Lampu Malam "Rayotron" Retro (Bahagian 1): 16 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Pengenalan

Pada bulan Disember 1956, Atomic Laboratories mengiklankan Rayotron sebagai "Penjana Elektrostatik Kos Rendah Pertama dan Pemecut Partikel" untuk guru sains dan penggemar hobi [1]. mampu menghempaskan percikan api 500, 000 volt dari terminal logamnya. VdG adalah contoh elektro-mekanikal mengacak kasut bersol getah di seberang karpet dan kemudian menyentuh objek logam yang dibumikan. seseorang dari kaki mereka, pembuangan mikroamp bukan risiko bagi orang yang sihat menurut pengeluar.

Terminal bermuatan negatif Rayotron menolak elektron negatif sepanjang panjang tiub kaca tertutup di bawah vakum keras ke sasaran yang terletak di pangkalan. Perlanggaran sinar zarah bertenaga ini dengan sasaran membolehkan pengguna melakukan pelbagai eksperimen fizik (dan juga mendedahkan orang yang tidak dilindungi berdekatan dengan pancuran sinar-X berbahaya [1]). Akhirnya, Atomic Laboratories menghentikan pengeluaran kerana masalah keselamatan.

Saya merancang lampu malam ini sebagai penghormatan kepada teknologi pendidikan abad pertengahan yang dilupakan. Tidak seperti unit asal, model separa skala ini tidak memancarkan sinaran berbahaya dan tidak akan merosakkan hari anda dengan meninggalkan anda dengan kilau hijau hantu:>). Rasuk zarah Rayotron dimodelkan dengan lampu katod sejuk miniatur (CCL).

Langkah 1: Garis Besar Projek

I. Operasi Asas

Saya mengganti tali pinggang bising dan mekanisme roller bermotor yang digunakan dalam unit asal dengan penjana ion negatif yang tenang yang dipasarkan untuk kegunaan rumah. Bekalan kuasa menyediakan DC voltan rendah untuk pengion; yang memacu CCL. Lampu dipasang secara paksi dalam silinder plastik yang menyokong pelepasan pelepasan. CCL dan struktur sokongan dipasang pada panel atas konsol.

II. Pemasangan Panel Instrumen

Panel instrumen konsol adalah salah satu dari beberapa komponen yang berubah penampilan semasa pengeluaran Rayotron. Imej dan penerangan dari pelbagai sumber yang mendokumentasikan reka bentuk panel panduan modifikasi ini; gambar menunjukkan model Rayotron awal dan kemudian. Saya menggunakan pertengahan abad, 50 meter mikroamp untuk memaparkan output ionizer serta tombol kawalan vintaj dan suis togol dalam kombinasi dengan lampu penunjuk. Tombol meter dan kawalan diselamatkan dari elektronik pengguna yang dibuang.

(Fakta Menarik: Label keselamatan produk di pangkalan unit memberi amaran mengenai pelepasan sinar-X semasa operasi. Sebagai langkah berjaga-jaga tambahan, pengeluar mencadangkan untuk memasukkan Rayotron dalam bunker yang dibina daripada paip konkrit untuk melindungi pengendali dan penonton dari keracunan radiasi [2] !)

III. Pemasangan Konsol kadbod

Konsol itu adalah MacGyvered dengan memilih semula kadbod yang diambil dari timbunan pengikat 3 cincin yang dibeli di halaman jualan tempatan. Panel instrumen dan tiang sokongan plastik di atas terminal dipasang di konsol. Versi sebelumnya menggunakan trim logam palsu pada panel untuk percikan warna, yang menjadikan projek itu kelihatan IMHO terlalu kontemporari; jadi memutuskan penampilan bergaya retro dan lusuh untuk memberi kesan usia.

