Angstrom - منبع نور LED قابل تنظیم: 15 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

Angstrom یک منبع نور LED 12 کاناله است که می تواند با قیمتی کمتر از 100 پوند ساخته شود. دارای 12 کانال LED کنترل شده با PWM به طول 390 نانومتر-780 نانومتر است و هم قابلیت ترکیب چندین کانال را در یک خروجی 6 میلی متری متصل به فیبر و هم قابلیت خروج هر یا همه کانالها به طور همزمان در خروجی های فیبر 3 میلی متری جداگانه را ارائه می دهد.

برنامه های کاربردی شامل میکروسکوپ ، پزشکی قانونی ، رنگ سنجی ، اسکن اسناد و غیره است. شما به راحتی می توانید طیف منابع نوری مختلف مانند لامپهای فلورسنت جمع و جور (CFL) را شبیه سازی کنید.

علاوه بر این ، می توان از منابع نوری برای جلوه های جالب تئاتر استفاده کرد. کانال های تغذیه بیش از حد قادر به مدیریت LED های اضافی با منبع تغذیه با امتیاز بالاتر هستند و طول موج های متعدد یک جلوه سایه چند رنگ زیبا و منحصر به فرد ایجاد می کند که منابع معمولی سفید یا RGB LED نمی توانند تکرار کنند. این یک رنگین کمان کامل در یک جعبه است !.

مرحله 1: قطعات مورد نیاز - صفحه پایه ، قدرت ، کنترل کننده و مونتاژ LED

تخته پایه: واحد بر روی یک پایه چوبی ، تقریباً 600mm X 200mm x 20mm مونتاژ شده است. علاوه بر این ، یک بلوک چوبی برای کاهش تنش 180mm X 60mm X 20mm برای تراز الیاف نوری استفاده می شود.

یک منبع تغذیه 5 ولت 60 واتی از طریق یک فیوز IEC ذوب شده ، مجهز به فیوز 700 میلی آمپر به برق اصلی وصل می شود و یک سوئیچ ضامن کوچک با حداقل 1A 240 ولت به عنوان کلید اصلی تغذیه استفاده می شود.

صفحه اصلی از نوار استاندارد فنلی با روکش مس ساخته شده است ، 0.1 اینچ گام. در نمونه اولیه ، اندازه این برد حدود 130 میلی متر در 100 میلی متر است. یک برد دوم اختیاری ، در حدود 100mm X 100mm ، بر روی نمونه اولیه نصب شد ، اما این فقط برای نصب مدارهای اضافی ، مانند منطق پردازش سیگنال برای طیف سنجی و غیره است و برای واحد پایه مورد نیاز نیست.

مجموعه LED اصلی شامل 12 LED LED 3W است که هریک دارای طول موج متفاوت هستند. اینها در بخش مونتاژ LED زیر با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار گرفته است.

LED ها بر روی دو هیت سینک آلومینیومی نصب شده اند که در نمونه اولیه 85mm x 50mm x 35mm عمق داشته اند.

برای کنترل دستگاه از Raspberry Pi Zero W استفاده می شود. این دستگاه دارای یک سربرگ است و به یک سوکت 40 پین مطابق مدار اصلی متصل می شود.

مرحله 2: قطعات مورد نیاز: LED ها

12 LED دارای طول موج مرکزی زیر هستند. آنها LEDS ستاره ای 3W با پایه هیت سینک 20 میلی متری هستند.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm780nm

همه به جز واحد 560 نانومتری از FutureEden تهیه شده اند. واحد 560 نانومتری از eBay تهیه شده است زیرا FutureEden دستگاهی ندارد که این طول موج را پوشش دهد. توجه داشته باشید که این واحد از چین ارسال می شود ، بنابراین زمان تحویل را مجاز کنید.

LED ها با استفاده از نوار حرارتی Akasa به هیت سینک متصل می شوند. مربع های 20 میلی متری را برش دهید و سپس یک طرف را به LED و طرف دیگر را به هیت سینک بچسبانید و مطمئن شوید که دستورالعمل های سازنده را دنبال می کنید تا بدانید کدام طرف نوار به هیت سینک LED می رود.

