Оглавление:

Angstrom - настраиваемый светодиодный источник света: 15 ступеней (с изображениями)
Angstrom - настраиваемый светодиодный источник света: 15 ступеней (с изображениями)

Видео: Angstrom - настраиваемый светодиодный источник света: 15 ступеней (с изображениями)

Видео: Angstrom - настраиваемый светодиодный источник света: 15 ступеней (с изображениями)
Видео: ОБЗОР кубика GAN 356 XS 2024, Ноябрь
Anonim
Angstrom - настраиваемый светодиодный источник света
Angstrom - настраиваемый светодиодный источник света

Angstrom - это 12-канальный настраиваемый светодиодный источник света, который можно построить менее чем за 100 фунтов стерлингов. Он имеет 12 светодиодных каналов с ШИМ-управлением, охватывающих 390-780 нм, и предлагает как возможность микширования нескольких каналов на один 6-миллиметровый волоконно-оптический выход, так и возможность вывода любого или всех каналов одновременно на отдельные 3-миллиметровые оптоволоконные выходы.

Приложения включают микроскопию, судебную экспертизу, колориметрию, сканирование документов и т. Д. Вы можете легко моделировать спектр различных источников света, таких как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

Кроме того, источники света можно использовать для создания интересных театральных световых эффектов. Каналы питания более чем способны обрабатывать дополнительные светодиоды с более мощным источником питания, а несколько длин волн создают красивый и уникальный эффект многоцветной тени, который невозможно воспроизвести с помощью обычных источников белого или RGB-светодиодов. Это целая радуга в коробке !.

Шаг 1. Необходимые детали - основная плата, питание, контроллер и светодиодный блок

Необходимые детали - основная плата, питание, контроллер и светодиодный блок
Необходимые детали - основная плата, питание, контроллер и светодиодный блок

Плинтус: Устройство собирается на деревянной основе размером примерно 600 мм X 200 мм x 20 мм. Кроме того, для выравнивания оптических волокон используется деревянный блок для снятия напряжений 180 мм X 60 мм X 20 мм.

Блок питания 5 В 60 Вт подключается к сети через вилку IEC с предохранителем, снабженную предохранителем на 700 мА, а небольшой тумблер с номиналом не менее 1 А 240 В используется в качестве главного выключателя питания.

Основная печатная плата изготовлена из стандартной полоски, покрытой фенольной медью, с шагом 0,1 дюйма. В прототипе эта плата имеет размеры примерно 130 мм на 100 мм. Дополнительная вторая плата размером около 100 мм X 100 мм была установлена на прототипе, но она предназначена только для установки дополнительных схем, таких как логика обработки сигналов для спектроскопии и т. Д., И не требуется для базового блока.

Основной светодиодный блок состоит из 12 звездообразных светодиодов мощностью 3 Вт, каждый с разной длиной волны. Они обсуждаются более подробно в разделе, посвященном сборке светодиодов, ниже.

Светодиоды установлены на двух алюминиевых радиаторах, которые в прототипе имели глубину 85 мм x 50 мм x 35 мм.

Для управления устройством используется Raspberry Pi Zero W. Он оснащен разъемом и подключается к соответствующему 40-контактному разъему на главной плате.

Шаг 2: Необходимые детали: светодиоды

Требуемые детали: светодиоды
Требуемые детали: светодиоды

12 светодиодов имеют следующие центральные длины волн. Это светодиоды в виде звезды мощностью 3 Вт с основанием радиатора 20 мм.

390нм410нм 440нм460нм500нм520нм560нм580нм590нм630нм660нм780нм

Все, кроме 560-нм, были получены от FutureEden. Блок 560 нм был получен на eBay, поскольку у FutureEden нет устройства, покрывающего эту длину волны. Обратите внимание, что это устройство будет отправлено из Китая, поэтому дайте время для доставки.

Светодиоды прикреплены к радиатору с помощью термоленты Akasa. Отрежьте 20-миллиметровые квадраты, а затем просто приклейте одну сторону к светодиоду, а другую к радиатору, следя за инструкциями производителя относительно того, какая сторона ленты идет к радиатору светодиода.