Dimensi fizikal tidak kritikal, jadi skala projek mengikut keperluan. Pada akhir arahan ini, anda akan mempunyai sumber DC voltan tinggi (HVDC) yang murah untuk demo elektrostatik yang sederhana serta cahaya malam rad tanpa masalah keracunan radang mematikan yang merosakkan hari anda (sial, tapi saya tidak dapat tidak tahan:>). Akhir sekali, gunakan akal dengan pengion. Elakkan kejutan - putuskan kuasa sebelum mengerjakan pendawaian HV.

Langkah 2: Bahagian & Alat

Saya mengurangkan kos pembinaan dengan mengitar semula barang terpakai atau yang dibuang apabila mungkin. Beberapa komponen boleh diimprovisasi. Contohnya, minuman ringan 8 oz boleh menjadikan terminal pelepasan yang murah.

(Fakta Menarik: Model pertengahan abad menampilkan terminal pelepasan sfera. Terminal yang lebih menyeramkan menyerupai awan cendawan yang meningkat muncul dalam model yang dikemas kini dari tahun 1960-an [1, 2].

Komponen elektronik yang diperlukan dikenal pasti dalam setiap langkah. Item-item lain yang diperlukan untuk pembinaan adalah: kepingan kadbod dari pengikat 3-cincin; papan litar; pita jelas & biru; menyambung / memasang perkakasan; gam cyano-acrylate (CA); wayar projek bertebat; pensel; klip secubit; protraktor; pembaris; kertas pasir; gunting (atau pemotong kertas komersial); cat semburan; dan Elmer X-treme School Glue serta pelbagai alatan tangan; gerudi elektrik dengan kepingan pelbagai dan pensel pematerian.

Langkah 3: Elektronik: Pengion & Bekalan Kuasa (Mod atau Beli Satu)

Saya menjumpai ionizer bilik Radio Shack Micronta vintaj dengan harga jual $ 1.50. Ionizer kekurangan bekalan kuasa asal, jadi saya menggodam sumber DC dari TV B&W mudah alih (ingat?).

Saya membuka casing dan menukar transformer 12 VDC @ 1 amp yang asli dengan transformer lain kerana keadaannya yang berkarat. Awas: jika anda melakukan ini, pastikan komponen dinilai untuk pengubah baru atau anda akan memasak litar penerus! Saya memasang transformer baru dan penerus asal pada papan litar dan menyatukan komponennya bersama-sama. Saya meletakkan pemasangan ini untuk disemai kemudian apabila pembinaan konsol selesai.

Jangan risau jika anda tidak mahu melakukan pembangunan semula yang memakan masa. Penyelesaian yang lebih baik adalah menggunakan bekalan kuasa komersial. Saya menjumpai penyesuai 12 VDC, 4 amp di garaj penjualan milik komputer riba dan menggunakannya dengan pengion tanpa masalah (lihat Langkah 14).

Langkah 4: Pemasangan Konsol: Susun atur, Potong & Sesuaikan Panel Instrumen

Sebahagian besar usaha untuk projek ini dihabiskan untuk merancang, membuat dan menyelesaikan konsol kadbod. Langkau langkah-langkah berikut untuk menjimatkan masa dan hanya menggunakan kotak kasut biasa. Untuk pejuang DIY sejati di luar sana: sibuk membina!

Kupas penutup plastik dari pengikat untuk mendapatkan kadbod untuk instrumen dan panel konsol lain. Meter reka letak, tombol kawalan, dua suis dan dua lampu isyarat pada jalur kadbod dengan panjang, lebar dan ketebalan berganda yang sesuai. Saya meletakkan suis dan lampu dalam susunan segi empat tepat. Potong atau gerudi lubang bersaiz yang sesuai untuk memasang setiap komponen. Saya menyebarkan lapisan gam nipis di sekitar dan di dalam setiap lubang dan kemudian diampelas dengan kertas halus, yang membantu mengekalkan bentuk dinding sisi ketika lem mengeras.