مرحله 3: قطعات مورد نیاز: مدار کنترل LED

هر کانال LED از طریق پین GPIO روی رزبری پای کنترل می شود. PWM برای کنترل شدت LED استفاده می شود. MOSFET قدرتمند (Infineon IPD060N03LG) هر LED را از طریق یک مقاومت قدرت 2 واتی هدایت می کند تا جریان LED را محدود کند.

مقادیر R4 برای هر دستگاه و جریان اندازه گیری شده در زیر نشان داده شده است. مقدار مقاومت تغییر می کند زیرا افت ولتاژ در LED های طول موج کوتاهتر از LED های طول موج بلندتر است. R4 یک مقاومت 2 واتی است. در حین کار بسیار گرم می شود ، بنابراین مطمئن شوید که مقاومت ها را از برد کنترل کننده جدا کرده و سیم ها را به اندازه کافی طولانی نگه دارید تا بدنه مقاومت حداقل 5 میلی متر از برد فاصله داشته باشد.

دستگاه های Infineon ارزان در eBay در دسترس هستند و همچنین توسط تأمین کنندگان مانند Mouser ذخیره می شوند. آنها در 30V 50A درجه بندی می شوند که حاشیه بزرگی است اما ارزان هستند و کار با آنها آسان است ، زیرا دستگاه های DPAK هستند و بنابراین به راحتی قابل دستکاری می شوند. اگر می خواهید دستگاه ها را جایگزین کنید ، حتماً یکی را با حاشیه جریان مناسب و با آستانه دروازه به گونه ای انتخاب کنید که در 2-2.5V دستگاه کاملاً روشن باشد ، زیرا این با سطوح منطقی (حداکثر 3.3 ولت) موجود از Pi GPIO مطابقت دارد. سنجاق ها ظرفیت گیت/منبع برای این دستگاه ها 1700pf است و هر جایگزینی باید تقریباً دارای ظرفیت مشابه باشد.

شبکه snubber در سراسر MOSFET (خازن 10nF و مقاومت 10 اهم 1/4W) زمان های بالا و پایین را کنترل می کند. بدون این اجزا و مقاومت گیت 330 اهم ، شواهدی از زنگ زدن و فرارفتن بیش از حد خروجی وجود داشت که می تواند منجر به تداخل الکترومغناطیسی ناخواسته (EMI) شود.

جدول مقادیر مقاومت برای R4 ، مقاومت قدرت 2 وات

385nm 2.2 اهم 560mA415nm 2.7 اهم 520mA440nm 2.7 اهم 550mA 460nm 2.7 اهم 540mA 500nm 2.7 اهم 590mA 525nm 3.3 اهم 545mA 560nm 3.3 اهم 550mA 590nm 3.9 اهم 570mA 610nm 3.3 اهم 630mA 630nm 3.9 اهم 610mA 660nm 3.9 اهم 630mA 780nm 5.6 اهم 500MA

مرحله 4: قطعات مورد نیاز: فیبر نوری و ترکیب کننده

LED ها از طریق فیبر پلاستیکی 3 میلی متری به یک ترکیب کننده نوری متصل می شوند. این از تعدادی از تامین کنندگان در دسترس است ، اما محصولات ارزان تر ممکن است در طول موج کوتاه تضعیف بیش از حد داشته باشند. من مقداری فیبر در eBay خریدم که بسیار عالی بود اما فیبر ارزان تری در آمازون داشتم که در حدود 420 نانومتر و کمتر تضعیف قابل توجهی داشت. فیبر خریداری شده از eBay از این منبع بود. 10 متر باید زیاد باشد. برای اتصال LED ها با طول 12 X 300 میلی متر ، فقط 4 متر نیاز دارید ، اما یکی از گزینه های هنگام ساخت این واحد این است که طول موج های فردی را به فیبر خروجی 3 میلی متر متصل کنید ، بنابراین داشتن اضافی برای این گزینه مفید است.

www.ebay.co.uk/itm/Fibre-Optic-Cable-0-25-…

الیاف خروجی الیاف انعطاف پذیر 6 میلی متری است که در یک غلاف بیرونی پلاستیکی محکم قرار گرفته است. از اینجا موجود است طول 1 متر احتمالاً در بیشتر موارد کافی است.

www.starscape.co.uk/optical-fibre.php

ترکیب کننده نوری یک چراغ راهنمای پلاستیکی مخروطی است که از قطعه ای از میله مربع 15 15 15 میلی متر ساخته شده است ، تقریباً 73 میلی متر بریده شده و با سنباده به طوری که انتهای خروجی راهنما 6 میلی متر در 6 میلی متر است.

