ساخت دستگاه رنگین کمان: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

دستگاه رنگین کمان (معروف به کروماسکوپ Astral) یک وسیله نوری است که به شما امکان می دهد انرژی رنگارنگ از چیزهای معمولی را ببینید! در این دستورالعمل ، من به شما نشان می دهم که چگونه می توانید خود را بسازید تا از جنبه های تکنیکی رنگ چیزهای اطراف خود کاوش کنید!

مرحله 1: جمع آوری مواد مورد نیاز

این ساخت نیاز به یک چاپگر سه بعدی و برخی از مهارت های اولیه لحیم کاری و مونتاژ دارد. شما نیاز خواهید داشت:

• یک چاپگر سه بعدی
• نوار بسته بندی شفاف (یا دستگاه لمینیت).
• کاغذ سفید.
• قیچی
• یک آداپتور دیواری DC که از برخی لوازم الکترونیکی دور ریخته شده بازیافت شده است.
• یک مبدل پایین تنظیمی مینی DC-DC
• ستارگان LED با قدرت 20 میلی متر ، در رنگ های قرمز ، سبز و آبی.
• مولتی متر (اختیاری: منبع تغذیه نیمکت ولتاژ متغیر).
• لحیم کاری لحیم کاری و رزین.
• مقداری سیم قراضه ، تعدادی سیم برش و سیم برنده.
• نوار الکتریکی.
• نوعی چسب برای پلاستیک. چیزی نیمه دائمی مانند E6000 انتخاب خوبی است.
• اختیاری: نمد سبز برای پوشاندن قسمت زیرین پایه.

تامین منابع تغذیه:

منبع تغذیه یک نوع معمولی "زگیل دیواری" است که با اکثر لوازم الکترونیکی عرضه می شود. در حالت ایده آل شما تعدادی لوازم الکترونیکی دور ریخته شده دارید که می توانید از آنها استفاده کنید. اکثر زگیل های دیواری 4.5 ولت ، 5 ولت ، 9 ولت ، 12 ولت یا گاهی حتی 24 ولت را خاموش می کنند. رتبه مهم دیگر این است که آیا DC (معمولی) یا AC (کمتر رایج) در خروجی است.

برای این پروژه ، به حداقل یک آداپتور 9 ولت یا 12 ولت نیاز دارید. حداقل باید 9 وات مصرف کند. وات به سادگی محصول ولتاژ خروجی و جریان خروجی است که روی برچسب نوشته شده است. به عنوان مثال ، اگر برچسب می گوید ولتاژ خروجی 9V در 1A است ، به این معنی است که دقیقاً 9 وات مصرف می کند. اگر آداپتور خروجی 12 ولت با جریان 0.85A (850 میلی آمپر) داشت ، به این معنی است که خروجی 10.2 وات خواهد بود و همچنین مناسب است.

برای ایمنی خود ، از منبع تغذیه بزرگتر از 12 ولت یا 2 آمپر استفاده نکنید

تامین قطعات از eBay:

بسیاری از قطعات الکترونیکی را می توان از eBay بسیار ارزان تهیه کرد. برای LED ها عبارت "20mm LED star" را جستجو کنید. شما به احتمال زیاد انتخاب های زیادی از رنگ ها و توان را پیدا خواهید کرد. یک (یا چند) از هر رنگ اصلی ، قرمز ، سبز و آبی دریافت کنید و نوع 3 واتی را انتخاب کنید. اطمینان حاصل کنید که اندازه آن 20 میلی متر است تا به طور مناسب بر روی پایه چاپ سه بعدی قرار گیرد.

بخش مهم دیگر این ساخت یک مبدل باک مینی DC-DC قابل تنظیم است. اینها تخته مدارهای کوچکی هستند که ولتاژ DC بالاتر را به ولتاژ پایین تبدیل می کنند. به ولتاژ قابل تنظیم در خروجی نیاز دارید. مواردی که من استفاده می کنم واقعاً کوچک هستند (17.5 میلی متر در 11.14 میلی متر) و پایه چاپ سه بعدی دارای برشی برای آن اندازه خاص است.

من آنها را در eBay با عنوان "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip" دیده ام ، اما دقیقاً همین مورد توسط بسیاری از فروشندگان فروخته می شود. مطمئن شوید که تصویر مطابقت داشته باشد و در هر انتهای تخته دو پد لحیم کاری وجود داشته باشد. برای نوع مناسب و نوع اشتباه تصویر را مشاهده کنید.

مرحله 2: پرینت سه بعدی قطعات

شما باید قطعات زیر را از STL های آنها چاپ کنید:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (چاپ با استفاده از حالت "spiralize")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

برای کاربران پیشرفته ای که می خواهند طرح را سفارشی کنند ، من فایل منبع OpenSCAD را نیز قرار داده ام.