Versi awal projek memasukkan brosur pengiklanan untuk Discover Platinum Card untuk memberi panel faux metal finish. Saya memotong brosur dan kemudian menggerudi / memotong lubang pemasangan. Saya meninggalkan sempadan kira-kira 5 mm untuk menghasilkan kesan kontras ketika panel disembur dengan warna terang. Plat dail ditambahkan untuk menutup sebahagian besar logo. (Akhirnya, saya menyemburkan cat keseluruhan panel instrumen dan membuang brosurnya kerana mudah dicelup.) Letakkan panel dan komponen disisihkan sehingga kemudian.

(Fakta Menyeronokkan: Manual operasi asal terdapat dalam koleksi tetap Perpustakaan Muzium Institut Kesihatan Nasional di Bethesda, MD [3].)

Langkah 5: Perhimpunan Konsol: Lukis, Potong, Sejajarkan & Sambungan W / Corner

Tentukan ukuran konsol yang diberikan dimensi panel instrumen anda. Biarkan ruang yang mencukupi untuk memasang bekalan kuasa dan pengion. Juga, pertimbangkan ketinggian lajur sokongan anda dan diameter pelepasan pelepasan; konsol skala dengan sewajarnya.

Saya membuat garis besar untuk setiap panel pada kadbod dan kemudian memotongnya. Panel sisi mempunyai 23 darjah, condong ke bawah dari paksi mendatar, untuk meningkatkan jarak pengukuran meter, tombol kawalan dan kelompok cahaya isyarat. Saya memotong panel sepakan kecil dengan ketebalan dua kali untuk dimasukkan di hujung depan kandang untuk sokongan tambahan panel instrumen. (Saya memilih untuk menggunakan ketebalan berganda untuk semua panel kecuali panel atas untuk penutup berkualiti lebih baik.)

Selepas panel dipotong, letakkan di permukaan rata; periksa sama ada tepi dan sudut sama rata. Lap sisi, tendangan, belakang dan bawah bersama untuk ketebalan berganda. Klip di tempat. Pasir tepi yang tidak rata di permukaan rata dengan kertas halus / halus. Pasang panel buat sementara waktu menggunakan klip picit dan pendakap sudut 2.5 cm ke konsol mock-up. Letakkan panel instrumen pada konsol. Sahkan sudut persegi dan tepi rata. Seperti yang ditunjukkan dalam satu foto, saya menggunakan pita biru untuk menyatukan konsol - KESALAHAN BESAR! Jangan buat ini! Tepi hampir tidak pernah diselaraskan dengan betul dan keseluruhan konsol selalu runtuh ketika panel instrumen dipasang. Lekatkan semua panel bersama kecuali panel atas dan instrumen. Lekatkan dengan klip dan pendakap sehingga lem mengering.

Petua Pembinaan # 1: Gunakan pemotong kertas kelas komersial yang terdapat di FedEx atau Staples untuk bahagian yang bersih dan kemas! (Juga, cat konsol pada ketika ini untuk mengelakkan mengeluarkan perkakasan kemudian untuk menyelesaikan projek.)

Langkah 6: Pemasangan Konsol: Panel Lem; Pasang Panel Instrumen

Tepi rata dengan blok pengamplasan dan kertas med / halus jika diperlukan. Untuk menambahkan integriti struktur, gerudi lubang di bahagian tengah panel sisi dan belakang untuk menampung skru mesin kepala bulat # 8-32 x 1/2 inci dengan mesin basuh rata dan pendakap yang akan menahan panel bawah; juga, gerudi lubang di sudut bawah setiap panel ini untuk menampung pendakap. Lapisi dinding sisi lubang dengan gam dengan memasukkan dan memutar hujung pensil beberapa kali sebelum gam mengeras; pasir ringan di sekitar lubang sehingga rata. (BTW, saya fikir skru dan pendakap yang dilekatkan pada panel tendangan adalah gangguan visual, jadi saya melepaskannya dan mengisi lubang sebelum melukis. Tangan tork semua perkakasan kerana mesti dilepaskan sebelum melukis.)