مجدداً توجه داشته باشید که برخی از گریدهای اکریلیک می توانند در طول موج کوتاه ضعیف شوند. متأسفانه تعیین آنچه می خواهید بدست آورید دشوار است ، اما میله از این منبع به خوبی کار کرد

www.ebay.co.uk/itm/SQUARE-CLEAR-ACRYLIC-RO…

با این حال میله این منبع تضعیف بیش از حد داشت و تقریباً تا 390 نانومتر نور UV مات بود.

www.ebay.co.uk/itm/Acrylic-Clear-Solid-Squ…

مرحله 5: قطعات مورد نیاز: قطعات چاپ سه بعدی

برخی از قطعات به صورت سه بعدی چاپ می شوند. آن ها هستند

آداپتورهای فیبر LED

صفحه نصب فیبر

آداپتور خروجی فیبر (اختیاری) (برای خروجی های فردی). این فقط صفحه نصب فیبر است که دوباره چاپ شده است.

صفحه نصب کوپلر نوری

همه قطعات به جز آداپتورهای فیبر در PLA استاندارد چاپ می شوند. من PETG را برای این موارد توصیه می کنم زیرا PLA بیش از حد نرم می شود. LED ها کاملا گرم می شوند

همه STL های این قسمتها در فایلهای پیوست پروژه موجود است. مرحله پیکربندی Raspberry Pi را برای فایل zip که شامل تمام دارایی های پروژه است مشاهده کنید.

آداپتورهای فیبر LED ها را 100٪ پر کنید. بقیه را می توان با 20٪ پر کردن چاپ کرد.

همه قطعات در ارتفاع لایه 0.15 میلی متر با استفاده از نازل استاندارد 0.4 میلی متر با سرعت 60 میلی متر بر ثانیه در Creality Ender 3 و همچنین جادوگر Biqu چاپ شدند. هر چاپگر سه بعدی ارزان قیمت باید این کار را انجام دهد.

همه قطعات باید به صورت عمودی با سوراخ های رو به بالا چاپ شوند - این بهترین دقت را ارائه می دهد. می توانید از پشتیبانی آنها صرف نظر کنید. این باعث می شود که صفحه اصلی اتصال دهنده روی لبه عقب کمی خراب به نظر برسد ، اما این فقط آرایشی است. یک لمس کاغذ سنباده آن را مرتب می کند.

مهم: صفحه نصب فیبر (و نسخه دوم اختیاری آن را برای آداپتور خروجی فیبر جداگانه) در مقیاس 1.05 یعنی 5٪ بزرگنمایی چاپ کنید. این اطمینان حاصل می کند که سوراخ های فیبر دارای فاصله کافی هستند.

مرحله 6: مونتاژ برد کنترل اصلی

تخته کنترل از نوار چوبی استاندارد مسی (گاهی اوقات به عنوان ورودورو معروف است) ساخته شده است. من طرح بندی دقیقی را شامل نمی شوم زیرا طراحی تخته ای که من به پایان رساندم به دلیل مجبور شدن به افزودن اجزایی مانند شبکه snubber که در ابتدا برنامه ریزی نکرده بودم ، کمی نامرتب شد. بالای صفحه ، که در بالا تا حدی نشان داده شده است ، دارای مقاومت های قدرت و سوکت رزبری پای است. من برای Pi از سربرگ با زاویه راست استفاده کردم ، بنابراین با صفحه اصلی در زاویه راست قرار می گیرد ، اما اگر از هدر مستقیم معمولی استفاده کنید ، به جای آن به سادگی موازی با صفحه قرار می گیرد. به این ترتیب کمی فضای بیشتری را اشغال می کند ، بنابراین بر اساس آن برنامه ریزی کنید.

