רטרו "Rayotron" מנורת לילה (חלק 1): 16 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מבוא

בדצמבר 1956 פרסמו מעבדות האטום את ה- Rayotron כ"מחולל אלקטרוסטטי ומאיץ חלקיקים הראשון בעלות נמוכה ". למורים ולחובבים מדעי המדע [1]. Rayotron היה גנרטור בעל גודל חגורת גומי מסוג Van de Graaff (VdG). מסוגל להעיף ניצוצות של 500, 000 וולט ממסוף המתכת שלו. VdGs הם דוגמאות אלקטרו-מכאניות של ערבוב נעליים עם סולית גומי על פני שטיח ולאחר מכן נגיעה בחפץ מתכתי מקורקע. למרות שתצוגת הברק המרהיבה המיוצרת על ידי מכונה מרשימה זו עלולה לזעזע תמימה. אדם מהרגליים, פריקת המיקרו -אמפר לא הייתה סיכון לאדם בריא על פי היצרן.

הטרמינל הטעון השלילי של הרייוטרון דחה אלקטרונים שליליים לאורך צינור זכוכית אטום תחת ואקום קשיח למטרה הממוקמת בבסיס. ההתנגשות של קרן החלקיקים המופעלת הזו עם המטרה אפשרה למשתמשים לערוך ניסויים בפיזיקה שונים (וגם חשפו אנשים בלתי מוגנים בסמיכות למקלחות רנטגן מסוכנות [1]). בסופו של דבר, מעבדות האטום הפסיקו את הייצור בשל בעיות בטיחות.

עיצבתי את מנורת הלילה הזו כמחווה לפיסת טכנולוגיה חינוכית שנשכחה מאמצע המאה. בניגוד ליחידה המקורית, דגם זה בקנה מידה למחצה אינו פולט קרינה מסוכנת ולא יהרוס לך את היום על ידי השארתך עם זוהר ירוק רפאים:>). קרן החלקיקים של ה- Rayotron של הדגם מעוצבת באור קטודה קר מיניאטורי (CCL).

שלב 1: מתווה הפרויקט

I. פעולה בסיסית

החלפתי את החגורה הרועשת ואת מנגנון הגלילה הממונע בשימוש ביחידה המקורית בגנרטור שקט ושלילי של יונים המשווקים לשימוש ביתי. ספק כוח מספק מתח נמוך עבור היוניזר; שמניע את ה- CCL. המנורה הותקנה באופן צירי בגליל פלסטיק שתמך בכדור פריקה. לוח ה- CCL ומבנה התמיכה הוצמדו ללוח העליון של הקונסולה.

II. מכלול לוח מכשירים

לוח המכשירים של הקונסולה היה אחד המרכיבים הבודדים שהשתנו במראה במהלך ריצת הייצור של הרייוטרון. תמונות ותיאורים ממקורות שונים המתעדים שינויים אלה בעיצוב פנל מודרך; התמונות מראות דגמי Rayotron מוקדם ומאוחר יותר. השתמשתי במטר אמצע המאה, 50 מיקרו-אמפר, להצגת פלט מייננים וכן ידית בקרה וינטאג 'ומתגי מתג בשילוב נורות חיווי. המונה וידית הבקרה ניצלו מאלקטרוניקה צרכנית שהושלכה.

(עובדה מהנה: תווית בטיחות המוצר על בסיס היחידה הזהירה מפליטת רנטגן במהלך הפעולה. כאמצעי זהירות נוסף, היצרן הציע לצרף את הרייוטרון בבונקר בנוי מצינור בטון כדי להגן על המפעיל והעוברים מפני הרעלת קרינה [2] !)

III. מכלול מסוף קרטון

הקונסולה הייתה מק'ג'יבר על ידי קרטון ייעודי מחדש שנלקח מערימה של קלסרים בעלי 3 טבעות שנקנו במכירת חצר מקומית. לוח המכשירים ועמוד התמיכה מפלסטיק שבראשו הטרמינל הורכבו על הקונסולה. גרסה מוקדמת יותר השתמשה בחיתוך מתכת מלאכותית על הלוח עבור התזה של צבע, מה שגרם לפרויקט להראות IMHO עכשווי מדי; אז החליטו על מראה רטרו, עלוב שיק על מנת לתת רושם של גיל.

ממדים פיזיים אינם קריטיים, לכן יש להגדיל את הפרויקט לפי הצורך. בסוף ההוראה הזו, יהיה לך מקור זול של מתח גבוה (HVDC) להדגמות פשוטות ואלקטרוסטטיות, כמו גם מנורת לילה רד ללא בעיות של הרעלת קרינה קטלנית הורסת לך את היום (משחק מילים גרוע, אבל לא יכולתי אל תתנגד:>). לבסוף, השתמש בהיגיון בריא עם מייננת. הימנע מהפתעות - נתק את החשמל לפני עבודה על חיווט HV.

שלב 2: חלקים וכלים

הורדתי את עלויות הבנייה על ידי מיחזור פריטים משומשים או שנזרקו במידת האפשר. ניתן לאלתר כמה מרכיבים. לדוגמה, פחית משקה קל של 8 גרם יוצרת מסוף פריקה לא יקר.

(עובדה מהנה: המודל של אמצע המאה כלל מסוף פריקה כדורית. מסוף מבשר רעות יותר הדומה לענן פטריות עולה עולה במודל מעודכן משנות השישים [1, 2].