Cari panel instrumen anda. Pasang engsel ke bahagian dalam, sudut kiri dan kanan bawah dengan skru mesin # 8-32 x 1/2 inci dan mesin basuh rata. Letakkan dan sejajarkan panel pada konsol. Engsel skru ke bahagian dalam panel tendangan. Panel instrumen hendaklah bersandar secara merata terhadap miring pada setiap panel sisi. Skru engsel tork tangan; tepi panel pasir hingga rata dengan panel sisi. Perhatian: panel instrumen tidak dirancang untuk bergerak lebih dari beberapa darjah kerana konfigurasi konsol! Akses ke bahagian dalam konsol adalah melalui panel atas; lihat langkah seterusnya.

Petua Pembinaan # 2: Bor lubang ukuran di sudut atas panel tendangan untuk membolehkan sedikit penyesuaian engsel

Langkah 7: Pemasangan Konsol: Panel Atas Persiapan & Sejajarkan Panel Instrumen

Catatan: Langkah ini memerlukan tumpuan dan rehat rehat yang kerap!

Potong lekukan di sudut kiri atas dan kanan panel belakang untuk menampung engsel; letakkan mereka sehingga rata dengan ketinggian panel belakang dan sisi. Tandakan, gerudi dan lubang skru persiapan. Pasang engsel yang sesuai di luar panel belakang. Pastikan tepi depan panel atas rata dengan tepi atas panel instrumen apabila ditutup. Berhati-hatilah ketika mengamas sama ada tepi mendatar atau miring pada salah satu atau kedua panel sisi yang diperlukan untuk memastikan kelancaran antara panel atas dan panel instrumen. Pengamplasan yang terlalu banyak akan menyebabkan jurang antara panel! Pasang panel atas dengan kuat dengan gelang getah sehingga panel tetap dalam kedudukannya. Tanggalkan panel instrumen untuk mengakses engsel. Jangkau ke konsol dan tandakan lubang skru untuk panel atas.

Petua Pembinaan # 3: Lekatkan tepi bahagian dalam panel instrumen dengan kertas pasir med untuk memperbaiki kesesuaian dengan panel atas

Saya menggunakan dua batang pengadun kopi di antara setiap engsel dan panel atas sebagai spacer untuk mengurangkan pengikatan semasa membuka dan menutup. Tongkat dipotong mengikut ukuran, dilekatkan, ditumpuk bersama dan dipotong ke bahagian bawah panel sebelum menggerudi lubang. Selepas itu, saya menempelkan sekeping papan lapis sekerap ke bahagian bawah panel untuk memberikan sokongan tambahan untuk memasang pemasangan tiub balok pada langkah kemudian.

Lap smear di sepanjang tepi depan panel atas dan tepi atas panel instrumen; gosokkan gam ke kadbod untuk menguatkan tepi dan sudut panel. Biarkan panel kering; kemudian pasir semua tepi dan sudut dengan kertas halus.

Langkah 8: Pemasangan Konsol: Mount Catch & Strike Plate; Pasang Kaki

Titik tengah ID di tepi depan panel atas. Pusatkan dan pasangkan tangkapan magnet dengan dua skru mesin kepala bulat # 4-40, mesin basuh rata dan kunci. Sekeping kayu sekerap yang dilekatkan ke bahagian luar panel atas berfungsi sebagai pemegang yang selesa untuk membuka konsol. Titik tengah ID di tepi atas panel instrumen. Pusat dan pasangkan pelat pemukul menggunakan skru mesin. Ingatlah untuk menggerudi lubang pemasangan yang besar dan bersiap dengan gam. Penangkap dan piring akan memerlukan penyesuaian agar sesuai. Sahkan penjajaran panel atas; kemudian pasangkan skru dan pencuci pemasangan engsel.

Saya menggunakan empat kepingan kayu sekerap dari kedai bekalan seni sebagai kaki; setiap bahagian mempunyai lubang 3/16 "pra-dibor. Saya melukis setiap bahagian sebelum menempelkan dowel kayu ke setiap satu. Saya menggerudi lubang 3/16" di setiap sudut panel bawah. Dowels memegang kaki di tempatnya buat sementara waktu. BTW, jangan lekatkan kepingan sehingga konsol dicat.

