Xây dựng thiết bị cầu vồng: 11 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Thiết bị Cầu vồng (còn gọi là Kính sắc ký thiên văn) là một thiết bị quang học cho phép bạn nhìn thấy năng lượng đầy màu sắc từ những thứ bình thường! Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng hình ảnh của riêng bạn để khám phá cảm xúc về màu sắc kỹ thuật của những thứ xung quanh bạn!

Bước 1: Thu thập các vật liệu cần thiết

Bản dựng này yêu cầu máy in 3D và một số kỹ năng hàn và lắp ráp cơ bản. Bạn sẽ cần:

• Một máy in 3D.
• Băng đóng gói rõ ràng (hoặc máy cán màng).
• Giấy trắng.
• Cây kéo.
• Bộ chuyển đổi gắn tường DC được tái chế từ một số thiết bị điện tử bị loại bỏ.
• Bộ chuyển đổi bước xuống DC-to-DC mini có thể điều chỉnh.
• Các ngôi sao LED công suất cao 20mm, có các màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam.
• Một đồng hồ vạn năng (tùy chọn: nguồn điện đặt trên đầu có điện áp thay đổi).
• Một mỏ hàn và lõi nhựa thông.
• Một số dây thép vụn, một số máy cắt dây và một dụng cụ tuốt dây.
• Băng điện.
• Một số loại keo cho nhựa. Một cái gì đó bán vĩnh viễn như E6000 là một lựa chọn tốt.
• Tùy chọn: Nỉ xanh để phủ lên mặt đáy của đế.

Tìm nguồn cung cấp điện:

Bộ nguồn là loại "ổ cắm trên tường" thông thường đi kèm với hầu hết các thiết bị điện tử. Lý tưởng nhất là bạn có một số nằm xung quanh từ các thiết bị điện tử bị loại bỏ mà bạn có thể sử dụng. Hầu hết các mụn cóc trên tường sẽ đưa ra 4.5V, 5V, 9V, 12V hoặc đôi khi thậm chí là 24V. Đánh giá quan trọng khác là liệu nó là DC (phổ biến) hay AC (ít phổ biến hơn) trên đầu ra.

Đối với dự án này, bạn sẽ cần bộ chuyển đổi tối thiểu 9V hoặc 12V. Nó cần đưa ra tối thiểu khoảng 9 watt. Công suất chỉ đơn giản là tích của điện áp đầu ra và dòng điện đầu ra được ghi trên nhãn. Ví dụ: nếu nhãn cho biết điện áp đầu ra là 9V ở 1A, điều đó có nghĩa là nó tạo ra chính xác 9 watt. Nếu bộ chuyển đổi có đầu ra 12V với dòng điện 0,85A (850mA), điều đó có nghĩa là đầu ra sẽ là 10,2 watt và cũng sẽ phù hợp.

Vì sự an toàn của chính bạn, không sử dụng nguồn điện lớn hơn 12V hoặc 2 ampe

Tìm nguồn cung ứng các bộ phận từ eBay:

Hầu hết các bộ phận điện tử có thể được lấy từ eBay rất rẻ. Đối với đèn LED, hãy tìm kiếm "Ngôi sao LED 20mm". Bạn có thể sẽ tìm thấy nhiều lựa chọn về màu sắc và công suất. Nhận một (hoặc một số) mỗi màu chính, đỏ, xanh lá cây và xanh lam và chọn loại 3 watt. Đảm bảo kích thước là 20mm để nó sẽ vừa vặn trên đế in 3D.

Phần quan trọng khác của bản dựng này là một bộ chuyển đổi buck từng bước DC-DC mini có thể điều chỉnh được. Đây là những bảng mạch nhỏ chuyển đổi điện áp một chiều cao hơn thành điện áp thấp hơn. Bạn sẽ cần một cái có điện áp điều chỉnh được trên đầu ra. Những cái tôi sử dụng thực sự nhỏ (17,5 mm x 11,14 mm) và đế in 3D có đường cắt cho kích thước cụ thể đó.

Tôi đã nhìn thấy chúng trên eBay với tiêu đề "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Module Converter MP2307 Chip", nhưng điều chính xác giống nhau được bán bởi nhiều người bán. Đảm bảo hình ảnh khớp và có hai miếng hàn trên mỗi đầu của bảng. Xem hình để biết loại đúng và loại sai.

Bước 2: In 3D các bộ phận

Bạn sẽ cần in các phần sau từ STL của chúng:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (in bằng chế độ "phân hóa")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Đối với người dùng nâng cao muốn tùy chỉnh thiết kế, tôi cũng đã đưa vào tệp nguồn OpenSCAD.

Bước 3: In Mẫu và Decal màn hình máy chiếu

• Tải mẫu ".svg" đính kèm vào Inkscape và in.

• Sử dụng máy cán màng để cán trang hoặc:

  • Che hình tròn màu trắng và decal bằng các dải băng dính trong suốt song song.
  • Lặp lại ở mặt ngược lại.
• Cắt hình tròn ra.
• Cắt decal.

Bước 4: Lắp ráp màn hình chiếu

• Lắp màn hình vào phần vòng để đảm bảo vừa khít.
• Bôi một số chất kết dính xung quanh các cạnh để cố định nó.
• Trượt vòng giữ để được hỗ trợ thêm.

Bước 5: Tìm hiểu một số thiết bị điện tử: Bộ chuyển đổi Buck là gì?

Bộ chuyển đổi buck là một thiết bị chuyển đổi một điện áp DC thành một điện áp DC khác, giống như một máy biến áp, nhưng cho DC chứ không phải AC.

Khi chiếu sáng các đèn LED nhỏ, người ta thường sử dụng điện trở để hạn chế dòng điện, nhưng đối với đèn LED công suất cao hơn, điều này sẽ rất kém hiệu quả vì rất nhiều năng lượng sẽ được chuyển hóa thành nhiệt!

Để tránh điều này, chúng tôi có thể sử dụng trình điều khiển LED dòng điện không đổi tùy chỉnh hoặc chúng tôi có thể sử dụng bộ chuyển đổi buck chung tạo ra điện áp có thể điều chỉnh. Một bộ chuyển đổi buck sẽ không giới hạn dòng điện, nhưng dòng điện đi qua các đèn LED tỷ lệ với điện áp. Vì vậy, nếu chúng ta bắt đầu với điện áp thấp, chúng ta có thể tăng nó từ từ cho đến khi dòng điện mong muốn chạy qua các đèn LED. Nó không phải là plug-and-play như trình điều khiển đèn LED, nhưng nó hoạt động tốt khi được điều chỉnh đúng cách.

Đối với các bước sau, chúng ta sẽ bắt đầu với đầu ra 7V trên bộ chuyển đổi buck và sau đó dần dần bật nó lên. Bước này cực kỳ quan trọng, bởi vì nếu chúng ta vượt quá điện áp hoạt động, dòng điện sẽ tăng đột ngột và thứ gì đó sẽ tỏa ra khói ma thuật!

Bước 6: Lắp ráp ban đầu và điều chỉnh điện áp

Cắt đầu nối DC khỏi đầu dây của mụn cóc trên tường và tách hai dây ra.

Dải khoảng 5mm ra khỏi các đầu và đảm bảo các đầu không chạm vào nhau. Bây giờ, khi đã cắm sẵn mụn cóc trên tường, hãy sử dụng đồng hồ đa năng của bạn để đo điện áp trên các đầu dây. Ghi lại đầu nào là tích cực cho sau này.

Bây giờ hãy rút phích cắm của miếng dán tường và hàn các đầu dây vào các miếng đệm "in +" và "in-" trên bộ chuyển đổi DC-to-DC. Hãy hoàn toàn chắc chắn rằng bạn đã lắp đúng cực và bạn đang hàn vào mặt đầu vào của bảng (kiểm tra mặt trái của bảng để biết nhãn).

Trước khi tiếp tục, hãy đo điện áp trên các tấm đệm đầu ra. Vặn vít điều chỉnh nhỏ xuống cho đến khi điện áp đọc 7V và lưu ý bạn cần xoay núm điều chỉnh theo hướng nào để tăng hoặc giảm điện áp. Chú ý mức độ nhạy của việc điều chỉnh. Bạn sẽ cần có thể điều chỉnh điện áp theo từng bước nhỏ cho bước tiếp theo.

Điều này rất quan trọng: trước khi thực hiện bước tiếp theo, hãy đặt điện áp đầu ra không cao hơn 7V! Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng bạn đang sử dụng đèn LED màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam! Việc lựa chọn điện áp khởi động dựa trên tổng các xếp hạng điện áp của các đèn LED cụ thể này, lần lượt là 1,8V, 2,0V và 3,3V.

Bước 7: Đi dây đèn LED và tinh chỉnh dòng điện

1. Đặt các đèn LED trên các khe trong đế và cắt chiều dài dây mà bạn sẽ cần nối chúng thành chuỗi. Bạn sẽ cần chuyển từ + của một đèn LED sang - của đèn tiếp theo.
2. Hàn các đèn LED trong chuỗi. Một bộ bàn tay trợ giúp của băng ghế dự bị rất hữu ích cho công việc này!
3. Ở đầu và cuối của chuỗi đèn LED, hãy hàn hai đoạn dây dài hơn, tốt hơn là có hai màu khác nhau, để bạn có thể theo dõi xem dây nào là dương và dây nào là tiêu cực. Dây này cần đủ dài để đi qua các lỗ, quấn quanh kênh ở mặt sau và vào rãnh cho bộ chuyển đổi buck.
4. Dán các đèn LED xuống các khe trên đế và luồn các dây dài hơn xuống một trong các trục thẳng đứng.
5. Lật lại phần đế. Hàn dây "-" vào đầu cuối "ra" của bộ chuyển đổi DC sang DC. Lưu ý đến cực tính - nếu bạn làm cho nó bị đảo ngược, đèn LED sẽ không sáng!
6. Tại thời điểm này, dây "+" vẫn bị ngắt kết nối khỏi pad "out +". Đặt đồng hồ đo đa năng của bạn thành amps DC và cắm vào ổ cắm trên tường. Kết nối nhiều mét nối tiếp với dây lỏng và miếng đệm và đảm bảo dòng điện là khoảng 400 mA.
7. Nếu bạn cần điều chỉnh dòng điện, hãy làm như vậy bằng cách vặn vít điều chỉnh một lượng rất nhỏ và kiểm tra dòng điện.

Lưu ý: Nếu bạn có bộ nguồn để bàn với đồng hồ đo dòng điện tích hợp, sẽ dễ dàng hơn khi sử dụng bộ nguồn đó để điều chỉnh điện áp và độ sáng của chuỗi đèn LED một cách riêng biệt. điện áp trên bộ điều chỉnh DC-to-DC để phù hợp với điện áp hoạt động lý tưởng đó trước khi kết nối đèn LED.

Bước 8: Kết thúc việc đấu dây và kiểm tra

• Rút phích cắm của mụn cóc trên tường và hàn dây "+" vào miếng đệm "ra +" để hoàn thiện mạch điện.
• Cố định bộ chuyển đổi DC-to-DC trong hốc bằng cách sử dụng một chút keo và quấn bất kỳ dây thừa nào trong kênh.
• Cắm bộ chuyển đổi trên tường và đảm bảo rằng nó hoạt động.

Bây giờ, cắm mụn cóc trên tường để kiểm tra lần cuối. Đèn LED có thể sẽ khá sáng và khó nhìn, vì vậy đừng làm vậy (thay vào đó, hãy tắt đèn trong phòng của bạn và nhìn vào những màu sắc đẹp được chiếu trên tường của bạn!).

Trước khi tiến hành lắp ráp, hãy để nó chạy một vài phút và kiểm tra lại thường xuyên để đảm bảo rằng nó không quá nóng khi chạm vào. Nếu đúng như vậy, hãy quay lại điện áp trên bộ chuyển đổi DC-to-DC-hãy làm điều đó một cách từ từ và hết sức cẩn thận để không vặn sai cách! Bạn có thể để đèn LED chạy ấm, nhưng không đủ nóng để làm chảy nhựa, tạo ra mùi lạ hoặc thiêu rụi ngôi nhà của bạn!

Như một biện pháp phòng ngừa an toàn bổ sung, không chạy thiết bị này mà không được giám sát

Bước 9: Hoàn thiện cơ sở

Che bộ chuyển đổi DC sang DC và kênh bằng băng dính điện. Sau đó, bạn cắt một miếng nỉ xanh dùng để bọc đáy thiết bị. Dùng một ít keo hoặc keo xịt để dán phần nỉ ở phía dưới.

Bước 10: Hoàn thành hội

Tiến hành lắp ráp bằng cách dán ba trụ vào các khe của chúng trong đế. Sau đó lắp màn chiếu vào đầu các trụ.

Bây giờ, hãy lắp tấm che mắt vào (tôi gọi như vậy vì nó giữ cho ánh sáng không làm chói mắt người dùng). Tấm chắn mắt và tấm chắn bánh xe có bề ngoài tương tự nhau, nhưng cái nhỏ hơn là tấm chắn mắt. Nó có các vách ngăn ở bên trong để giữ cho ánh sáng từ đèn LED không bị trộn lẫn.

Đặt tấm che mắt trên đế và căn chỉnh nó cho đến khi tất cả các màu hòa trộn thành một màu trắng bao phủ toàn bộ màn hình. Xoa một hạt keo xung quanh mép và dán nó xuống. Dùng băng dính hai mặt để dán decal vào đế.

Bước 11: Có thời gian vui vẻ

Bây giờ, đặt bánh xe quay qua tấm chắn mắt. Phần cuối cùng này không nên được dán xuống. Bạn có thể xoay nó để che bớt một phần ánh sáng và tạo ra các mẫu màu lạnh! Dán các vật thể khác nhau, chẳng hạn như các mảnh ghép in 3D, phía sau màn hình để tạo bóng cầu vồng hoàn toàn thú vị!

Giải nhất Cuộc thi Make it Glow 2018