Шаг 3: Необходимые детали: схема управления светодиодами

Необходимые детали: Цепь управления светодиодами
Необходимые детали: Цепь управления светодиодами

Каждый светодиодный канал управляется с вывода GPIO на Raspberry Pi. ШИМ используется для управления яркостью светодиода. Силовой полевой МОП-транзистор (Infineon IPD060N03LG) управляет каждым светодиодом через резистор мощностью 2 Вт для ограничения тока светодиода.

Значения R4 для каждого устройства и измеренного тока показаны ниже. Значение резистора изменяется, потому что падение напряжения на светодиодах с более короткой длиной волны выше, чем на светодиодах с более длинной длиной волны. R4 - резистор мощностью 2 Вт. Во время работы он будет сильно нагреваться, поэтому убедитесь, что резисторы установлены отдельно от платы контроллера, а провода должны быть достаточно длинными, чтобы корпус резистора находился на расстоянии не менее 5 мм от платы.

Устройства Infineon дешево доступны на eBay, а также у таких поставщиков, как Mouser. Они рассчитаны на 30 В, 50 А, что является огромным запасом, но они дешевы и с ними легко работать, поскольку они являются устройствами DPAK и, следовательно, легко паяются вручную. Если вы хотите заменить устройства, обязательно выберите одно с соответствующими текущими запасами и порогом затвора, таким, чтобы при 2-2,5 В устройство было полностью включено, поскольку это соответствует логическим уровням (максимум 3,3 В), доступным от Pi GPIO. булавки. Емкость затвор / исток для этих устройств составляет 1700 пФ, и любая замена должна иметь примерно такую же емкость.

Демпферная цепь на полевом МОП-транзисторе (конденсатор 10 нФ и резистор 10 Ом 1/4 Вт) предназначена для управления временем нарастания и спада. Без этих компонентов и резистора затвора на 330 Ом на выходе наблюдались звонки и выбросы, которые могли привести к нежелательным электромагнитным помехам (EMI).

Таблица номиналов резисторов R4, резистор мощности 2Вт

385 нм 2,2 Ом 560 мА 415 нм 2,7 Ом 520 мА 440 нм 2,7 Ом 550 мА 460 нм 2,7 Ом 540 мА 500 нм 2,7 Ом 590 мА 525 нм 3,3 Ом 545 мА 560 нм 3,3 Ом 550 мА 590 нм 3,9 Ом 570 мА 610 нм 3,3 Ом Ом 630 мА 630 нм 660 нм 660 нм 630 мА 630 нм 660 нм 630 мА

Шаг 4: Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор

Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор
Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор
Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор
Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор
Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор
Необходимые детали: волоконная оптика и сумматор

Светодиоды подключены к оптическому сумматору через пластиковое волокно толщиной 3 мм. Его можно приобрести у ряда поставщиков, но более дешевые продукты могут иметь чрезмерное затухание на коротких волнах. Я купил волокно на eBay, которое было превосходным, но на Amazon было более дешевое волокно, которое имело значительное затухание на уровне около 420 нм и ниже. Волокно, которое я купил на eBay, было из этого источника. 10 метров должно хватить. Вам нужно всего 4 метра, чтобы соединить светодиоды, предполагающие длину 12 х 300 мм, но один из вариантов при создании этого устройства - также соединить отдельные длины волн с выходным волокном 3 мм, поэтому для этой опции удобно иметь дополнительные.

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

Выходное волокно представляет собой гибкое волокно диаметром 6 мм, заключенное в прочную пластиковую внешнюю оболочку. Это доступно здесь. В большинстве случаев, вероятно, будет достаточно длины в 1 метр.

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

Оптический сумматор представляет собой конический пластиковый световод, который изготовлен из куска квадратного стержня размером 15 x 15 мм, разрезанного примерно до 73 мм и зашлифованного так, чтобы выходной конец направляющей имел размер 6 мм x 6 мм.