Langkah 9: Pemasangan Tiub Rasuk: Lajur Sokongan & Sfera Pelepasan

Pada mulanya, saya memotong bahagian bawah dari dua botol ubat yang dibuang dan mengetuk biru dari hujung ke hujung untuk membuat lajur sokongan. Lajur diamankan dengan memasang penutup botol untuk menutup konsol seperti yang ditunjukkan. Sayang sekali … plastik gelap meredupkan pencahayaan dalaman dan kaset itu mengganggu perhatian secara visual.

Berikut adalah penyelesaian: beli tiub akrilik yang jelas dari tong sampah dari kedai bekalan perkakasan atau plastik. Saya menjumpai tiub plastik berat dengan diameter luar yang sama dengan lubang masuk sfera aluminium berongga (diameter 8 cm; dibeli di acara Teslathon). BTW, jika anda tidak mempunyai sfera pelepasan, gunakan dunia logam logam dari kedai dolar atau kaleng minuman ringan aluminium. Potong lubang masuk untuk tiang sokongan anda dengan potongan logam. BTW, simpan penutup botol yang digunakan untuk mengamankan lajur ke penutup konsol.

Langkah 10: Pemasangan Tiub Rasuk: Potong & Grind Blanks untuk Centering Rings

Potong lapan kosong dari kepingan kadbod tunggal yang sama dengan diameter tiub luar. Saya menggerudi lubang pusat di setiap tempat kosong untuk menampung skru mesin 6 cm, # 6-32; meletakkan kosong pada skru; menjepitnya dengan mesin cuci kunci dan kacang penahan, lalu memasukkannya ke dalam gerudi elektrik. Saya mengisar kosong dengan perlahan, kemudian kertas pasir sederhana sehingga seluruh pemasangan mudah meluncur melalui tiub.

Langkah 11: Pemasangan Tiub Rasuk: Cincin Pemusatan Persiapan

Keluarkan kosong dari skru mesin. Anda memerlukan dua, penebat skru nilon 1/4 inci (P / N: B-IN-14S / 4; Bahagian Kecil). Lubang pusat ream untuk menampung diameter penebat. Buat dua gelang tengah dengan melekatkan, kemudian susun empat cincin bersama. Pengapit berdering sehingga gam mengering. Saya menggunakan selak 1-1 / 2 x 1/4 inci dan dua, mesin basuh rata logam 3-cm sebagai pengapit. Simpan bahagian ini kerana ia akan digunakan semula. Tentukan sama ada anda mahu melukis cincin penahan. Masukkan penebat ke dalam setiap timbunan cincin.

Siapkan dua penutup yang diperoleh dari tiub ubat gigi dengan menggerudi lubang 1/4 inci melalui bahagian atas untuk membuat kerucut penahan untuk CCL. Cat kon jika mahu. Cari grommet getah yang sesuai dengan penutup perigi. Lubang harus mempunyai diameter yang cukup untuk menerima lampu anda (P / N: 239610; Jameco). Gunakan penutup botol dari langkah sebelumnya untuk asas lajur. Letakkan mesin basuh rata di dalam penutup botol sebagai sauh, kemudian letakkan cincin penahan pada mesin basuh. Tutup botol, mesin basuh dan cincin selamat untuk menutup konsol dengan bolt yang digunakan untuk memasang cincin. Letakkan kerucut di atas kepala bolt dan bibir penebat buat sementara waktu. Pemasangan yang selamat untuk ditutup dengan kacang. Pemasangan kon atas hampir sama dengan kon bawah; namun, jangan pasangkan bahagian. Pegang kepingan bersama-sama dengan pita biru sehingga siap merekatkan.

Lajur kedudukan pada penutup botol. Jatuhkan lampu ke lajur dan sahkan bahawa ia tergelincir ke lubang gromme kerucut bawah dan menyentuh kepala bolt secara fizikal. Masukkan bahagian atas (grommet menghadap ke bawah) ke dalam lajur. Lampu harus melalui lubang grommet tetapi tidak menonjol di luar permukaan cincin. Potong lajur sokongan ke panjang yang betul atau gunakan lebih banyak pencuci sebagai spacer untuk menaikkan lampu. Apabila anda memperoleh ketinggian yang betul, gam dan kemudian pasangkan mesin basuh rata yang tersisa ke bahagian atas gelang penahan atas. Tanggalkan lampu.

Petua Pembinaan # 4: Tingkatkan pencahayaan dengan melepaskan grommet getah dan masukkan lampu kedua terus ke penahan kon

Langkah 12: Pemasangan: Tiang Beam & Tiang Sokongan; Panel Instrumen

Terminal pelepasan terletak pada gelang sokongan. Bentukkan satu dari kepingan plastik sekerap. Buat cincin pemfokusan sinar elektron pilihan dengan memotong segmen jerami plastik dan melemparkannya di atas lampu (lepaskan, seperti yang saya lakukan, jika ia menyebabkan pengurangan cahaya terlalu banyak semasa lampu diuji).

Gunakan bolt logam untuk menahan penutup botol (dari Langkah 9) ke penutup konsol. Masukkan pemasangan tiub rasuk dalam penutup. Saya memasukkan meter, tombol kawalan, togol dan lampu isyarat. Di lubang panel instrumen yang sesuai untuk mengetahui bagaimana projek akan kelihatan.

Langkah 13: Pemasangan: Bekalan DC, Pengionan & Komponen Panel yang diubah suai

Hentikan bekalan kuasa dan pengion yang diubah ke pangkalan konsol. Kabel keras kedua unit ini bersama dengan meter, togol, lampu penunjuk dan fius. BTW, tombol kawalan kuasa di bahagian tengah panel instrumen adalah untuk hiasan; ia tidak berfungsi - masalah ini dapat diatasi dalam Pengubahsuaian Rayotron yang akan datang.

Langkah 14: Pemasangan: Bekalan DC Komersial

Sekiranya anda menggunakan sumber kuasa komersil (sangat disyorkan!), Gunakan helai velcro untuk mengamankan unit ke dasar konsol, kemudian alat pengion kawat keras dan panel instrumen.

Langkah 15: Penamat: Paint Console & Mount Gnd Electrode

Sekiranya anda tidak melukis konsol pada Langkah 5: keluarkan perkakasan penyambung, pisahkan panel instrumen dari konsol dan juga pegangan dari panel atas. Saya menggunakan warna ini untuk menyelesaikan projek:

Panel Konsol Utama - Gloss Almond

Tudung dan Panel Instrumen - Perak Logam

Pemegang Tudung - Tembaga

Saya memasang antena TV teleskop pada panel atas dengan klip picit. Antena, apabila disambungkan ke pengembalian tanah ionizer, berfungsi sebagai elektrod pelepasan.

Nyalakan projek, kemudian panjangkan antena seperti yang diperlukan sehingga anda dapat mengeluarkan muatan berterusan 1 mm dari terminal. Selaraskan jurang percikan dengan objek yang tidak berkonduktor, seperti pen plastik, sehingga CCL memberikan cahaya berterusan. Meter harus memaparkan 15 - 20 mikroamp. Projek Rayotron Night Light anda kini selesai!

Langkah 16: Sumber

1. Baez AV. The Rayotron (Penjana Voltan Tinggi dan Sumber X-Ray). Fizik J Amerika. 1957; 25: 499-501. Diakses dari:

2. Miller E. Laporan Ujian Pelepasan X-Ray dari Penjana Elektrostatik Rayotron dan Pemecut Partikel. Rocksville, MD: Jabatan Kesihatan, Pendidikan & Kebajikan AS. 1970. Diakses dari:

3. Manual Operasi Rayotron. Atomic Laboratories, LLC. 1956. Diakses dari: