Chân đế màn hình pha lê huỳnh quang: 5 bước (có hình ảnh)

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

Trở lại khi tôi tốt nghiệp đại học, tôi đang làm một thí nghiệm để phát hiện trực tiếp vật chất tối được gọi là CRESST. Thí nghiệm này sử dụng máy dò hạt dựa trên các tinh thể canxi vonfram (CaWO4) lấp lánh. Tôi vẫn có một viên pha lê vỡ làm kỷ niệm và luôn muốn xây dựng một giá trưng bày kích thích ánh sáng huỳnh quang của viên pha lê.

Tôi nhận ra rằng mọi người có thể sẽ không sao chép bản dựng chính xác này vì tinh thể vonfram canxi không có sẵn trên thị trường và đèn LED UVC mà tôi đã sử dụng cũng khá đắt tiền. Tuy nhiên, nó có thể giúp ích cho bạn nếu bạn đang có kế hoạch xây dựng một giá trưng bày cho các khoáng chất huỳnh quang khác như hổ phách hoặc fluorit.

Bước 1: Thu thập vật liệu

• tinh thể CaWO4 huỳnh quang
• hộp dự án nhỏ (ví dụ: conrad.de)
• LED UVC 278 nm (ví dụ: Crystal IS)
• Bảng điều khiển LED (PCB lõi kim loại) (ví dụ: Lumitronix)
• pad nhiệt (ví dụ: Lumitronix)
• tản nhiệt (ví dụ: Lumitronix)
• bước lên mô-đun (ví dụ: ebay.de)
• Trình điều khiển tăng cường đèn LED (ví dụ: ebay.de)
• Pin LiPo (ví dụ: ebay.de)
• công tắc trượt
• Điện trở SMD 0,82 Ohm 1206

Chất huỳnh quang trong canxi vonfram có thể được kích thích ở bước sóng <280 nm. Điều này khá xa trong tia UV và đèn LED ở bước sóng này thường khá đắt (~ 150 $ / cái). May mắn thay, tôi đã nhận được một số đèn LED SMD 278 nm miễn phí vì chúng còn sót lại trong các mẫu kỹ thuật từ công ty tôi đang làm việc. Loại đèn LED này thường được sử dụng để khử trùng.

CẢNH BÁO: Tia UV có thể gây hại cho mắt và da. Đảm bảo có biện pháp bảo vệ thích hợp, ví dụ: Kính chống tia UV

Theo bảng thông số kỹ thuật, đèn LED có công suất đầu ra quang học ~ 25 mW, dòng hoạt động 300 mA và điện áp chuyển tiếp cao ~ 12 V. Vì điều này có nghĩa là đèn LED tiêu tán khoảng 3 W nhiệt mà chúng cần được gắn vào tản nhiệt thích hợp. Do đó, tôi đã mua một PCB lõi kim loại (bo mạch chủ) với dấu chân phù hợp, một tấm tản nhiệt và một tản nhiệt nhỏ. Vì đèn LED có thể dễ dàng bị hỏng do dòng điện quá cao, chúng nên được vận hành với trình điều khiển dòng điện không đổi. Tôi nhận được một bảng điều khiển tăng cường dòng điện liên tục rất rẻ dựa trên vi mạch XL6003 cũng nâng cấp điện áp đầu ra. Theo biểu dữ liệu, điện áp đầu ra không được cao hơn 2 lần điện áp đầu vào. Tuy nhiên, vì tôi muốn cấp nguồn cho mọi thứ từ pin LiPo 3,7 V, tôi đã thêm một bộ chuyển đổi nâng cấp khác để tăng điện áp pin lên ~ 6 V trước trình điều khiển đèn LED. Dòng điện đầu ra của trình điều khiển LED được thiết lập bởi hai điện trở SMD được kết nối song song trên bảng. Theo biểu dữ liệu XL6003, dòng điện được cho bởi I = 0,22 V / Rs. Theo mặc định, có hai điện trở 0,68 Ohm được kết nối song song với giá trị ~ 650 mA. Để giảm dòng điện, tôi đã phải thay thế các điện trở này bằng một điện trở 0,82 Ohm sẽ cho ~ 270 mA.

Bước 2: Gắn đèn LED

Trong bước tiếp theo, tôi hàn đèn LED vào mạn phải. Như đã xác định, điều quan trọng là phải có được một PCB có dấu chân phù hợp với đèn LED của bạn. Việc hàn trên một PCB lõi kim loại có thể khó khăn vì bo mạch tản nhiệt khá tốt. Để làm cho việc hàn dễ dàng hơn, chúng tôi khuyên bạn nên đặt PCB trên một tấm nóng nhưng tôi cũng cố gắng làm mà không có. Đèn LED phải được ghép nối với bảng bằng keo tản nhiệt. Sau khi hàn, tôi gắn mạn phải vào bộ tản nhiệt bằng tấm tản nhiệt.

Bước 3: Kết nối Điện tử

Tôi dán tất cả các linh kiện điện tử vào tấm dưới cùng của hộp đựng. Lưu ý rằng bộ tản nhiệt khá nóng vì vậy rất hữu ích khi sử dụng loại keo có thể chịu được nhiệt độ cao. Pin được kết nối với mô-đun nâng cấp làm tăng điện áp lên khoảng 6 V. Đầu ra sau đó được nối với trình điều khiển tăng LED được kết nối với đèn LED. Một công tắc trượt đã được thêm vào sau pin nhưng bạn có thể chỉ muốn hàn sau khi đã lắp công tắc trượt ở bước tiếp theo.

Bước 4: Sửa đổi Bao vây

Tôi đã thực hiện một số sửa đổi đối với vỏ bọc bằng công cụ dremel của mình. Một lỗ hình rãnh được đưa vào phía trên để đèn LED thoát ra ngoài. Ngoài ra, tôi đặt một số khe hở ở bên cạnh để thông gió. Một lỗ khác được tạo cho công tắc trượt được cố định bằng keo nóng. Tôi không hài lòng lắm với vẻ ngoài của vỏ máy vì các lỗ trông khá thô. May mắn thay hầu hết chúng không được nhìn thấy. Lần tới tôi có thể sẽ làm một hộp tùy chỉnh bằng máy cắt laser.

Bước 5: Đã hoàn thành

Sau khi đóng vòng vây, dự án đã kết thúc. Tinh thể có thể được đặt trên khe ở trên cùng và được kích thích bởi đèn LED từ bên dưới. Sự phát xạ huỳnh quang khá sáng. Lưu ý rằng tất cả ánh sáng thực sự đến từ tinh thể vì ánh sáng UVC không nhìn thấy được.

Bản dựng chắc chắn có thể được cải thiện theo một số cách. Trước hết, khả năng quản lý nhiệt của đèn LED không tốt và tản nhiệt trở nên khá nóng. Điều này là do có rất ít thông gió kể từ khi tản nhiệt được gắn bên trong vỏ máy. Cho đến nay tôi không dám chạy đèn LED lâu hơn một vài phút. Thứ hai, tôi muốn làm một chiếc hộp đẹp hơn vào lần tới bằng cách sử dụng hộp cắt laser tùy chỉnh được làm từ acrylic đen. Ngoài ra, một mô-đun sạc LiPo với đầu cắm microUSB có thể được bổ sung để bạn không cần phải mở hộp để sạc lại.