Опять же, обратите внимание, что некоторые сорта акрила могут иметь чрезмерное затухание на коротких волнах. К сожалению, сложно определить, что именно вы получите, но удочка из этого источника сработала хорошо.

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

Однако стержень из этого источника имел чрезмерное затухание и был почти полностью непрозрачен для УФ-света с длиной волны 390 нм.

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

Шаг 5: Необходимые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере

Требуемые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере
Требуемые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере
Требуемые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере
Требуемые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере
Требуемые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере
Требуемые детали: детали, напечатанные на 3D-принтере

Некоторые детали напечатаны на 3D-принтере. Они есть

Адаптеры для светодиодного волокна

Монтажная пластина для волокна

Адаптер оптоволоконного выхода (дополнительный) (для отдельных выходов). Это просто перепечатанная монтажная пластина для оптоволокна.

Монтажная пластина оптического переходника

Все детали напечатаны из стандартного PLA, за исключением адаптеров волокна. Я рекомендую для них PETG, так как PLA слишком размягчается; светодиоды довольно сильно нагреваются.

Все STL для этих частей включены в прикрепленные файлы проекта. См. Шаг по настройке Raspberry Pi для zip-файла, который содержит все активы проекта.

Распечатайте оптоволоконные адаптеры для светодиодов со 100% заполнением. Остальные можно печатать с заполнением 20%.

Все детали были напечатаны с высотой слоя 0,15 мм с использованием стандартного сопла 0,4 мм со скоростью 60 мм / сек на Creality Ender 3, а также на Biqu Magician. Любой недорогой 3D-принтер должен справиться со своей задачей.

Все детали должны быть напечатаны вертикально с отверстиями вверх - это обеспечивает наилучшую точность. Вы можете пропустить опоры для них; из-за этого монтажная пластина основной муфты будет выглядеть немного рваной на задней кромке, но это просто косметический эффект; прикосновение к наждачной бумаге уберет его.

Важно: Распечатайте монтажную пластину для оптоволокна (и дополнительную ее вторую копию для отдельного выходного оптоволоконного адаптера) в масштабе 1,05, т. Е. С увеличением на 5%. Это обеспечивает достаточный зазор между отверстиями для волокна.

Шаг 6: Сборка основной платы контроллера

Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера
Сборка платы главного контроллера

Плата контроллера изготовлена из стандартного медного картона (иногда называемого веробордом). Я не включаю подробный макет, потому что дизайн платы, к которому я пришел, был немного неопрятным из-за необходимости добавлять компоненты, такие как демпферная сеть, которую я изначально не планировал. Верхняя часть платы, показанная выше, частично построена, имеет силовые резисторы и гнездо для Raspberry Pi. Я использовал заголовок под прямым углом для Pi, чтобы он располагался под прямым углом к основной плате, но если вы используете нормальный прямой заголовок, он будет просто сидеть параллельно плате. Таким образом, он займет немного больше места, поэтому планируйте его соответствующим образом.

Для подключения проводов к плате использовались веропины. Для вырезания гусениц пригодится небольшое спиральное сверло. Для гнезда Pi используйте острый нож, чтобы вырезать дорожки, так как у вас нет свободного отверстия между двумя наборами штифтов гнезда.

Обратите внимание на двойной ряд медной проволоки диаметром 1 мм. Это должно обеспечить путь с низким импедансом для тока почти 7 ампер, который светодиоды потребляют при полной мощности. Эти провода идут к клеммам истока силовых полевых МОП-транзисторов и оттуда к земле.

На этой плате есть только небольшой провод 5 В, обеспечивающий питание Pi. Это связано с тем, что основное питание 5 В поступает на аноды светодиодов, которые подключены через стандартный дисковый кабель IDE для ПК на второй плате в моем прототипе. Однако вам не нужно этого делать, и вы можете просто подключить их напрямую к разъему на первой плате. В этом случае вы будете проложить дублирующий набор медных проводов вдоль анодной стороны для обработки тока на стороне + 5В. В прототипе эти провода были на второй плате.

