پایه نمایش کریستال فلورسنت: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

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

زمانی که از دانشگاه فارغ التحصیل می شدم ، روی آزمایشی برای تشخیص مستقیم ماده تاریک به نام CRESST کار می کردم. این آزمایش از آشکارسازهای ذرات بر اساس بلورهای تنگستات کلسیم (CaWO4) استفاده می کند. من یک کریستال شکسته به عنوان سوغات دارم و همیشه می خواستم یک صفحه نمایش بسازم که فلورسانس کریستال را برانگیزد.

من متوجه می شوم که مردم احتمالاً از این ساختار دقیق کپی نخواهند کرد زیرا کریستال های تنگستات کلسیم به صورت تجاری در دسترس نیستند و همچنین LED های UVC که من استفاده کردم بسیار گران هستند. با این حال ، اگر قصد دارید یک صفحه نمایش برای سایر مواد معدنی فلورسنت مانند کهربا یا فلوریت بسازید ، به شما کمک می کند.

مرحله 1: جمع آوری مواد

• کریستال فلورسنت CaWO4
• جعبه پروژه کوچک (به عنوان مثال conrad.de)
• LED UVC 278 نانومتر (به عنوان مثال کریستال IS)
• سمت راست LED (PCB هسته فلزی) (به عنوان مثال Lumitronix)
• پد حرارتی (به عنوان مثال Lumitronix)
• هیت سینک (به عنوان مثال Lumitronix)
• افزایش ماژول (به عنوان مثال ebay.de)
• درایور تقویت کننده LED (به عنوان مثال ebay.de)
• باتری LiPo (به عنوان مثال ebay.de)
• سوئیچ کشویی
• مقاومت SMD 0.82 اهم 1206

فلورسانس در تنگستات کلسیم می تواند در طول موج <280 نانومتر تحریک شود. این در UV بسیار دور است و LED ها در این طول موج معمولاً بسیار گران هستند (150 پوند/رایانه شخصی). خوشبختانه من 278 نانومتر LED SMD را به صورت رایگان دریافت کردم زیرا از نمونه های مهندسی شرکتی که در آن کار می کنم باقی مانده بود. این نوع LED ها معمولاً برای ضدعفونی استفاده می شوند.

هشدار: اشعه ماوراء بنفش می تواند باعث آسیب به چشم و پوست شود. اطمینان حاصل کنید که از حفاظت مناسب برخوردار هستید ، به عنوان مثال. عینک UV

بر اساس برگه مشخصات ، LED ها دارای توان خروجی نوری 25 میلی وات ، جریان کار 300 میلی آمپر و ولتاژ رو به جلو 12 ولت می باشند. این بدان معناست که LED ها حدود 3 وات گرما را از بین می برند که باید نصب شوند. یک گرمکن مناسب بنابراین ، من یک PCB هسته فلزی (راست) با رد پای مناسب ، یک پد حرارتی و یک هیت سینک کوچک خریدم. از آنجا که LED ها به راحتی می توانند با جریانهای زیاد آسیب ببینند ، باید با درایور جریان ثابت کار کنند. من بر اساس IC XL6003 یک درایور تقویت کننده جریان ثابت بسیار ارزان را دریافت کردم که ولتاژ خروجی را نیز افزایش می دهد. مطابق برگه داده ، ولتاژ خروجی نباید بیش از 2 برابر ولتاژ ورودی باشد. با این حال ، از آنجا که می خواستم همه چیز را از باتری LiPo 3.7 ولت تغذیه کنم ، مبدل گام به گام دیگری را اضافه کردم که ولتاژ باتری را قبل از درایور LED به V 6 ولت افزایش می دهد. جریان خروجی درایور LED توسط دو مقاومت SMD که به طور موازی روی برد متصل شده اند تنظیم می شود. طبق برگه داده XL6003 ، جریان توسط I = 0.22 V/Rs داده می شود. به طور پیش فرض دو مقاومت 0.68 اهم به صورت موازی به هم متصل شده اند که مقدار آن 650 میلی آمپر است. برای کاهش جریان ، مجبور شدم این مقاومتها را با مقاومت 0.82 اهم جایگزین کنم که 270 میلی آمپر پوند خواهد داد.

مرحله 2: نصب LED

در مرحله بعد ، LED را به سمت راست چسباندم. همانطور که قبلاً ذکر شد ، مهم است که یک PCB با رد پای LED خود تهیه کنید. لحیم کاری بر روی PCB هسته فلزی می تواند مشکل باشد زیرا تخته گرما را به خوبی پخش می کند. برای سهولت لحیم کاری ، توصیه می شود PCB را روی یک صفحه داغ قرار دهید ، اما من نیز بدون آن کار کردم. LED باید با خمیر حرارتی به صفحه وصل شود. پس از لحیم کاری ، با استفاده از پد حرارتی ، قسمت راست را به هیت سینک وصل کردم.

مرحله 3: اتصال الکترونیک

تمام قطعات الکترونیکی را به صفحه پایینی محفظه خود چسباندم. توجه داشته باشید که هیت سینک بسیار داغ می شود بنابراین استفاده از چسبی که بتواند دمای بالا را تحمل کند مفید است. باتری به ماژول تقویت کننده متصل می شود که ولتاژ را تا حدود 6 ولت افزایش می دهد. سپس خروجی به درایور تقویت کننده LED متصل می شود که به LED متصل است. یک سوئیچ اسلاید بعد از باتری اضافه شد ، اما ممکن است بخواهید لحیم کاری را فقط پس از نصب سوئیچ اسلاید در مرحله بعد انجام دهید.

مرحله 4: تغییر محفظه

من با استفاده از ابزار dremel اصلاحاتی را در محوطه انجام دادم. یک سوراخ شکاف دار در قسمت بالا برای خروج نور LED قرار داده شد. علاوه بر این ، من برخی از دهانه ها را برای تهویه در کناری قرار دادم. سوراخ دیگری برای سوئیچ کشویی ایجاد شد که با چسب حرارتی ثابت شد. من از ظاهر محوطه بسیار راضی نیستم زیرا سوراخ ها بسیار خشن به نظر می رسند. خوشبختانه اکثر آنها قابل مشاهده نیستند. دفعه بعد احتمالاً یک جعبه سفارشی با استفاده از برش لیزری خواهم ساخت.

مرحله 5: تمام شد

پس از بستن محوطه پروژه به پایان رسید. کریستال را می توان در شکاف بالا قرار داد و توسط LED از پایین تحریک می شود. انتشار فلورسانس کاملاً روشن است. توجه داشته باشید که تمام نور واقعاً از کریستال بیرون می آید زیرا نور UVC نامرئی است.

مطمئناً می توان از چند جهت ساختار را بهبود بخشید. اول از همه مدیریت حرارتی LED عالی نیست و هیت سینک کاملا داغ می شود. این به این دلیل است که تهویه بسیار کمی وجود دارد زیرا هیت سینک در داخل محفظه نصب شده است. تا اینجا جرات نکردم LED را بیشتر از چند دقیقه اجرا کنم. ثانیاً ، من می خواهم دفعه بعد با استفاده از یک جعبه برش لیزری سفارشی ساخته شده از اکریلیک سیاه ، یک محوطه زیباتر بسازم. علاوه بر این ، یک ماژول شارژ LiPo با دوشاخه microUSB می تواند اضافه شود تا نیازی به باز کردن جعبه برای شارژ مجدد نداشته باشید.