از وروپین برای اتصال سیم به برد استفاده شد. برای بریدن آهنگ ها یک مته پیچ کوچک مفید است. برای سوکت Pi از یک چاقوی تیز برای برش آهنگ استفاده کنید زیرا بین دو مجموعه پین سوکت سوراخ اضافی ندارید.

به ردیف دو سیم مسی 1 میلی متری توجه کنید. این برای ایجاد یک مسیر امپدانس کم برای نزدیک به 7 آمپر جریانی است که LED ها با قدرت کامل مصرف می کنند. این سیم ها به پایانه های منبع MOSFET های قدرت و سپس از آنجا به زمین می روند.

فقط یک سیم کوچک 5 ولت روی این برد وجود دارد که برق Pi را تأمین می کند. این به این دلیل است که منبع تغذیه اصلی 5 ولت به آندهای LED می رسد که از طریق یک کابل دیسک استاندارد PC IDE روی یک برد دوم در نمونه اولیه من متصل می شوند. با این حال ، نیازی به این کار ندارید و فقط می توانید آنها را مستقیماً به سوکت روی اولین برد وصل کنید. در این صورت شما یک مجموعه سیم مسی تکراری را در امتداد سمت آند اجرا می کنید تا جریان را در طرف +5V کنترل کند. در نمونه اولیه این سیمها روی برد دوم قرار داشتند.

مرحله 7: MOSFET های قدرتمند

MOSFET ها در طرف مسی برد نصب شده بودند. آنها دستگاه های DPAK هستند و بنابراین برگه باید مستقیماً به برد لحیم شود. برای انجام این کار ، از یک نوک مناسب مناسب روی لحیم کاری استفاده کنید و سریع زبانه را به آرامی قلع دهید. مسیرهای مسی را که می خواهید دستگاه را به آن وصل کنید قلع دهید. آن را روی تخته بگذارید و زبانه را دوباره گرم کنید. لحیم ذوب می شود و دستگاه متصل می شود. سعی کنید این کار را سریع انجام دهید تا دستگاه بیش از حد گرم نشود. چندین ثانیه گرما را تحمل می کند ، بنابراین نگران نباشید. هنگامی که زبانه (تخلیه) لحیم شد ، می توانید دروازه و منبع را به صفحه بچسبانید. فراموش نکنید که ابتدا مسیرها را برای دروازه و منبع منبع قطع کنید تا در زهکش تخلیه کوتاه نشوند !. از روی تصویر مشاهده نمی کنید اما بریدگی ها در زیر لبه ها به سمت بدنه دستگاه است.

خوانندگان چشم عقاب تنها به 11 ماسفت توجه خواهند کرد. این به این دلیل است که دوازدهم بعداً اضافه شد وقتی LED های 560 نانومتری گرفتم. به دلیل عرض روی تخته جا نمی گیرد ، بنابراین در جای دیگری قرار گرفت.

مرحله 8: LED ها و هیت سینک ها

در اینجا تصویری از LED ها و سینک های گرمایشی را مشاهده می کنید. سیم کشی برد کنترل از نسخه قبلی نمونه اولیه بود قبل از اینکه من برای اتصال LED ها به کنترلر از کابل IDE استفاده کنم.

همانطور که قبلاً ذکر شد ، LED ها با استفاده از مربع های نوار حرارتی Akasa متصل می شوند. این مزیت را دارد که در صورت خرابی LED ، حذف آن با استفاده از چاقوی تیز برای برش نوار آسان است.

تا زمانی که هیت سینک به اندازه کافی بزرگ است ، هیچ چیزی نمی تواند مانع نصب همه LED ها بر روی یک هیت سینک شود. در هیت سینک های نشان داده شده ، با قدرت کامل ، دمای هیت سینک به 50 درجه سانتی گراد می رسد و بنابراین این هیت سینک ها احتمالاً کمی کوچکتر از حد مطلوب هستند. با نگاهی به گذشته ، احتمالاً ایده خوبی خواهد بود که سه LED از طول موج بلندتر را روی هر هیت سینک قرار دهید نه اینکه هر 6 قطره ساطع کننده طول موج کوتاهتر را در یکی و در ساطع کننده طول موج دیگر را در دیگری قرار دهید. این امر به این دلیل است که ، برای یک جریان رو به جلو ، قطره چکانهای کوتاه موج به دلیل افت بیشتر ولتاژ رو به جلو قدرت بیشتری را از بین می برند و در نتیجه گرمتر می شوند.

