Mô hình chính xác của một ngôi sao biến thiên Cepheid: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Không gian là lớn. Rất lớn. Về mặt thiên văn học, người ta thậm chí có thể nói. Điều đó không liên quan đến dự án này, tôi chỉ muốn sử dụng cách chơi chữ.

Không có gì ngạc nhiên khi có rất nhiều ngôi sao trên bầu trời đêm. Tuy nhiên, có thể làm ngạc nhiên một số người mới bước vào lĩnh vực Vật lý thiên văn hoặc Thiên văn học khi biết rằng có rất nhiều loại sao khác nhau. Một loại cụ thể được gọi là Cepheid Variable Star và chúng rất đẹp, thú vị và hữu ích, tất cả trong một. Thoạt nhìn Cepheid trông giống như bất kỳ ngôi sao nào khác, nhưng nếu bạn quan sát Cepheid trong một vài đêm liên tiếp, bạn sẽ nhận thấy rằng nó dường như xung động, độ sáng của nó thay đổi thành mờ hơn sau đó sáng hơn trong vài ngày. Quan sát đủ lâu và bạn sẽ nhận thấy rằng những 'thời kỳ xung động' này không thay đổi. Đây là điều làm cho Cepheids trở nên độc đáo và hữu ích - hóa ra chu kỳ xung của chúng liên quan trực tiếp đến kích thước của chúng, vì vậy nếu chúng ta đếm thời gian để ngôi sao đi từ sáng đến mờ và quay lại, chúng ta có thể biết nó lớn như thế nào. Sau đó, chúng tôi có thể sử dụng điều này để tìm hiểu thêm thông tin về ngôi sao như cách nó bao xa, độ sáng thực tế của nó (Độ sáng), v.v. Đó là tất cả những gì bạn cần biết để hiểu điều gì đang xảy ra với dự án này, nhưng nếu bạn quan tâm để nghiêng nhiều hơn, hãy xem trang Wikipedia này trên Cepheids.

Ngoài ra, chỉ để cho vui, bạn có thể tìm ra Cepheid mà tôi đang làm người mẫu trong dự án này không? (Manh mối có trong hình trên và câu trả lời ở phần cuối cùng)

Quân nhu

- Giấy (18x54cm hoặc 7.1x21.3 )

- Arduino UNO và cáp của nó

- Đèn LED trắng x3

- Điện trở 220 Ω x3

- Màn hình LCD 2x16 phân đoạn

- Một chiết áp 10 kΩ

- Một bảng mạch không hàn

- Dây M-M Breadboard x12

- Dây M-F Breadboard x18

- Pin 9v và đầu nối nguồn

- Một số bìa cứng

- Chai nhựa 500ml

- Sơn đen & Sharpie

- Băng keo

- Keo siêu dính & keo nóng (Ở đây cũng cần có súng bắn keo)

- Cây kéo

Bước 1: Ngôi sao

Vấn đề đầu tiên cần giải quyết là bản thân ngôi sao: Làm thế nào để chúng ta tạo ra một vật thể hình cầu gần như vừa đẹp mắt về mặt thẩm mỹ vừa cho phép ánh sáng xuyên qua? Tôi quyết định origami sẽ thực hiện công việc này và vì vậy tôi đã tìm kiếm trên mạng những quả cầu origami. Tôi đã tìm thấy khá nhiều nhưng chúng cực kỳ khó hoặc được quảng cáo sai sự thật (nghiêm túc mà nói, số lượng 'quả cầu' hình khối mà tôi tìm thấy trên Google thật đáng lo ngại). Tuy nhiên, sau một thời gian, tôi đã tìm thấy một cái mà tôi thích, và nó tương đối đơn giản để rút ra sau một vài lần luyện tập. Hướng dẫn như sau, có mẫu để gấp ở các hình trên.

1. Gấp giấy của bạn thành 24 dải bằng nhau. Tôi khuyên bạn nên chia nó thành 3 sau đó gấp mỗi phần lại một nửa. Tiếp tục chia đôi cho đến khi có tổng cộng 24 phần hình chữ nhật. Các nếp gấp sẽ tạo thành các rãnh nhỏ trên tờ giấy. (Xem các đường màu đỏ trong hình 2).

2. Lật tờ giấy lại và đánh dấu ở góc trên cùng bên phải của tờ giấy. Sau đó đếm 4 nếp gấp và tạo một dấu khác ở dưới cùng của nếp gấp thứ tư. Tạo một nếp gấp chéo giữa hai dấu này. Sau đó, di chuyển dấu hai nếp gấp thẳng lên trên và tạo một nếp gấp chéo khác ở đó. Tiếp tục điều này cho đến khi bạn đã đi đến cuối tờ giấy. (Xem các đường màu xanh lá cây trong hình ảnh thứ hai).

