Papan Paparan Kristal Fluoresen: 5 Langkah (dengan Gambar)

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

Semasa saya tamat pengajian di universiti, saya sedang menjalankan eksperimen untuk pengesanan langsung bahan gelap yang disebut CRESST. Eksperimen ini menggunakan pengesan zarah berdasarkan kristal kalsium tungstat berkilau (CaWO4). Saya masih mempunyai kristal pecah sebagai cenderahati dan selalu ingin membina ruang pameran yang mengasyikkan pendarfluor kristal.

Saya menyedari bahawa orang mungkin tidak akan menyalin binaan yang tepat ini kerana kristal tungstat kalsium tidak tersedia secara komersial dan juga LED UVC yang saya gunakan agak mahal. Walau bagaimanapun, ia mungkin dapat membantu anda jika anda merancang untuk membina paparan untuk mineral pendarfluor lain seperti ambar atau fluorit.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan

• kristal CaWO4 pendarfluor
• kotak projek kecil (mis. conrad.de)
• LED UVC 278 nm (mis. Crystal IS)
• Papan bintang LED (PCB teras logam) (mis. Lumitronix)
• pad terma (mis. Lumitronix)
• heatsink (mis. Lumitronix)
• meningkatkan modul (mis. ebay.de)
• Pemacu peningkatan LED (mis. Ebay.de)
• Bateri LiPo (mis. Ebay.de)
• suis slaid
• Perintang 0.82 Ohm 1206 SMD

Pendarfluor dalam kalsium tungstate dapat teruja pada panjang gelombang <280 nm. Ini cukup jauh di UV dan LED pada panjang gelombang ini biasanya agak mahal (~ 150 $ / pc). Nasib baik, saya mendapat kira-kira 278 nm SMD LED secara percuma kerana masih ada sampel kejuruteraan dari syarikat tempat saya bekerja. Jenis LED ini biasanya digunakan untuk pembasmian kuman.

AMARAN: Cahaya UV boleh menyebabkan kerosakan pada mata dan kulit. Pastikan mempunyai perlindungan yang betul, mis. Gogal UV

Menurut lembaran spesifikasi, LED mempunyai daya output optik ~ 25 mW, arus operasi 300 mA dan voltan maju tinggi ~ 12 V. Oleh kerana ini bermakna LED menghilangkan sekitar 3 W haba, mereka perlu dipasang ke sink haba yang betul. Oleh itu, saya membeli PCB teras logam (papan sebelah kanan) dengan jejak kaki yang betul, pad haba dan pendingin kecil. Oleh kerana LED mudah rosak oleh arus yang terlalu tinggi, lampu LED harus dikendalikan dengan pemacu arus tetap. Saya mendapat papan pemacu arus terus yang sangat murah berdasarkan IC XL6003 yang juga meningkatkan voltan keluaran. Menurut lembar data voltan output tidak boleh lebih tinggi daripada 2x voltan input. Walau bagaimanapun, kerana saya ingin menghidupkan segalanya dari bateri LiPo 3.7 V, saya menambah satu lagi penukar yang menaikkan voltan bateri kepada ~ 6 V sebelum pemacu LED. Arus keluaran pemacu LED diatur oleh dua perintang SMD yang disambungkan secara selari di papan. Menurut lembar data XL6003 arus diberikan oleh I = 0.22 V / Rs. Secara lalai terdapat dua perintang 0,68 Ohm yang disambungkan secara selari yang berjumlah ~ 650 mA. Untuk menurunkan arus, saya harus mengganti perintang ini dengan perintang 0,82 Ohm yang akan memberikan ~ 270 mA.

Langkah 2: Memasang LED

Pada langkah seterusnya saya menyisipkan LED ke kanan. Seperti yang telah disebutkan, penting untuk mendapatkan PCB dengan jejak LED yang sepadan. Pematerian pada PCB teras logam boleh menjadi sukar kerana papan menghilangkan panas dengan baik. Untuk mempermudah pematerian, disarankan untuk meletakkan PCB pada piring panas tetapi saya juga berjaya melakukannya. LED harus digabungkan ke papan dengan pasta termal. Selepas pematerian, saya melekatkan bahagian kanan ke atas pendingin menggunakan pad haba.

Langkah 3: Sambungkan Elektronik

Saya melekatkan semua komponen elektronik ke plat bawah kandang saya. Perhatikan bahawa heatsink menjadi sangat panas sehingga berguna untuk menggunakan gam yang dapat menahan suhu tinggi. Bateri disambungkan ke modul peningkatan yang meningkatkan voltan menjadi sekitar 6 V. Keluaran kemudian disambungkan ke pemacu pendorong LED yang disambungkan ke LED. Suis slaid ditambahkan selepas bateri tetapi anda mungkin ingin melakukan pematerian hanya setelah anda memasang suis slaid pada langkah seterusnya.

Langkah 4: Ubah Lampiran

Saya membuat beberapa pengubahsuaian pada encluse menggunakan alat dremel saya. Lubang berbentuk celah dimasukkan ke atas agar lampu LED melarikan diri. Sebagai tambahan, saya meletakkan beberapa bukaan di sisi untuk pengudaraan. Lubang lain dibuat untuk suis slaid yang terpaku dengan gam panas. Saya tidak begitu senang dengan rupa kandang kerana lubang kelihatan agak kasar. Nasib baik kebanyakan mereka tidak kelihatan. Lain kali saya mungkin akan membuat kotak khas menggunakan pemotong laser.

Langkah 5: Selesai

Setelah menutup kandang, projek itu selesai. Kristal boleh diletakkan di celah di bahagian atas dan teruja dengan LED dari bawah. Pelepasan pendarfluor cukup terang. Perhatikan bahawa semua cahaya benar-benar datang dari kristal kerana cahaya UVC tidak kelihatan.

Binaannya pasti dapat diperbaiki dengan beberapa cara. Mula-mula pengurusan haba LED tidak hebat dan sink haba menjadi agak panas. Ini kerana terdapat sedikit pengudaraan kerana pendingin dipasang di dalam kandang. Setakat ini saya tidak berani menjalankan LED lebih lama daripada beberapa minit. Kedua, saya ingin membuat kandang yang lebih bagus pada kali berikutnya menggunakan kotak potong laser khusus yang diperbuat daripada akrilik hitam. Sebagai tambahan, modul pengecas LiPo dengan palam microUSB dapat ditambahkan sehingga anda tidak perlu membuka kotak untuk mengisi semula.