البته می توانید خنک کننده فن را اضافه کنید. اگر قصد دارید مجموعه LED را به طور کامل محصور کنید ، این کار عاقلانه ای است.

مرحله 9: سیم کشی LED

LED ها از طریق یک کابل استاندارد 40 پین IDE به برد کنترل کننده متصل می شوند. همه جفت کابل ها استفاده نمی شوند و این امکان را برای گسترش می دهد.

نمودارهای سیم کشی بالا سیم کشی اتصال IDE و همچنین سیم کشی خود رزبری پای را نشان می دهد.

LED ها با رنگ های آنها مشخص می شوند (UV = فرابنفش ، V = بنفش ، RB = آبی رویال ، B = آبی ، C = فیروزه ای ، G = سبز ، YG = زرد-سبز ، Y = زرد ، A = کهربا ، R = روشن قرمز ، DR = قرمز عمیق ، IR = مادون قرمز) ، یعنی با طول موج صعودی.

توجه: فراموش نکنید که اطمینان حاصل کنید که قسمت اتصال +5V سوکت کابل دارای سیمهای ضخامت 2 1 1 میلی متر است که به طور موازی در نوار نوار جریان دارد تا مسیر جریان بالا را فراهم کند. به طور مشابه اتصالات منبع به MOSFET ها ، که اتصال زمین دارند ، باید سیم های مشابهی داشته باشند تا مسیر جریان زیاد به زمین را فراهم کند.

مرحله 10: آزمایش برد کنترل کننده

بدون اتصال رزبری پای به برد ، می توانید با اتصال پین های GPIO از طریق گیره گیر ، به ریل +5V ، عملکرد درایورهای LED خود را بررسی کنید. LED مناسب باید روشن شود.

هرگز هنگامی که Pi به برق متصل است ، پین های GPIO را به +5V متصل نکنید. به دستگاه آسیب می رسانید ، داخلی آن با 3.3 ولت کار می کند.

هنگامی که مطمئن شدید که درایورهای قدرت و LED ها به درستی کار می کنند ، می توانید مرحله بعدی را پیکربندی رزبری پای انجام دهید.

در حالی که LED ها با قدرت کامل کار می کنند ، مستقیماً به انتهای فیبرهای نوری نگاه نکنید. آنها بسیار روشن هستند.

مرحله 11: اتصال فیبرهای نوری LED ها

هر LED از طریق فیبر نوری 3 میلی متری متصل می شود. آداپتور فیبر چاپ شده سه بعدی به خوبی روی مجموعه LED قرار می گیرد و فیبر را هدایت می کند. بلوک تسکین کرنش تقریباً 65 میلی متر در مقابل هیت سینک های LED نصب شده است.

این فضای کافی برای وارد کردن انگشتان شما و فشار دادن آداپتورهای فیبر به LED ها و سپس قرار دادن فیبر فراهم می کند.

در راستای LED ها سوراخ های 4 میلی متری را از طریق بلوک رفع کرنش ایجاد کنید.

هر طول الیاف تقریباً 250 میلی متر طول دارد ، اما چون هر فیبر مسیر متفاوتی را طی می کند ، طول واقعی نصب متفاوت خواهد بود. ساده ترین راه برای به دست آوردن این حق این است که طول فیبر را 300 میلی متر برش دهید. سپس باید فیبر را صاف کنید وگرنه مدیریت آن غیر ممکن خواهد بود. این مانند میله پرسپکس ضخامت 3 میلی متر است و بسیار سفت تر از چیزی است که تصور می کنید.