Шаг 7: силовые МОП-транзисторы

Силовые МОП-транзисторы
Силовые МОП-транзисторы

Полевые МОП-транзисторы были установлены на медной стороне платы. Это устройства DPAK, поэтому вкладку необходимо припаять непосредственно к плате. Для этого используйте на паяльнике жало подходящего размера и быстро слегка залудите язычок. Залудите медные дорожки, куда вы собираетесь прикрепить устройство. Поместите его на доску и снова нагрейте язычок. Припой расплавится, и устройство будет прикреплено. Постарайтесь сделать это достаточно быстро, чтобы не перегреть устройство; он выдержит несколько секунд высокой температуры, так что не паникуйте. После того, как вкладка (сток) припаяна, вы можете припаять выводы затвора и истока к плате. Не забудьте сначала обрезать дорожки для проводов затвора и истока, чтобы они не замыкались на дренажный язычок !. Вы не можете видеть на картинке, но разрезы находятся под выводами к корпусу устройства.

Внимательные читатели заметят только 11 полевых МОП-транзисторов. Это потому, что 12-й был добавлен позже, когда я получил светодиоды 560 нм. Он не помещается на доске из-за ширины, поэтому был размещен в другом месте.

Шаг 8: светодиоды и радиаторы

Светодиоды и радиаторы
Светодиоды и радиаторы

Вот фото светодиодов и радиаторов крупным планом. Проводка платы контроллера была от более ранней версии прототипа до того, как я переключился на использование кабеля IDE для подключения светодиодов к контроллеру.

Как упоминалось ранее, светодиоды крепятся с помощью квадратов из термоленты Akasa. Это имеет то преимущество, что если светодиод выходит из строя, его легко удалить, используя острый нож, чтобы разрезать ленту.

Пока радиатор достаточно большой, ничто не помешает вам установить все светодиоды на одном радиаторе. На показанных радиаторах при полной мощности температура радиатора достигает 50 градусов Цельсия, поэтому эти радиаторы, вероятно, немного меньше оптимального размера. Оглядываясь назад, вероятно, было бы неплохо разместить три длинноволновых светодиода на каждом радиаторе, а не ставить все шесть более коротковолновых излучателей на один, а более длинноволновые - на другой. Это связано с тем, что при заданном прямом токе коротковолновые излучатели рассеивают больше мощности из-за более высокого прямого падения напряжения и, следовательно, становятся более теплыми.

Конечно, можно было бы добавить вентиляторное охлаждение. Если вы планируете полностью закрыть светодиодную сборку, это будет разумно.

Шаг 9: Подключение светодиодов

Светодиодная проводка
Светодиодная проводка
Светодиодная проводка
Светодиодная проводка

Светодиоды подключаются к плате контроллера через стандартный 40-контактный кабель IDE. Используются не все кабельные пары, оставляя место для расширения.

На схемах выше показана проводка разъема IDE, а также проводка самого Raspberry Pi.

Светодиоды обозначаются своими цветами (UV = ультрафиолет, V = фиолетовый, RB = королевский синий, B = синий, C = голубой, G = зеленый, YG = желто-зеленый, Y = желтый, A = желтый, R = яркий. красный, DR = темно-красный, IR = инфракрасный), т. е. по возрастающей длине волны.

Примечание: не забудьте убедиться, что сторона подключения + 5V кабельной розетки имеет 2 провода толщиной 1 мм, идущие параллельно вниз по монтажной плате, чтобы обеспечить путь для сильного тока. Точно так же соединения источника с заземленными полевыми МОП-транзисторами должны иметь аналогичные провода, чтобы обеспечить путь к земле с высоким током.

Шаг 10: Тестирование платы контроллера

Тестирование платы контроллера
Тестирование платы контроллера

Не подключая Raspberry Pi к плате, вы можете проверить правильность работы светодиодных драйверов, подключив контакты GPIO через зажим к шине + 5V. Соответствующий светодиод должен загореться.

