Bina Alat Pelangi: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

The Rainbow Apparatus (a.k.a The Astral Chromascope) adalah alat optik yang membolehkan anda melihat tenaga berwarna dari perkara biasa! Dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana membina sendiri untuk meneroka getaran teknikal barang di sekeliling anda!

Langkah 1: Mengumpulkan Bahan yang Diperlukan

Pembinaan ini memerlukan pencetak 3D dan beberapa kemahiran pematerian dan pemasangan asas. Anda perlu:

• Pencetak 3D.
• Pita pembungkusan yang jelas (atau mesin laminasi).
• Kertas putih.
• Gunting.
• Penyesuai dinding DC dikitar semula dari beberapa elektronik yang dibuang.
• Penukar turun turun DC-ke-DC mini yang boleh dilaraskan.
• Bintang LED berkuasa tinggi 20mm, dalam warna merah, hijau dan biru.
• Multimeter (pilihan: bekalan kuasa bangku voltan berubah)
• Pateri besi solder dan teras rosin.
• Sebilangan wayar sekerap, beberapa pemotong dawai dan pelucut wayar.
• Pita elektrik.
• Sebilangan gam untuk plastik. Sesuatu yang separa kekal seperti E6000 adalah pilihan yang baik.
• Pilihan: Rasa hijau menutupi bahagian bawah pangkalan.

Sumber Bekalan Kuasa:

Bekalan kuasa adalah jenis "wall-wart" biasa yang disertakan dengan kebanyakan elektronik. Sebaik-baiknya anda mempunyai alat elektronik yang dibuang yang boleh anda gunakan. Sebilangan besar kutil dinding akan mengeluarkan 4.5V, 5V, 9V, 12V atau kadang-kadang bahkan 24V. Peringkat penting lain adalah sama ada DC (biasa) atau AC (kurang biasa) pada output.

Untuk projek ini, anda memerlukan penyesuai minimum 9V atau 12V. Ia perlu mengeluarkan minimum 9 watt. Watt hanyalah produk voltan keluaran dan arus keluaran yang tertulis pada label. Sebagai contoh, jika label mengatakan voltan keluaran adalah 9V pada 1A, itu bermaksud ia mengeluarkan tepat 9 watt. Sekiranya penyesuai mempunyai output 12V dengan arus 0,85A (850mA), ini bermaksud outputnya adalah 10,2 watt dan juga sesuai.

Untuk keselamatan anda sendiri, jangan gunakan bekalan kuasa yang lebih besar daripada 12V atau 2 amp

Sumber bahagian dari eBay:

Sebilangan besar bahagian elektronik boleh didapati dari eBay dengan harga yang sangat murah. Untuk LED, cari "bintang LED 20mm". Anda mungkin akan menemui banyak pilihan warna dan watt. Dapatkan satu (atau beberapa) setiap warna utama, merah, hijau dan biru dan pilih varieti 3 watt. Pastikan ukurannya 20mm sehingga sesuai dengan dasar dicetak 3D.

Bahagian kritikal lain dalam binaan ini adalah penukar buck down-down mini DC-DC. Ini adalah papan litar kecil yang menukar voltan DC yang lebih tinggi menjadi voltan yang lebih rendah. Anda memerlukan voltan yang boleh disesuaikan pada output. Yang saya gunakan benar-benar kecil (17.5mm x 11.14mm) dan asas dicetak 3D mempunyai potongan untuk ukuran tertentu.

Saya pernah melihatnya di eBay dengan tajuk "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", tetapi perkara yang sama tepat dijual oleh banyak penjual. Pastikan gambar sesuai dan terdapat dua pad solder pada setiap hujung papan. Lihat gambar untuk jenis yang betul dan jenis yang salah.

Langkah 2: 3D Cetak Bahagian

Anda perlu mencetak bahagian berikut dari STL mereka:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Tiang.stl
• 1x Retainer.stl (cetak menggunakan mod "spiralize")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Bagi pengguna lanjutan yang ingin menyesuaikan reka bentuk, saya juga telah memasukkan fail sumber OpenSCAD.

Langkah 3: Cetak Templat dan Decal Skrin Projektor

• Muatkan templat ".svg" yang dilampirkan ke dalam Inkscape dan cetak.