3. Sau khi đến cuối tờ giấy, thực hiện các nếp gấp tương tự nhưng nghiêng theo hướng ngược lại. (tức là bắt đầu ở góc trên cùng bên trái và lặp lại các nếp gấp chéo từ bước 2 theo hướng ngược lại). Xem các đường màu xanh lam trong hình ảnh thứ hai ở trên.

4. Tìm tâm của cạnh bên phải và đánh dấu nó. Sau đó thực hiện một nếp gấp chéo xuống dưới cùng của nếp gấp thẳng hai nếp gấp trên. Sau đó thực hiện một nếp gấp khác từ đỉnh của nếp gấp thẳng này đến giữa mép. Lặp lại thao tác này cho mép trái, một lần nữa đến phần trên và dưới của nếp gấp thẳng hai nếp gấp. (Xem các đường màu nâu trong hình ảnh thứ hai để được hướng dẫn).

5. Cuối cùng bạn sẽ cần gấp giấy để làm hình cầu. Tôi khuyên bạn nên xem lại mọi nếp gấp mà bạn đã thực hiện để đảm bảo tất cả chúng đều được xác định rõ ràng. Nhìn vào hình cuối cùng để được hướng dẫn, gấp giấy sao cho các mặt của hình tam giác có nhãn là A tiếp xúc với mặt của hình tam giác B. Sau tập hợp các nếp gấp đầu tiên, cạnh ngắn sẽ cong thành hình bán nguyệt và khi bạn đã gấp mọi thứ, kết quả sẽ mở ra là hình cây cầu trong hình 4.

6. Để đi từ cây cầu đến hình cầu, hãy nối các đầu của cây cầu. Tôi đã làm điều này bằng cách đặt các mặt của những viên kim cương đầu tiên từ mỗi đầu lên nhau và dán chúng lại với nhau. Giữ hai mặt lại với nhau và nhỏ một vài giọt keo siêu dính vào giữa chúng để giữ chúng cố định. Cuối cùng, đảm bảo tất cả các điểm trên đỉnh của ngôi sao bằng cách nhỏ một giọt chất siêu bóng lên đỉnh của ngôi sao. Tôi muốn giới thiệu loại giấy siêu bền cho điều này vì bạn sẽ không phải giữ giấy lại với nhau trong nhiều thời gian trong khi keo từ từ khô và bạn bắt đầu đặt câu hỏi về lựa chọn cuộc sống của mình. Điểm dưới cùng là nơi các dây dẫn đi vào, vì vậy hãy để nó mở.

Tôi thấy việc tạo ra ngôi sao là phần phức tạp nhất của dự án này, tuy nhiên nó không tệ lắm khi tôi đã hiểu cách gấp các tờ giấy lại với nhau. Cá nhân tôi đánh giá quả bóng này có độ khó là 3 tờ giấy. Hãy vui vẻ và cố gắng không hét lên vì thất vọng.

Bước 2: Cơ sở

Để tạo cơ sở cho mình, tôi bắt đầu với chiếc nôi nhỏ mà tôi tìm thấy bên trong hộp trứng Phục sinh mà tôi đã nhận được vài tuần trở lại đây. Tôi chỉ đơn giản là lật từ trong ra ngoài, cắt bớt kích thước sao cho cao 7cm (2,8 ") và sau đó sơn màu đen. ra khỏi bìa cứng (Xem hình 2). Khi bạn đã tạo xong, hãy khoét một lỗ tròn ở đầu mỏng của mặt trên với đường kính 4cm (1,6 "), tâm điểm cách mặt trên khoảng 3,5cm (1,4") cạnh (Hình 4). Tiếp theo khoét một lỗ hình chữ nhật 7x2,5cm (2,8x0,1 ") có tâm cách mép dưới 0,5cm (0,2"). Đèn sẽ đi qua lỗ tròn và màn hình LCD trong hình chữ nhật..

Tiếp theo, chúng ta cần một cái gì đó để giữ ngôi sao ở đúng vị trí. Tôi đã chọn không đặt nó trực tiếp vào lỗ vì hình dạng của ngôi sao không bao phủ hoàn toàn lỗ nên chúng tôi sẽ có thể nhìn thấy mạch điện bên trong đế, đó là một chút tay nghề kém nếu bạn hỏi tôi. Để làm được điều này, bạn sẽ cần mái vòm từ đỉnh của một chai nước 500ml (Cắt khoảng 4 cm từ đỉnh, Hình 6) và sơn nó màu đen (Hình 8). Tôi để lại một cửa sổ nhỏ trong nhà để tôi vẫn có thể nhìn thấy phần đáy của ngôi sao. Tôi nghĩ nó sẽ đẹp hơn nếu đáy biến mất vào vực thẳm. Tôi thấy rằng sơn đen không bám vào chai quá tốt nên tôi đã phủ một lớp sơn lót (Hình 7) trước khi thêm màu. Thật không may, tôi đã sử dụng kem lót gốc dầu và kết quả là khá mịn màng như trước. Không sử dụng kem lót gốc dầu.