Никогда не подключайте контакты GPIO к + 5V, когда Pi подключен. Вы повредите устройство, оно работает от 3,3 В.

Убедившись, что драйверы питания и светодиоды работают правильно, вы можете перейти к следующему шагу - настройке Raspberry Pi.

Не смотрите прямо в конец оптических волокон, когда светодиоды работают на полную мощность. Они очень яркие.

Шаг 11: оптоволоконное соединение светодиодов

Волоконно-оптическое соединение светодиодов
Волоконно-оптическое соединение светодиодов
Волоконно-оптическое соединение светодиодов
Волоконно-оптическое соединение светодиодов

Каждый светодиод подключается через оптическое волокно диаметром 3 мм. Волоконный адаптер с 3D-печатью плотно прилегает к светодиоду и направляет волокно. Блок разгрузки от натяжения устанавливается примерно на 65 мм перед радиаторами светодиодов.

Это дает достаточно места, чтобы вставить пальцы и надеть оптоволоконные адаптеры на светодиоды, а затем вставить оптоволокно.

Просверлите отверстия диаметром 4 мм в блоке снятия натяжения в соответствии со светодиодами.

Длина каждого волокна составляет приблизительно 250 мм. Однако, поскольку каждое волокно проходит по разному пути, фактическая длина может быть разной. Самый простой способ добиться этого - отрезать волокна длиной 300 мм. Затем вы должны выпрямить волокно, иначе это будет невозможно. Это как стержень из плексигласа толщиной 3 мм, и он намного жестче, чем вы думаете.

Чтобы выпрямить волокно, я использовал латунный стержень диаметром 4 мм (приблизительно) длиной 300 мм. Внутреннего диаметра стержня достаточно, чтобы волокно плавно входило в стержень. Убедитесь, что оба конца стержня гладкие, чтобы вы не поцарапали волокно, вставляя и вынимая его из стержня.

Вставьте волокно в стержень так, чтобы оно было заподлицо с одного конца и немного выступало из другого, или полностью, если стержень длиннее волокна. Затем окуните стержень в глубокую кастрюлю, наполненную кипятком, примерно на 15 секунд. Снимите стержень и при необходимости переместите волокно так, чтобы другой конец был заподлицо с концом стержня, затем нагрейте этот конец таким же образом.

Теперь у вас должен получиться идеально прямой кусок волокна. Удалите, проталкивая другой кусок волокна до тех пор, пока вы не сможете захватить и удалить распрямленное волокно.

Когда вы выпрямите все двенадцать кусков волокна, отрежьте еще двенадцать кусков длиной примерно 70 мм. Они будут использоваться для направления волокон через соединительную пластину. Затем, когда строительство будет завершено, они будут использоваться для заполнения отдельного выходного оптоволоконного соединителя, поэтому они не будут потрачены впустую.

Таким же образом распрямите отрезанные части. Затем установите их на соединительную пластину. Как они должны выглядеть, вы можете увидеть на фото выше. Расположение в шахматном порядке позволяет минимизировать площадь, занимаемую волокнами (минимальная сферическая плотность упаковки). Это гарантирует, что объединитель волокон может работать с максимальной эффективностью.

Возьмите каждый кусок отрезанного волокна по всей длине и отшлифуйте один конец до плоской поверхности наждачной бумагой с зернистостью 800, а затем 1500. Затем отполируйте полиролью для металла или пластика - здесь пригодится небольшой вращающийся инструмент с полировальной подушечкой.

Теперь удалите ОДНО отрезанное волокно и вставьте волокно полной длины в соединительную пластину. Затем вставьте его обратно через приспособление для снятия натяжения так, чтобы полированный конец касался передней части линзы светодиода через соединитель оптоволоконного светодиода. Повторите для каждого волокна. Удерживая короткие отрезки волокна в отверстиях, вы убедитесь, что каждое длинное волокно легко попасть именно в нужное место.

