Построить радужный аппарат: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Аппарат Радуга (он же Астральный Хромаскоп) - это оптическое устройство, которое позволяет вам видеть красочную энергию обычных вещей! В этом руководстве я покажу вам, как создать свой собственный, чтобы исследовать разноцветные вибрации всего, что вас окружает!

Шаг 1: Сбор необходимых материалов

Для этой сборки требуется 3D-принтер и некоторые базовые навыки пайки и сборки. Тебе понадобится:

• 3D-принтер.
• Прозрачная упаковочная лента (или ламинатор).
• Белая бумага.
• Ножницы.
• Сетевой адаптер постоянного тока, переработанный из какой-то выброшенной электроники.
• Регулируемый миниатюрный понижающий преобразователь постоянного тока.
• 20-миллиметровые мощные светодиодные звезды красного, зеленого и синего цветов.
• Мультиметр (дополнительно: настольный источник питания переменного напряжения).
• Паяльник и канифольный стержень для припоя.
• Немного скрапа, кусачки и инструмент для зачистки проводов.
• Электроизоляционная лента.
• Какой-то клей для пластика. Что-нибудь полупостоянное, например E6000, - хороший выбор.
• Необязательно: зеленый фетр для закрытия нижней части основы.

Источник питания:

Блок питания - это обычный блок питания, который поставляется с большинством электроники. В идеале у вас есть кое-что из выброшенной электроники, которую вы можете использовать. Большинство бородавок выдают 4,5 В, 5 В, 9 В, 12 В или иногда даже 24 В. Другой важный рейтинг - это постоянный ток (общий) или переменный (реже) на выходе.

Для этого проекта вам понадобится адаптер минимум на 9 В или 12 В. Он должен выдавать минимум 9 Вт. Мощность - это просто произведение выходного напряжения и выходного тока, указанного на этикетке. Например, если на этикетке указано, что выходное напряжение составляет 9 В при 1 А, это означает, что он выдает ровно 9 Вт. Если бы адаптер имел выход 12 В с током 0,85 А (850 мА), это означало бы, что выходная мощность будет 10,2 Вт и также будет подходящей.

В целях собственной безопасности не используйте блок питания более 12 В или 2 А

Получение запчастей на eBay:

Большинство электронных компонентов можно приобрести на eBay по очень низкой цене. Для светодиодов ищите «20 мм светодиодная звезда». Вы, вероятно, найдете много вариантов цвета и мощности. Возьмите один (или несколько) каждого основного цвета, красного, зеленого и синего, и выберите вариант мощностью 3 Вт. Убедитесь, что размер составляет 20 мм, чтобы он подходил к основанию, напечатанному на 3D-принтере.

Другой важной частью этой сборки является регулируемый понижающий понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный. Это небольшие печатные платы, которые преобразуют более высокое напряжение постоянного тока в более низкое напряжение. Вам понадобится тот, у которого есть регулируемое напряжение на выходе. Те, которые я использую, действительно маленькие (17,5 мм на 11,14 мм), а в основе для 3D-печати есть вырез для этого конкретного размера.

Я видел их на eBay с заголовком «5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip», но точно такие же вещи продаются многими продавцами. Убедитесь, что изображение совпадает и что на каждом конце платы есть две контактные площадки. Смотрите на картинке правильный тип и неправильный тип.

Шаг 2: 3D-печать деталей

Вам нужно будет распечатать следующие части из их файлов STL:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (печать в режиме "спирали")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Для опытных пользователей, которые хотят настроить дизайн, я также включил исходный файл OpenSCAD.

Шаг 3. Распечатайте шаблон экрана проектора и наклейку

• Загрузите прикрепленный шаблон ".svg" в Inkscape и распечатайте.

• Либо используйте машину для ламинирования, чтобы ламинировать страницу, либо:

  • Закройте белый круг и наклейку параллельными полосами прозрачной упаковочной ленты.
  • Повторите с обратной стороны.
• Вырежьте круг.
• Вырежьте наклейку.

Шаг 4: соберите проекционный экран

• Вставьте экран в кольцевую часть, чтобы обеспечить правильную посадку.
• Нанесите немного клея по краям, чтобы закрепить его.
• Вставьте стопорное кольцо для дополнительной поддержки.

Шаг 5. Изучите электронику: что такое понижающий преобразователь?

Понижающий преобразователь - это устройство, которое преобразует одно постоянное напряжение в другое постоянное напряжение, вроде трансформатора, но для постоянного, а не переменного тока.

При освещении небольших светодиодов обычно используют резистор для ограничения тока, но для светодиодов большей мощности это было бы очень неэффективно, так как большая часть энергии преобразуется в тепло!

Чтобы избежать этого, мы можем использовать настраиваемый светодиодный драйвер постоянного тока или общий понижающий преобразователь, который выводит регулируемое напряжение. Понижающий преобразователь не ограничивает ток, но ток, проходящий через светодиоды, пропорционален напряжению. Поэтому, если мы начнем с низкого напряжения, мы можем медленно повышать его, пока через светодиоды не потечет желаемый ток. Это не plug-and-play, как драйвер светодиодов, но он также хорошо справляется со своей работой при правильной настройке.

Для следующих шагов мы начнем с выходного напряжения 7 В на понижающем преобразователе, а затем очень постепенно увеличим его. Этот шаг чрезвычайно важен, потому что, если мы превысим рабочее напряжение, ток резко возрастет, и что-то выпустит волшебный дым!

Шаг 6: Первоначальная сборка и настройка напряжения

Отрежьте разъем постоянного тока на конце шнура стенной бородавки и разделите два провода.