Sau khi sơn, tôi làm một ống giấy nhỏ và tô màu đen. Sau đó nó được dán vào cổ chai như trong hình 9 bằng keo nóng. Mục đích của việc này là để ngụy trang các dây khi chúng đi qua lỗ và đi vào ngôi sao, vì vậy ống chỉ cần đủ cao để giấu tất cả hệ thống dây điện lộ ra, nhưng không đủ cao để dịch chuyển ngôi sao khi chúng ta đặt nó bên trong đầu chai (đối với chiều cao mà tôi cắt chai của tôi là 3,5cm / 1,4 ). Bạn không cần ống nếu bạn không để cửa sổ trong chai của mình.

Bước cuối cùng là cố định giá đỡ vào lỗ của nó trên đế. Bôi keo nóng vào mặt dưới của hộp để tránh nhìn thấy sự lộn xộn khó coi (Hình 10).

Khi bạn đã hoàn thành việc lắp ráp phần đế, hãy sử dụng một cái mài cho bất kỳ điểm nào mà sơn không chạm tới. Tuy nhiên, đừng lạm dụng mài vát, nó mang lại vẻ ngoài sáng bóng hơn sơn và điều này sẽ hiển thị với số lượng lớn. Tuy nhiên, một vài dấu chấm ở đây và ở đó là tốt.

Bước 3: Mã

Đính kèm bên dưới, bạn sẽ tìm thấy mã cho thiết bị điện tử. Chỉ cần tải xuống và cài đặt nó trên Arduino của bạn. Nếu bạn chưa có Arduino IDE, bạn có thể tải xuống phiên bản chính thức tại đây. Chỉ cần chọn phiên bản phù hợp nhất với thiết bị và hệ điều hành của bạn (Tôi sử dụng phiên bản 1.8.12 cho Windows 7 trở lên).

Trước khi tải chương trình lên bảng của bạn, bạn cũng cần có thư viện LiquidCrystal. Nếu bạn chưa có thư viện này, tôi đã đính kèm một liên kết đến thư viện tôi đã sử dụng bên dưới. Chỉ cần tải xuống tệp.zip và đặt nó trong cùng thư mục với bản phác thảo arduino. Không cần phải giải nén nó. Nếu chương trình không chạy thì đây là hướng dẫn chính thức của arduino để cài đặt và chạy các thư viện.

Thư viện LCD. (Tôi không tạo thư viện này, nhưng nó hoạt động tốt với dự án. Chỉ cần truy cập liên kết và tải xuống phiên bản 1.0.7 từ phần Tải xuống. Toàn bộ Tín dụng thuộc về tác giả của Thư viện, không phải tôi).

Bước 4: Mạch

Hình ảnh đầu tiên là Sơ đồ mạch của dự án. Một điều bạn cần lưu ý là các đèn LED được gắn vào các đầu dây để kết nối chúng với breadboard khi ở bên trong ngôi sao. Bạn nên sử dụng dây M-F cho điều này và cả cho màn hình LCD. Tuy nhiên, như bạn có thể thấy trong hình ảnh thứ hai, tôi không có đủ dây M-F cho tất cả các kết nối, vì vậy tôi đã ứng biến với băng dính điện và blu-tack. Tôi đã sử dụng băng dính điện để giữ dây vào chân đèn LED (Hình 3) và tôi sử dụng blu-tack để giữ dây vào chân màn hình LCD khi chúng liên tục rơi ra, có thể là do chân quá nhỏ để băng dính tốt. đủ để hỗ trợ trọng lượng của các dây. Bạn nên sử dụng dây M-F, nó ít căng thẳng hơn rất nhiều. Ngoài ra, mã màu của dây dẫn, nó dẫn đến ít nhầm lẫn hơn rất nhiều.

Như có thể thấy trong hình ảnh thứ hai, tôi đã sử dụng pin 9v để cấp nguồn cho bo mạch vì sẽ rất phức tạp khi cấp nguồn cho nó qua cáp máy tính.

Chiết áp được đặt ở mức khoảng một nửa so với mức tối đa (~ 5 kΩ), mang lại mức độ tương phản tốt cho màn hình.

Bước 5: Hội đồng cuối cùng