برای صاف کردن الیاف ، از 300 میلی متر طول (تقریبا) میله برنجی 4 میلی متر OD استفاده کردم. قطر داخلی میله برای لغزش الیاف به صورت میله ای کافی است. اطمینان حاصل کنید که هر دو انتهای میله صاف هستند ، بنابراین فیبر را در حالی که آن را به داخل و بیرون می کشید ، خراش ندهید.

الیاف را به داخل میله فشار دهید تا در یک سر آن هموار شود و از طرف دیگر کمی طول بکشد ، یا اگر میله از فیبر بلندتر است تا انتها وارد آن شوید. سپس میله را در یک قابلمه عمیق پر از آب جوش به مدت 15 ثانیه فرو کنید. میله را برداشته و الیاف را در صورت لزوم جابجا کنید تا انتهای دیگر با انتهای میله هم سطح شود ، سپس انتهای آن را به همان شیوه گرم کنید.

اکنون باید یک تکه فیبر کاملاً مستقیم داشته باشید. با فشار دادن قطعه ای دیگر از فیبر ، آن را بردارید تا بتوانید فیبر صاف شده را بگیرید و بردارید.

وقتی همه دوازده قطعه فیبر را صاف کردید ، دوازده قطعه دیگر را به طول تقریبی 70 میلی متر برش دهید. اینها برای هدایت الیاف از طریق صفحه اتصال استفاده خواهند شد. پس از اتمام ساخت ، از آنها برای پر کردن الیاف جداگانه استفاده می شود ، بنابراین هدر نمی روند.

این قطعات بریده شده را به همین ترتیب صاف کنید. سپس آنها را در صفحه کوپلر قرار دهید. در عکس بالا می توانید نحوه ظاهر آنها را مشاهده کنید. طرح پلکانی این است که مساحت اشغال شده توسط الیاف (حداقل چگالی بسته بندی کروی) را به حداقل برساند. این اطمینان می دهد که ترکیب فیبر می تواند تا حد ممکن کارآمد عمل کند.

هر تکه فیبر کامل را بردارید و یک سر آن را صاف کنید ، تا 800 و سپس 1500 کاغذ سنباده کار کنید. سپس با لاک فلزی یا پلاستیکی جلا دهید - یک ابزار چرخشی کوچک با یک پد صیقلی در اینجا مفید است.

حالا یک عدد فیبر بریده شده را بردارید و الیاف کامل را داخل صفحه جفت کننده بکشید. سپس آن را در امتداد فشار فشار دهید تا انتهای صیقلی از طریق اتصال دهنده فیبر LED جلوی لنز LED را لمس کند. برای هر فیبر تکرار کنید. نگه داشتن قطعات کوتاه فیبر در سوراخ ها باعث می شود که هر فیبر بلند به راحتی در محل مناسب قرار گیرد.

توجه: به LED های بنفش و ماوراء بنفش زیاد فشار وارد نکنید آنها بر خلاف سایر LED ها که محصور اپوکسی هستند با مواد پلیمری نرم محصور شده اند. تغییر شکل لنز و شکستن سیمهای اتصال آسان است. باور کنید من این را به سختی آموختم. بنابراین هنگام اتصال الیاف به این دو LED ملایم باشید.

فرقی نمی کند که الیاف را از طریق کوپلر به چه ترتیب قرار دهید ، اما سعی کنید الیاف را لایه بندی کنید تا از یکدیگر عبور نکنند. در طراحی من ، شش LED پایین به سه سوراخ پایین برای سه LED سمت چپ و سپس سه سوراخ بعدی برای سه LED راست و غیره هدایت شد.

وقتی تمام الیاف را از طریق اتصال دهنده عبور دادید ، آن را روی تخته پایه قرار دهید و دو سوراخ نصب را ایجاد کنید ، سپس آن را پیچ کنید.

سپس ، با استفاده از یک جفت برش مورب بسیار تیز ، هر قطعه فیبر را تا آنجا که ممکن است به صورت جفت کننده نزدیک کنید. سپس هر قطعه را بیرون بیاورید ، انتهای برش را سنباده زده و صیقل دهید و آن را جایگزین کنید ، قبل از اینکه به فیبر بعدی بروید.