Снимите примерно 5 мм с концов и убедитесь, что концы не соприкасаются. Теперь, когда стенная бородавка подключена, используйте мультиметр для измерения напряжения на концах провода. Отметьте, какой конец положительный, на будущее.

Теперь отключите бородавку и припаяйте концы проводов к контактам «in +» и «in-» на преобразователе постоянного тока. Убедитесь, что вы соблюдаете правильную полярность и припаиваете к входной стороне платы (проверьте обратную сторону платы на наличие маркировки).

Прежде чем продолжить, измерьте напряжение на выходных площадках. Поворачивайте маленький настроечный винт до тех пор, пока напряжение не станет равным 7 В, и отметьте, в каком направлении вам нужно повернуть ручку настройки, чтобы увеличить или уменьшить напряжение. Обратите внимание, насколько чувствительна регулировка. Для следующего шага вам нужно будет иметь возможность регулировать напряжение с небольшими приращениями.

Это важно: прежде чем переходить к следующему шагу, установите выходное напряжение не выше 7В! Также убедитесь, что вы используете красный, зеленый и синий светодиоды! Пусковое напряжение выбирается исходя из суммы номинальных напряжений этих конкретных светодиодов, которые составляют 1,8, 2,0 и 3,3 В соответственно.

Шаг 7: Подключение светодиодов и точная настройка тока

1. Установите светодиоды в пазы в основании и отрежьте кусок провода, который вам понадобится, чтобы соединить их последовательно. Вам нужно будет перейти от плюса одного светодиода к минусу другого.
2. Припаиваем светодиоды последовательно. Набор настольных помощников очень поможет в этой задаче!
3. В начале и в конце светодиодной цепочки припаяйте два более длинных провода, желательно двух разных цветов, чтобы вы могли отслеживать, какой из них положительный, а какой отрицательный. Этот провод должен быть достаточно длинным, чтобы пройти через отверстия, обернуть вокруг канала на задней панели и в выемку для понижающего преобразователя.
4. Приклейте светодиоды к прорезям на основании и протяните более длинные провода по одному из вертикальных стержней.
5. Переверните основание. Припаяйте провод «-» к клемме «out-» преобразователя постоянного тока. Обратите внимание на полярность - если вы поменяете ее местами, светодиоды не загорятся!
6. На этом этапе провод «+» все еще отсоединен от контактной площадки «out +». Установите мультиметр на усилитель постоянного тока и подключите настенную бородавку. Подключите мультиметр последовательно к свободному проводу и контактной площадке и убедитесь, что сила тока составляет около 400 мА.
7. Если вам нужно отрегулировать ток, сделайте это, слегка повернув регулировочный винт и проверив силу тока.

Примечание: если у вас есть настольный источник питания со встроенным измерителем тока, было бы проще использовать его для отдельной настройки напряжения и яркости светодиодной цепи. Как только вы найдете правильное рабочее напряжение, вы сможете отрегулировать его. напряжение на регуляторе постоянного тока в постоянный, чтобы соответствовать идеальному рабочему напряжению до подключения светодиодов.

Шаг 8: Завершение подключения и тестирования

• Отключите стенную бородавку и припаяйте провод «+» к контактной площадке «out +», чтобы замкнуть цепь.
• Закрепите преобразователь постоянного тока в постоянный в углублении, используя немного клея, и оберните весь лишний провод в канале.
• Подключите сетевой адаптер и убедитесь, что он работает.

Теперь подключите стенную бородавку для окончательного тестирования. Светодиоды, вероятно, будут довольно яркими, и на них будет неудобно смотреть, поэтому не делайте этого (вместо этого выключите свет в своей комнате и посмотрите на красивые цвета, которые проецируются на ваши стены!).

Прежде чем приступить к сборке, дайте ему поработать пару минут и регулярно проверяйте, чтобы убедиться, что он не слишком горячий на ощупь. Если это так, уменьшите напряжение на преобразователе постоянного тока - делайте это медленно и будьте очень осторожны, чтобы не повернуть его неправильно! Вы можете дать светодиодам прогреться, но не настолько, чтобы расплавить пластик, издать странный запах или сжечь дом!

В качестве дополнительной меры предосторожности не запускайте это устройство без присмотра

Шаг 9: Завершение базы

Закройте преобразователь постоянного тока и канал изолентой. Затем вырежьте кусок зеленого фетра и накройте им нижнюю часть устройства. Используйте немного клея или спрея, чтобы приклеить войлок к нижней части.

Шаг 10: Завершение сборки

Продолжите сборку, вклеив три стойки в их пазы в основании. Затем установите проекционный экран на верхнюю часть столбов.

Теперь наденьте наглазник (я так его называю, потому что он не позволяет свету ослеплять пользователя). Наглазник и поворотное колесо похожи по внешнему виду, но меньшего размера - наглазник. Он имеет перегородки внутри, чтобы свет от светодиодов не смешивался.

Поместите наглазник на основание и выровняйте его, пока все цвета не сольются в белый цвет, который покроет весь экран. Нанесите полоску клея по краю и закрепите. Используйте двусторонний скотч, чтобы прикрепить наклейку к основанию.

Шаг 11: Отлично проведите время

Теперь наденьте поворотное колесо на защитное стекло. Этот последний кусок не следует приклеивать. Вы можете повернуть его, чтобы частично скрыть свет и создать крутые цветные узоры! Наклейте различные объекты, например обрывки 3D-печати, за экран, чтобы отбрасывать потрясающие радужные тени!

Первый приз конкурса Make it Glow 2018