مرحله 3: الگوی صفحه نمایش پروژکتور و برچسب را چاپ کنید

• قالب پیوست ".svg" را در Inkscape بارگذاری کرده و چاپ کنید.

• یا برای لمینت کردن صفحه از دستگاه لمینیت استفاده کنید ، یا:

  • دایره سفید و عکس برگردان را با نوارهای موازی نوار بسته بندی شفاف بپوشانید.
  • در طرف مقابل تکرار کنید.
• دایره را برش دهید.
• برچسب را برش دهید.

مرحله 4: صفحه پروجکشن را جمع کنید

• برای اطمینان از تناسب مناسب ، صفحه را در قسمت حلقه قرار دهید.
• مقداری چسب در اطراف لبه ها بمالید تا محکم شود.
• برای پشتیبانی بیشتر در حلقه نگهدارنده اسلاید کنید.

مرحله 5: برخی از وسایل الکترونیکی را بیاموزید: مبدل باک چیست؟

مبدل باک دستگاهی است که یک ولتاژ DC را به ولتاژ DC دیگر تبدیل می کند ، مانند ترانسفورماتور ، اما برای DC و نه AC.

هنگام روشن کردن LED های کوچک ، استفاده از مقاومت برای محدود کردن جریان معمول است ، اما برای LED های با قدرت بیشتر این بسیار ناکارآمد است زیرا انرژی زیادی به گرما تبدیل می شود!

برای جلوگیری از این امر ، می توانیم از یک درایور LED ثابت با جریان ثابت استفاده کنیم ، یا می توانیم از یک مبدل باک عمومی استفاده کنیم که ولتاژ قابل تنظیم را خروجی می دهد. مبدل باک جریان را محدود نمی کند ، اما جریان عبوری از LED ها متناسب با ولتاژ است. بنابراین اگر با ولتاژ پایین شروع کنیم ، می توانیم آن را به آرامی بالا ببریم تا جریان مورد نظر از طریق LED ها عبور کند. این مانند راننده LED plug-and-play نیست ، اما هنگامی که به درستی تنظیم شود کار را به خوبی انجام می دهد.

برای مراحل زیر ، ما با خروجی 7V روی مبدل باک شروع می کنیم و سپس به تدریج آن را روشن می کنیم. این مرحله بسیار مهم است ، زیرا اگر ولتاژ کار را بیش از حد کنیم ، جریان به طور چشمگیری افزایش می یابد و چیزی دود جادویی را خارج می کند!

مرحله 6: مونتاژ اولیه و تنظیم ولتاژ

اتصال DC را از انتهای سیم زگیل دیواری جدا کرده و دو سیم را جدا کنید.

حدود 5 میلی متر از انتهای آن جدا کنید و مطمئن شوید که انتهای آن به هم نمی خورد. در حال حاضر ، هنگامی که زگیل دیواری به برق متصل شده است ، از چند متر خود برای اندازه گیری ولتاژ انتهای سیم استفاده کنید. یادداشت کنید که کدام قسمت برای بعد مثبت است.

حالا زگیل دیواری را از برق بکشید و انتهای سیم را به پدهای "in+" و "in-" در مبدل DC-DC متصل کنید. کاملاً مطمئن شوید که قطبیت را درست تشخیص داده اید و به قسمت ورودی تخته لحیم می کنید (جهت برچسب زدن قسمت عقب تخته را بررسی کنید).

قبل از اقدام ، ولتاژ روی پدهای خروجی را اندازه گیری کنید. پیچ کوچک تنظیم را تا زمانی که ولتاژ 7 ولت خوانده شود خاموش کنید و توجه داشته باشید که برای افزایش یا کاهش ولتاژ ، برای تنظیم کدام جهت باید چرخانید. توجه کنید که تنظیم چقدر حساس است. برای مرحله بعد باید بتوانید ولتاژ را با افزایش جزئی تنظیم کنید.

این مهم است: قبل از ادامه مرحله بعدی ، ولتاژ خروجی را بیش از 7 ولت تنظیم نکنید! همچنین ، مطمئن شوید که از LED های قرمز ، سبز و آبی استفاده می کنید! انتخاب ولتاژ شروع از مجموع رتبه بندی ولتاژ این LED های خاص ، که به ترتیب 1.8V ، 2.0V و 3.3V هستند ، ناشی می شود.