اگر الیاف کاملاً با سطح جفت کننده هم سطح نیستند ، نگران نباشید. بهتر است به جای بیرون زدگی ، کمی در فرورفتگی اشتباه کنید اما تفاوت میلی متر یا دو چندان اهمیتی نخواهد داشت.

مرحله 12: پیکربندی Raspberry Pi

فرایند پیکربندی Raspberry Pi در سند rtf ضمیمه شده که بخشی از فایل ضمیمه فایل فشرده است ، ثبت شده است. برای پیکربندی Pi نیازی به سخت افزار اضافی ندارید ، به غیر از یک درگاه USB اضافی در رایانه برای اتصال آن ، یک کابل USB مناسب و یک کارت خوان SD برای ایجاد تصویر کارت MicroSD. همچنین به کارت MicroSD نیاز دارید. 8G بیش از اندازه بزرگ است.

هنگامی که Pi را پیکربندی کرده و آن را به برد کنترل اصلی متصل کرده اید ، باید به عنوان نقطه دسترسی WiFi ظاهر شود. وقتی رایانه خود را به این AP متصل می کنید و به آدرس https://raspberrypi.local یا https://172.24.1.1 مراجعه می کنید ، باید صفحه فوق را مشاهده کنید. به سادگی کشویی را بکشید تا شدت و طول موج نوری را که می خواهید ببینید تنظیم کنید.

توجه داشته باشید که حداقل شدت 2 است؛ این ویژگی کتابخانه Pi PWM است.

تصویر دوم واحد شبیه سازی طیف یک لامپ CFL را نشان می دهد ، با انتشار در حدود 420 نانومتر ، 490 نانومتر و 590 نانومتر (بنفش ، فیروزه ای و کهربا) مربوط به سه لامپ پوشش فسفری معمولی است.

مرحله 13: ترکیب فیبر

ترکیب کننده فیبر از یک میله اکریلیک مربع 15 15 15 میلی متر ساخته شده است. توجه داشته باشید که برخی از پلاستیک های اکریلیک دارای جذب بیش از حد در طیف از 420 نانومتر و کمتر هستند. برای بررسی این موضوع قبل از شروع ، LED UV را از طریق میله بتابانید و مطمئن شوید که پرتو بیش از حد تضعیف نمی شود (از یک تکه کاغذ سفید استفاده کنید تا بتوانید نور آبی رنگ سفید کننده های نوری را در کاغذ مشاهده کنید).

می توانید برای خرد کردن میله ، دستگاه چاپ سه بعدی را چاپ کنید یا خود را از ورق پلاستیکی مناسب بسازید.میله را تقریباً به 73 میلی متر برش دهید و دو سر آن را سنباده بزنید و صیقل دهید. سپس با استفاده از نوار چسب دو طرفه ، تکه را به دو طرف مخالف میله ثابت کنید. تا زمانی که در فاصله 0.5 میلی متری خطوط تکه تکه قرار بگیرید ، با استفاده از کاغذ 40 دانه ماسه بزنید ، سپس به تدریج به کاغذهای 80 ، 160 ، 400 ، 800 ، 1500 ، 3000 ، 5000 و در نهایت 7000 کاغذ دانه افزایش دهید تا سطح صیقلی مخروطی به دست آید. سپس تکه تکه را بردارید و در دو طرف دیگر ماسه بزنید. اکنون باید هرمی مخروطی مناسب برای نصب در صفحه ترکیب الیاف داشته باشید. قسمت باریک آن 6 میلی متر در 6 میلی متر است تا با بلند شدن فیبر مطابقت داشته باشد.

توجه: در مورد من من تا 6 میلی متر در 6 میلی متر کاملاً سنباده زنی نکردم ، بنابراین ترکیب کننده کمی از صفحه نصب خارج می شود. این مهم نیست زیرا فیبر 6 میلی متری مطبوعات است و در صورت فشار زیاد به انتهای باریک ترکیب کننده محکم می شود.