ПРИМЕЧАНИЕ. Не нажимайте слишком сильно на фиолетовые и ультрафиолетовые светодиоды. Они заключены в мягкий полимерный материал, в отличие от других светодиодов, которые залиты эпоксидной смолой. Линзу легко деформировать и привести к разрыву соединительных проводов. Поверьте, я усвоил это на собственном горьком опыте. Так что будьте осторожны при подключении волокон к этим двум светодиодам.

Не имеет большого значения, в каком порядке вы прокладываете волокна через соединитель, но постарайтесь уложить волокна так, чтобы они не пересекались друг с другом. В моем дизайне шесть нижних светодиодов были направлены к трем нижним отверстиям для трех левых светодиодов, а затем к следующим трем отверстиям для трех правых светодиодов и так далее.

Когда все волокна будут пропущены через соединитель, разместите его на основной плате и просверлите два монтажных отверстия, затем прикрутите.

Затем, используя пару очень острых диагональных ножей, отрежьте каждый кусок волокна как можно ближе к поверхности соединителя. Затем вытащите каждую деталь, отшлифуйте и отполируйте обрезанный конец и замените его, прежде чем переходить к следующему волокну.

Не беспокойтесь, если все волокна не находятся на одном уровне с лицевой стороной муфты. Лучше ошибиться в том, чтобы они были слегка утоплены, а не выступали, но разница в миллиметр или два на самом деле не имеет значения.

Шаг 12: настройка Raspberry Pi

Настройка Raspberry Pi
Настройка Raspberry Pi
Настройка Raspberry Pi
Настройка Raspberry Pi

Процесс настройки Raspberry Pi задокументирован в прилагаемом rtf-документе, который является частью прикрепленного zip-файла. Вам не нужно никакого дополнительного оборудования для настройки Pi, кроме запасного USB-порта на ПК для его подключения, подходящего USB-кабеля и устройства чтения SD-карт для создания образа карты MicroSD. Также вам понадобится карта MicroSD; 8G более чем достаточно.

Когда вы настроили Pi и подключили его к основной плате контроллера, он должен стать точкой доступа Wi-Fi. Когда вы подключаете свой компьютер к этой точке доступа и переходите по адресу https://raspberrypi.local или https://172.24.1.1, вы должны увидеть указанную выше страницу. Просто сдвиньте ползунки, чтобы настроить интенсивность и длину волны света, которую вы хотите видеть.

Обратите внимание, что минимальная интенсивность - 2; это особенность библиотеки Pi PWM.

На втором рисунке показан блок, имитирующий спектр лампы CFL, с излучением примерно 420, 490 и 590 нм (фиолетовый, бирюзовый и янтарный), что соответствует типичным трем лампам с люминофорным покрытием.

Шаг 13: Комбайнер волокон

Комбайнер волокон
Комбайнер волокон
Комбайнер волокон
Комбайнер волокон
Комбайнер волокон
Комбайнер волокон
Комбайнер волокон
Комбайнер волокон

Сумматор волоконных пучков изготовлен из квадратного акрилового стержня размером 15 x 15 мм. Обратите внимание, что некоторые акриловые пластмассы имеют чрезмерное поглощение в спектре от 420 нм и ниже; чтобы проверить это перед началом, просветите УФ-светодиод через стержень и убедитесь, что он не слишком ослабляет луч (используйте кусок белой бумаги, чтобы вы могли видеть синее свечение от оптических отбеливателей на бумаге).

Вы можете распечатать приспособление для 3D-печати для шлифования стержня или построить его самостоятельно из подходящего пластикового листа. Отрежьте стержень примерно до 73 мм, отшлифуйте и отполируйте оба конца. Затем прикрепите кондуктор к двум противоположным сторонам удилища с помощью двустороннего скотча. Отшлифуйте наждачной бумагой с зернистостью 40 до тех пор, пока вы не окажетесь в пределах 0,5 мм или около того от линий зажима, затем постепенно увеличивайте до 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 и, наконец, бумаги с зернистостью 7000, чтобы получить коническую полированную поверхность. Затем снимите приспособление и переместите его, чтобы отшлифовать две другие стороны. Теперь у вас должна получиться коническая пирамида, подходящая для установки в пластине объединителя волокон. Узкий конец имеет размер 6 мм x 6 мм, чтобы соответствовать выходу волокна.

Примечание: в моем случае я не совсем шлифовал до 6 мм x 6 мм, поэтому сумматор немного выступает из монтажной пластины. Это не имеет значения, так как 6-миллиметровое волокно запрессовано и будет стыковаться с узким концом комбайнера, если протолкнуть его достаточно глубоко.

Снимите примерно 1 дюйм внешней оболочки с 6-миллиметрового волокна, стараясь не повредить само волокно. Затем, если внешняя оболочка волокна недостаточно плотно прилегает к соединительной пластине, просто оберните ее лентой. После этого он должен быть втолкнут и плотно прилегает к пирамиде объединителя. Установите всю сборку на опорную плиту в соответствии с выводами оптоволокна.

Обратите внимание, что при объединении вы теряете немного света. Вы можете увидеть причину из оптических следов выше, потому что концентрация света вниз также приводит к увеличению угла луча, и мы теряем часть света в этом процессе. Для максимальной интенсивности на одной длине волны используйте дополнительную оптоволоконную соединительную пластину, чтобы отсоединить светодиод или светодиоды непосредственно от 3-миллиметрового волокна.

Шаг 14: отдельная соединительная пластина оптоволоконного выхода

Это всего лишь второй отпечаток основной направляющей волокна. Опять же, не забудьте печатать в масштабе 105%, чтобы обеспечить зазор для волокон через отверстия. Вы просто прикручиваете эту пластину к основной направляющей волокна, откручивая узел сумматора и заменяя его этой пластиной. Не забудьте подогнать его правильно, отверстия совпадают только в одном направлении !.

Теперь поместите эти 12 отрезков волокна в отверстия в тарелке. Чтобы снять одну или несколько длин волн, просто удалите один кусок волокна и поместите более длинный отрезок в отверстие. При желании вы можете снимать все 12 длин волн одновременно.

Шаг 15: Больше мощности !. Больше длин волн

При желании Pi может управлять большим количеством каналов. Однако наличие светодиодов с другими длинами волн, вероятно, будет проблемой. Вы можете дешево приобрести УФ-светодиоды с длиной волны 365 нм, но гибкий волоконный 6-миллиметровый кабель начинает сильно поглощать даже при 390 нм. Однако я обнаружил, что отдельные волокна будут работать с этой длиной волны, поэтому, если вы хотите, вы можете добавить или заменить светодиод, чтобы получить более короткую длину волны УФ.

Другая возможность - увеличить яркость за счет удвоения светодиодов. Вы можете, например, спроектировать и напечатать оптоволоконный соединитель 5 X 5 (или 4 X 6) и иметь 2 светодиода на канал. Обратите внимание, что вам понадобится гораздо больший блок питания, так как вы будете потреблять около 20 ампер. Каждому светодиоду нужен свой понижающий резистор; не подключайте светодиоды напрямую. У полевых МОП-транзисторов более чем достаточно емкости для управления двумя или даже несколькими светодиодами на канал.

Вы не можете использовать светодиоды более высокой мощности, потому что они не излучают свет с небольшой площади, как светодиоды мощностью 3 Вт, и поэтому вы не можете эффективно соединить их по оптоволокну. Посмотрите «сохранение продолжительности жизни», чтобы понять, почему это так.

Потери света через сумматор довольно высоки. К сожалению, это следствие законов физики. Уменьшая радиус луча, мы также увеличиваем его угол расходимости, и поэтому часть света ускользает, потому что световод и волокно имеют угол приема только около 45 градусов. Обратите внимание, что выходная мощность отдельных волоконных выходов значительно выше, чем у комбинированного ответвителя по длинам волн.

Рекомендуемые: