LED -kemisk strukturskulptur: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Skapa en modell av en kemisk struktur med hjälp av lysdioder! Krydda dem med 7-segment displayer och du får en fantastisk skulptur!

I grund och botten sätter du ihop lysdioder och 7-segmentskärmar på ett sådant sätt att modellerar en kemisk molekyl. Varje komponent representerar en atom och allt är utformat så att det liknar molekylens faktiska geometri. De gör utmärkta presenter eftersom de kan vara väldigt personliga. Du kan välja en molekyl som starkt beskriver mottagaren av gåvan, vilket gör den mer speciell.

Steg 1: Hitta din molekyl

En bra molekyl bör vara ganska komplex och bildar invecklade strukturer. Riktigt komplexa organiska molekyler fungerar bäst. Wikipedia är ett bra ställe att hitta molekyler eftersom de har bilder på molekylens faktiska struktur samt en kort beskrivning av dess egenskaper. Om du ger detta som en gåva, välj en molekyl som bäst beskriver mottagaren. Till exempel var den första molekylen jag gjorde acetylkolin som jag gav till min vän Coline. Den andra jag gjorde var fenetylamin, ett ämne som kallades "kärlekskemikalien". Här är några andra föreslagna molekyler1) serotonin - antidepressivt2) tryptofan - gör dig sömnig3) dopamin - "belöningar" och njutnings -neurotransmittor För den här instruerbara konstruktionen kommer vi att konstruera östradiolvariant av östrogen, det kvinnliga hormonet

Steg 2: Köp dina delar

Din reservlista beror på vilken molekyl du har valt. Vad du vill göra är att ange en komponent för varje atom i din molekyl. För det mesta, eftersom du troligen kommer att göra en organisk molekyl, kommer kolatomer att definiera strukturen. Använd en LED för att representera kolatomer. Personligen brukar jag associera kol med färgen grön, så jag använde gröna lysdioder. Köp lika mycket gröna lysdioder som det finns kolatomer i din molekyl För de andra elementen som finns i din molekyl kan du använda en annan färgad lysdiod, men jag tycker att det är bättre att använda en 7-segmentskärm med elementsymbolen skriven på den (mer om detta senare). Atomer som syre och kväve representeras ganska snyggt av 7-segmentskärmar. Observera också att väteatomer inte uttryckligen representeras i skulpturen. Varför? Praktiskhet. En typisk organisk molekyl kan innehålla upp till 30 väteatomer och det är för mycket. Jag tycker att det är bäst att bara inkludera väte på de "speciella grupperna" som OH (hydroxid) och NH2/NH3 (amin). Jag tenderar att associera väte med färgen vit så jag använde vita lysdioder (som är ganska dyra). Så för estradiolprojektet kommer vi att behöva 18 gröna lysdioder (för de 18 kolatomerna) 2 vanliga anoder (ELS402) sjusegmentsdisplayer (för de 2 syreatomerna) 2 små vita lysdioder (för de 2 väten i hydroxidgruppen (OH)) Du behöver också ett batteriklämma, 1 kOhm -motstånd, lödtråd och järn. Du kanske också vill köpa ett hölje om du ger det i present.

Steg 3: Börja bygga din molekyl: kolstam

Här är tekniken som jag använde för att sammanfoga lysdioder för att bilda en bensenring (den sexkantiga delen). Du kan använda samma teknik för att skapa kedjor av lysdioder i alla former. Ta två lysdioder och sätt ihop dem som visas på den första bilden. Du kan få lysdioderna att bilda oavsett vinkel, men eftersom detta skulle vara en del av bensenringen är de vinklade i 120 grader. Att klämma ihop benen så här fixar dem på plats så att det blir lätt att lödda dem. Obs: var noga med att löda ihop ben av samma längd. Vad jag menar är att lödda dem på ett sådant sätt att de är parallella. För konventionen lägger jag det längre (positiva) benet ovanpå. Var också noga med att inte låta soldaterna vidröra och kortsluta dem effektivt. Kontrollera om det fungerar genom att applicera spänning över benen. Alla komponenter ska lysa upp. Fortsätt processen tills du får önskad struktur och stanna varje gång för att se om den fortfarande lyser. Nästa ska jag visa hur man placerar 7-segmentskärmen samt dela tekniken jag använde på de "knepiga" delarna.

Steg 4: Börja bygga din molekyl: 7-segment element

Det här steget är svårt eftersom du måste förstå hur 7-segmentskärmar fungerar. På en vanlig anod 7-segmentskärm har du 8 stift som motsvarar de 8 "lamporna" (7 segmenten + 1 decimalpunkten) och 2 matningsstiften (de är överflödiga. Se den andra bilden för en illustration. Så om du skulle skriva bokstaven O, grundade du alla utom den ena stift som motsvarar det mellersta segmentet. Om du skulle skriva bokstaven F så grundade du upp alla stiften utom botten och de två högersegmenten. Här är tekniken som jag använde för att ansluta 7-segmentskärmarna (se den första bilden) 1) Böj matningsstiften platt inåt.2) För in en tråd (kanske ett motstånd eller LED -ben) genom de böjda stiften och lödet på plats. (fjärde bilden) 3) Klipp av stiften som du inte vill jorda (den som motsvarar segmentet som du inte vill lysa upp) 4) Böj ihop de återstående stiften mot mitten.5) Lägg en annan tråd denna gång ovanpå de återstående stiften. Löd på plats. (fjärde bilden) Du kommer att få en 7-segmentskärm med två trådar som sticker ut ur den. Anslut detta till din molekyl som du skulle göra med en LED. Var försiktig med polariteten!

Steg 5: Börja bygga din molekyl: tredje dimension

De flesta kemiska strukturer är inte plana. Vissa molekyler har atomer som sticker ut i olika riktningar. För att lägga till en lysdiod som sticker ut tycker jag att det är bäst att böja LED -benen som visas på den första bilden. Placera lysdioden på plats i din molekyl och du är igång. Du kan använda samma teknik för att fästa lysdioder i olika vinklar. Du kan se lysdioden sticka ut från molekylen på den tredje bilden.*OBS: Jag har precis insett att min modell inte är helt geometriskt korrekt. Jag borde ha bildat tetraeder på den andra och tredje bensenringen. Tekniken som beskrivs i detta steg kan användas för att göra dessa tetraedriska former.

Steg 6: Lägg till finishen

1) Lödning på batteriklämman -Observera polaritet: Löd den röda tråden till den positiva sidan av din molekyl. Svart tråd går till marken. OBS: Du bör sätta motståndet mellan molekylen och den röda positiva tråden för att förhindra att dina lysdioder bränns ut. Jag glömde faktiskt att göra detta, men det kommer fortfarande att vara ganska säkert eftersom du har många lysdioder parallellt som delar strömmen. 2) (valfritt) Sätt den i ett hölje. Höljet som jag fick har ett skruvlock. Det är en fin touch att få mottagaren av presenten att använda en skruvmejsel för att "lossa" presenten Observera att jag inte lade några batterier med den. Jag berättade inte heller för henne vad det egentligen är. Hon var tvungen att ta reda på att hon måste klippa in ett batteri, och hon var tvungen att göra en del undersökningar också (hon nämnde faktiskt Merck Index). Som en körsbär på toppen har jag bett henne att ta en bild av skulpturen allt lyser. Jag lägger upp det här efter att hon gjort det. EDIT: se sista bilden med allt upplyst!