• Sama ada menggunakan mesin laminasi untuk melaminasi halaman, atau:

  • Tutup bulatan putih dan pelekat dengan jalur selari pita pembungkusan yang jelas.
  • Ulangi di bahagian belakang.
• Potong bulatan.
• Potong decal.

Langkah 4: Pasang Skrin Unjuran

• Masukkan skrin ke bahagian gelang untuk memastikan pemasangannya sesuai.
• Sapukan beberapa pelekat di sekitar tepinya untuk melekatkannya.
• Geser di gelang penahan untuk sokongan tambahan.

Langkah 5: Pelajari Beberapa Elektronik: Apa itu Buck Converter?

Penukar buck adalah peranti yang menukar satu voltan DC ke voltan DC yang lain, seperti pengubah, tetapi untuk DC dan bukannya AC.

Semasa menyalakan LED kecil, biasa menggunakan perintang untuk membatasi arus, tetapi untuk LED kuasa yang lebih tinggi ini akan sangat tidak efisien kerana banyak tenaga akan ditukar menjadi panas!

Untuk mengelakkan ini, kita boleh menggunakan pemacu LED arus tetap tetap, atau kita boleh menggunakan penukar buck generik yang menghasilkan voltan laras. Penukar wang tidak akan menghadkan arus, tetapi arus yang melalui LED berkadaran dengan voltan. Oleh itu, jika kita memulakan dengan voltan rendah, kita dapat menaikkannya perlahan sehingga arus yang diinginkan mengalir melalui LED. Ia bukan plug-and-play seperti pemacu LED, tetapi berfungsi dengan baik apabila diselaraskan dengan betul.

Untuk langkah-langkah berikut, kita akan memulakan dengan output 7V pada penukar wang dan kemudian secara perlahan-lahan menghidupkannya. Langkah ini sangat penting, kerana jika kita mengatasi voltan operasi, arus akan meningkat secara mendadak dan sesuatu akan mengeluarkan asap ajaib!

Langkah 6: Pemasangan Awal dan Penalaan Voltan

Potong penyambung DC dari hujung tali kutil dinding dan pisahkan kedua-dua wayar.

Jalur kira-kira 5mm dari hujungnya dan pastikan hujungnya tidak menyentuh. Sekarang, dengan kutil dinding terpasang, gunakan multi meter anda untuk mengukur voltan di hujung wayar. Perhatikan hujung mana yang positif untuk kemudian.

Sekarang cabut plag kutil dan solder hujung wayar ke pad "in +" dan "in-" pada penukar DC-ke-DC. Pastikan anda betul polaritasnya dan bahawa anda menyolder ke bahagian input papan (periksa bahagian belakang papan untuk label).

Sebelum meneruskan, ukur voltan pada pad output. Turunkan skru penala kecil sehingga voltan membaca 7V dan perhatikan arah mana yang anda perlukan untuk memutar tombol penala untuk meningkatkan atau menurunkan voltan. Perhatikan betapa sensitifnya penyesuaian itu. Anda perlu dapat mengatur voltan secara bertahap untuk langkah seterusnya.

Ini penting: sebelum meneruskan ke langkah seterusnya, tetapkan voltan output tidak lebih tinggi daripada 7V! Juga, pastikan anda menggunakan LED merah, hijau dan biru! Pilihan voltan permulaan berasal dari jumlah penilaian voltan LED tertentu ini, masing-masing 1.8V, 2.0V dan 3.3V.

Langkah 7: Memasang LED dan Menala Arus

1. Tetapkan LED pada slot di dasar dan potong panjang wayar yang anda perlukan untuk memasangkannya secara bersiri. Anda perlu beralih dari + satu LED ke - yang seterusnya.
2. Pateri LED secara bersiri. Satu set set tangan penolong bangku sangat membantu untuk tugas ini!
3. Pada permulaan dan akhir rantai LED, solder wayar dengan panjang lebih panjang, lebih baik daripada dua warna yang berbeza, supaya anda dapat mengetahui mana yang positif dan mana yang negatif. Kawat ini perlu cukup panjang untuk melewati lubang, membungkus saluran di bahagian belakang, dan ke takik untuk penukar buck.
4. Lekatkan LED ke slot di dasar dan masukkan wayar yang lebih panjang ke salah satu batang menegak.
5. Balikkan pangkal. Pateri wayar "-" ke terminal "keluar-" penukar DC-ke-DC. Perhatikan kekutuban-jika anda membalikkannya, LED tidak akan menyala!
6. Pada ketika ini, wayar "+" masih terputus dari pad "keluar +". Tetapkan amp meter DC anda dan pasangkan ke kutil dinding. Sambungkan siri multi meter dengan wayar dan alas yang longgar dan pastikan arus sekitar 400 mA.
7. Sekiranya anda perlu menyesuaikan arus, lakukan dengan memutar skru penyesuaian dengan jumlah yang sangat kecil dan periksa arus.

Nota: Sekiranya anda mempunyai bekalan kuasa teratas dengan meter arus bawaan, akan lebih mudah menggunakannya untuk menyesuaikan voltan dan kecerahan rantaian LED secara berasingan. Sebaik sahaja anda menemui voltan operasi yang betul, anda kemudian dapat menyesuaikan voltan pada pengatur DC-ke-DC agar sesuai dengan voltan operasi yang ideal sebelum menyambungkan LED.

Langkah 8: Menyelesaikan Pendawaian dan Pengujian

• Cabut kutil dinding dan pasangkan wayar "+" ke pad "keluar +" untuk menyelesaikan litar.
• Amankan penukar DC-ke-DC di ruang rehat menggunakan sebatan gam dan bungkus lebihan wayar di saluran.
• Pasangkan penyesuai dinding dan pastikan ia berfungsi.

Sekarang, pasangkan kutil dinding untuk ujian akhir. LED mungkin agak terang dan tidak selesa untuk dilihat, jadi jangan lakukan itu (sebaliknya, matikan lampu di bilik anda dan perhatikan warna cantik yang diproyeksikan di dinding anda!).

Sebelum meneruskan pemasangan, biarkan beberapa minit dan periksa semula secara berkala untuk memastikan bahawa ia tidak terlalu panas apabila disentuh. Sekiranya ada, tekan kembali voltan pada penukar DC-ke-DC-lakukan perlahan-lahan dan berhati-hatilah untuk tidak menjadikannya salah! Anda boleh membiarkan LED menyala panas, tetapi tidak cukup panas untuk mencairkan plastik, mengeluarkan bau pelik atau membakar rumah anda!

Sebagai langkah keselamatan tambahan, jangan jalankan peranti ini tanpa pengawasan

Langkah 9: Melengkapkan Pangkalan

Tutup penukar dan saluran DC-ke-DC dengan pita elektrik. Kemudian, potong sekeping kain hijau gunakan untuk menutup bahagian bawah peranti. Gunakan sedikit perekat atau pelekat semburan untuk melekatkan batang di bahagian bawah.

Langkah 10: Menyelesaikan Majlis

Teruskan pemasangan dengan melekatkan tiga tiang ke dalam slotnya di pangkalan. Kemudian pasangkan skrin unjuran di bahagian atas tiang.

Sekarang, letakkan di pelindung mata (saya menyebutnya kerana ia tidak menyilaukan pengguna). Penjaga mata dan roda putar serupa dalam penampilan, tetapi yang lebih kecil adalah pengawal mata. Ia mempunyai partisi di bahagian dalam untuk mengelakkan cahaya dari pencampuran LED.

Letakkan pelindung mata di pangkal dan sejajarkan sehingga semua warna menyatu menjadi warna putih yang menutupi seluruh skrin. Jalankan sebiji gam di tepi dan lekatkan ke bawah. Gunakan pita dua sisi untuk memasang pelekat ke pangkal.

Langkah 11: Mempunyai Masa yang Sangat Groovy

Sekarang, letakkan roda putar di atas pelindung mata. Bahagian terakhir ini tidak boleh dilekatkan. Anda boleh memutarnya untuk mengaburkan cahaya dan membuat corak warna yang sejuk! Tempelkan pelbagai objek, seperti sekeping cetakan 3D, di belakang skrin untuk melancarkan bayangan pelangi yang sangat menarik!

Hadiah Pertama dalam Peraduan Make it Glow 2018