مرحله 7: اتصال LED ها و جریان تنظیم دقیق

1. LED ها را روی شکاف های پایه قرار دهید و طول سیم مورد نیاز برای سیم کشی سری را قطع کنید. شما باید از + یک LED به LED بعدی بروید.
2. LED ها را به صورت سری لحیم کنید. مجموعه ای از دستهای کمکی روی نیمکت برای این کار بسیار مفید است!
3. در ابتدا و انتهای زنجیره LED ، دو طول سیم بیشتر ، ترجیحاً دو رنگ مختلف را لحیم کنید ، بنابراین می توانید پیگیری کنید که کدام مثبت و کدام منفی است. این سیم باید به اندازه کافی طولانی باشد تا از سوراخ ها عبور کرده ، کانال را در پشت بپیچد و در شکاف مبدل باک قرار دهد.
4. LED ها را به شکاف های پایه بچسبانید و سیمهای بلندتر را در یکی از محورهای عمودی قرار دهید.
5. روی پایه را برگردانید. سیم "-" را به پایانه "out-" مبدل DC-DC متصل کنید. قطب را در نظر بگیرید-اگر آن را معکوس کنید ، LED ها روشن نمی شوند!
6. در این مرحله ، سیم "+" هنوز از پد "خارج+" جدا شده است. چند متر خود را روی آمپر DC قرار دهید و زگیل دیواری را وصل کنید. چند متر را به صورت سری با سیم شل و پد وصل کنید و مطمئن شوید که جریان در حدود 400 میلی آمپر باشد.
7. اگر نیاز به تنظیم جریان دارید ، این کار را با چرخاندن پیچ تنظیم با مقدار بسیار کم و بررسی جریان انجام دهید.

توجه: اگر منبع تغذیه نیمکت بالا با متر کنونی دارید ، استفاده از آن برای تنظیم ولتاژ و روشنایی زنجیره LED به طور جداگانه آسان تر است. هنگامی که ولتاژ عملکرد صحیح را پیدا کردید ، می توانید ولتاژ تنظیم کننده DC-to-DC برای مطابقت با ولتاژ کار ایده آل قبل از اتصال LED ها.

مرحله 8: اتمام سیم کشی و آزمایش

• زگیل دیواری را از برق بکشید و سیم "+" را به پد "out+" لحیم کنید تا مدار کامل شود.
• مبدل DC-DC را در حفره با استفاده از چسب چسب محکم کرده و سیم اضافی را در کانال بپیچید.
• آداپتور دیواری را وصل کرده و مطمئن شوید که کار می کند.

اکنون ، برای آزمایش نهایی ، زگیل دیواری را وصل کنید. به نظر می رسد LED ها نسبتاً روشن و ناراحت کننده باشند ، بنابراین این کار را نکنید (در عوض ، چراغ های اتاق خود را خاموش کرده و به رنگهای زیبایی که روی دیوارهای شما نشان داده شده است نگاه کنید!).

قبل از اقدام به مونتاژ ، اجازه دهید چند دقیقه کار کند و به طور مرتب دوباره بررسی کنید تا مطمئن شوید که در حین لمس خیلی گرم نمی شود. اگر اینطور است ، ولتاژ مبدل DC-DC را به عقب برگردانید-این کار را به آرامی انجام دهید و بسیار مراقب باشید که آن را به اشتباه نچرخانید! شما می توانید LED ها را گرم بگذارید ، اما نه آنقدر داغ که پلاستیک را ذوب کند ، بوی عجیب ایجاد کند یا خانه شما را بسوزاند!

به عنوان یک احتیاط ایمنی بیشتر ، این دستگاه را بدون مراقبت اجرا نکنید

مرحله 9: تکمیل پایه

مبدل و کانال DC-DC را با نوار برقی بپوشانید. سپس ، یک تکه نمد سبز را ببرید و از آن برای پوشاندن قسمت پایینی دستگاه استفاده کنید. برای چسباندن نمد به قسمت پایین از چسب یا چسب اسپری استفاده کنید.

مرحله 10: تکمیل مجمع

مونتاژ را با چسباندن سه ستون به شکافهای پایه انجام دهید. سپس صفحه نمایش را در بالای ستون ها قرار دهید.

حالا ، محافظ چشم را بگذارید (من آن را به این دلیل می نامم زیرا نور را از کور شدن کاربر جلوگیری می کند). محافظ چشم و چرخنده از نظر ظاهر مشابه هستند ، اما کوچکتر محافظ چشم است. در قسمت داخلی آن پارتیشن وجود دارد تا نور از مخلوط شدن LED ها جلوگیری شود.

محافظ چشم را روی پایه قرار دهید و آن را تراز کنید تا همه رنگها به رنگ سفید که تمام صفحه را پوشش می دهد ترکیب شوند. یک مهره چسب در اطراف لبه بچسبانید و آن را به پایین بچسبانید. برای چسباندن برچسب به پایه از نوار دو طرفه استفاده کنید.

مرحله 11: زمان بسیار خوشی داشته باشید

حالا ، دور پیچ را روی محافظ چشم بگذارید. این قطعه نهایی نباید چسبانده شود. می توانید آن را بچرخانید تا قسمتی از نور مبهم شود و الگوهای رنگی سرد ایجاد کنید! اشیاء مختلف ، مانند ضایعات چاپ سه بعدی را پشت صفحه بچسبانید تا سایه های رنگین کمان کاملا شیار دار ایجاد شود!

جایزه اول در مسابقه Make it Glow 2018