حدود 1 اینچ از ژاکت بیرونی را از الیاف 6 میلی متری بردارید و مراقب باشید به خود الیاف آسیب نرسانید. سپس ، اگر کت خارجی فیبر به اندازه کافی محکم در صفحه اتصال دهنده قرار نگرفته است ، فقط یک تکه نوار را دور آن بپیچید. سپس باید بتوان آن را با هرم ترکیب کننده به بستر و محکم کشاند. کل مجموعه را مطابق با خروجی های فیبر روی صفحه پایه نصب کنید.

توجه داشته باشید که هنگام ترکیب ، کمی نور را از دست می دهید. دلیل آن را می توانید از آثار نوری بالا مشاهده کنید ، زیرا تمرکز نور به سمت پایین نیز باعث می شود که زاویه پرتو افزایش یابد و در این فرایند مقداری نور از دست بدهیم. برای حداکثر شدت در یک طول موج ، از صفحه اتصال فیبر اختیاری برای انتخاب یک LED یا LED به طور مستقیم به فیبر 3 میلی متر استفاده کنید.

مرحله 14: صفحه جدا کننده فیبر خروجی جداگانه

این فقط یک چاپ دوم از راهنمای اصلی فیبر است. باز هم ، به یاد داشته باشید که در مقیاس 105 print چاپ کنید تا اجازه دهید الیاف از سوراخ ها خارج شوند. شما به سادگی این صفحه را در راستای راهنمای اصلی فیبر پیچ کرده و پیچ ترکیب را جدا کرده و آن را با این صفحه جایگزین کنید. فراموش نکنید که آن را به درستی تنظیم کنید ، سوراخ ها فقط در یک جهت قرار دارند !.

حالا آن 12 قطعه فیبر را که بریده اید در سوراخ های صفحه قرار دهید. برای انتخاب یک یا چند طول موج ، فقط یک تکه فیبر را بردارید و طول بیشتری را در سوراخ قرار دهید. در صورت تمایل می توانید تمام 12 طول موج را همزمان انتخاب کنید.

مرحله 15: قدرت بیشتر !. طول موج بیشتر

در صورت تمایل Pi می تواند کانال های بیشتری را هدایت کند. با این حال ، وجود LED ها در طول موج های دیگر به احتمال زیاد یک چالش است. شما می توانید LED های UV 365 نانومتری را ارزان تهیه کنید ، اما کابل انعطاف پذیر 6 میلی متری حتی در 390 نانومتر نیز به شدت جذب می شود. با این حال ، من متوجه شدم که الیاف جداگانه با آن طول موج کار می کنند ، بنابراین اگر می خواهید ، می توانید یک LED را اضافه یا جایگزین کنید تا طول موج UV کوتاه تری به شما ارائه شود.

امکان دیگر افزایش روشنایی با دو برابر کردن LED ها است. به عنوان مثال ، می توانید یک اتصال دهنده فیبر 5 X 5 (یا 4 X 6) را طراحی و چاپ کنید و در هر کانال 2 LED داشته باشید. توجه داشته باشید که شما نیاز به منبع تغذیه بسیار بزرگتری دارید زیرا نزدیک به 20 آمپر می کشید. هر LED به مقاومت سقوط خود نیاز دارد. مستقیماً LED ها را موازی نکنید MOSFET ها بیش از ظرفیت کافی برای هدایت دو یا چند LED در هر کانال را دارند.

شما واقعاً نمی توانید از LED های با قدرت بالاتر استفاده کنید زیرا آنها از ناحیه کوچکی مانند LED های 3W ساطع نمی کنند و بنابراین نمی توانید فیبر را به طور م coupleثر به هم متصل کنید. به دنبال "حفاظت از etendue" باشید تا بفهمید دلیل این امر چیست.

افت نور از طریق ترکیب کننده بسیار زیاد است. متأسفانه این نتیجه قوانین فیزیک است. در کاهش شعاع پرتو ، ما همچنین زاویه واگرایی آن را افزایش می دهیم و بنابراین مقداری از نور خارج می شود ، زیرا راهنمای نور و فیبر فقط دارای زاویه پذیرش در حدود 45 درجه هستند. توجه داشته باشید که توان خروجی از خروجی های فیبر منفرد به طور قابل توجهی بیشتر از کوپلر طول موج ترکیبی است.