tråd i kanalen.
• Anslut väggadaptern och se till att den fungerar.

Anslut nu väggvårtan för sista testet. Lysdioderna kommer troligen att vara ganska ljusa och obekväma att titta på, så gör inte det (släck istället lamporna i ditt rum och titta på de vackra färgerna som projiceras på dina väggar!).

Innan du fortsätter med monteringen, låt den gå ett par minuter och återkomma regelbundet för att se till att den inte blir för varm vid beröring. Om det är det, slå tillbaka spänningen på DC-till-DC-omvandlaren-gör det långsamt och var mycket försiktig så att du inte vrider det åt fel håll! Du kan låta lysdioderna springa varma, men inte tillräckligt varma för att smälta plasten, producera konstiga dofter eller bränna ditt hus!

Som en extra säkerhetsåtgärd, kör inte enheten utan uppsikt

Steg 9: Slutföra basen

Täck DC-till-DC-omvandlaren och kanalera med eltejp. Skär sedan ut en bit grön filt och använd den för att täcka enhetens botten. Använd lite lim eller spraylim för att fästa filten på botten.

Steg 10: Slutföra monteringen

Fortsätt med monteringen genom att limma in de tre pelarna i sina spår i basen. Montera sedan projektionsskärmen ovanpå pelarna.

Lägg nu in ögonskyddet (jag kallar det för att det hindrar ljus från att förblinda användaren). Ögonskyddet och svänghjulet är liknande i utseende, men det mindre är ögonskyddet. Den har skiljeväggar på insidan för att förhindra att ljuset från lysdioderna blandas.

Placera ögonskyddet på basen och rikta in det tills alla färger blandas till en vitaktig färg som täcker hela skärmen. Kör en limpärla runt kanten och slå ner den. Använd dubbelsidig tejp för att fästa dekalen på basen.

Steg 11: Ha det väldigt grovt

Lägg nu svänghjulet över ögonskyddet. Denna sista del ska inte limmas ner. Du kan rotera den för att delvis skymma ljuset och göra häftiga färgmönster! Stick olika föremål, till exempel 3D -utskrifter, bakom skärmen för att kasta helt groovy regnbågeskuggor!

Första priset i Make it Glow Contest 2018