רכיבים אלקטרוניים נדרשים מזוהים בכל שלב. פריטים שונים הדרושים לבנייה הם: יריעות קרטון ממקלדות בעלות 3 טבעות; מעגלים; סרט שקוף וכחול; חיבור/ הרכבה של חומרה; דבק ציאנו-אקרילט (CA); חוט פרוייקט מבודד; עִפָּרוֹן; קליפים לצביטה; מַד זָוִית; סרגל; נייר זכוכית; מספריים (או חותך נייר מסחרי); צבעי ריסוס; ודבק בית הספר X-treme של אלמר וכן כלי יד שונים; מקדחה חשמלית עם פיסות שונות ועיפרון הלחמה.

שלב 3: אלקטרוניקה: יוניזור ואספקת חשמל (מוד או קנה אחד)

מצאתי יוניזר לחדר וינטאג 'רדיו שאק מיקרונטה במכירת חיטוט במחיר של 1.50 $. היוניזר חסר את ספק הכוח המקורי, אז פרצתי מקור DC מטלוויזיה B&W ניידת (זוכרים אותם?).

פתחתי את המארז והחלפתי את השנאי המקורי של 12 VDC @ 1 אמפר עם שנאי אחר בגלל מצבו החלוד. זהירות: אם תעשה זאת, וודא שהרכיבים מדורגים עבור השנאי החדש או שתבשל את מעגל המיישר! הרכבתי את השנאי והמיישר המקורי על לוח מעגלים והלחמתי את הרכיבים יחד. הנחתי את המכלול הזה בצד להנחלה לאחר השלמת בניית הקונסולה.

אין מה לדאוג אם אינך רוצה לבצע בנייה מחדש שלוקחת זמן רב. דרך הרבה יותר טובה היא להשתמש באספקת חשמל מסחרית. מצאתי מתאם 12 וולט, 4 אמפר במכירת מוסך ששייך למחשב נייד והשתמשתי בו עם היוניזר ללא בעיה (ראה שלב 14).

שלב 4: הרכבת מסוף: פריסה, גזירה והתאמה אישית של לוח המכשירים

עיקר המאמץ לפרויקט זה הושקע בעיצוב, ייצור וגימור של קונסולת הקרטון. דלג על השלבים הבאים כדי לחסוך זמן ופשוט השתמש בארגז נעליים רגיל. ללוחמי ה- DIY האמיתיים בחוץ: תתעסקו בבנייה!

מקלפים את כיסוי הפלסטיק מהקלסרים לקבלת קרטון לכלים ולוחות קונסולות אחרים. מד פריסה, כפתור שליטה, שני מתגים ושתי נורות אותות על פס קרטון באורך, רוחב ועובי כפול. הנחתי מתגים ואורות בסידור מלבני. חותכים או מקדחים חורים בגודל מתאים כדי להרכיב כל רכיב. פרשתי שכבה דקה דקה מסביב ובתוך כל חור ולאחר מכן שיפשפתי בנייר דק, שעזר לשמור על צורת דופן הצד כאשר הדבק התקשה.

גרסה מוקדמת של הפרויקט שילבה חוברת פרסום לכרטיס Discover Platinum בכדי להעניק ללוח גימור מתכת מלאכותית. חתכתי את החוברת ולאחר מכן קידחתי/חתכתי חורי הרכבה. השארתי גבול של כ -5 מ מ ליצירת אפקט ניגודיות כאשר הלוח רוסס בצבע בהיר. לוח חיוג נוסף כדי לכסות את רוב הלוגו. (בסופו של דבר ריססתי את לוח המכשירים כולו וזרקתי את החוברת מכיוון שהוא הוטל בקלות.) הניח את הלוח והרכיבים בצד עד מאוחר יותר.

(עובדה מהנה: מדריכי הפעלה מקוריים נמצאים באוסף הקבוע של ספריית המוזיאון הלאומי לבריאות בבת'סדה, MD [3].)

שלב 5: הרכבת המסוף: צייר, גזור, יישר וייעל עם פלטות פינתיות

קבע את גודל הקונסולה במידות הנתונות של לוח המכשירים שלך. אפשרו מספיק מקום להתקנת אספקת חשמל ויוניזר. כמו כן, שקול את הגובה הרצוי של עמוד התמיכה שלך ואת קוטר כדור הפריקה; קונסולה בקנה מידה בהתאם.

ציירתי קווי מתאר לכל לוח על קרטון ולאחר מכן גזרתי אותם. ללוחות הצד יש שיפוע של 23 מעלות כלפי מטה מהציר האופקי, כדי לשפר את הראות של המונה, כפתור הבקרה ואשכול אור האות. חתכתי לוח בעיטה קטן בעובי כפול להכנס בקצה הקדמי של המתחם לתמיכה נוספת בלוח המכשירים. (בחרתי להשתמש בעובי כפול לכל הלוחות למעט הפאנל העליון למארז באיכות טובה יותר.)

לאחר חיתוך הלוחות, הניחו אותם על משטח שטוח; בדוק אם הקצוות והפינות אחידים. הדבק לוחות צד, בעיטה, גב ותחתון יחד לעובי כפול. קליפ במקום. מלטשים קצוות לא אחידים על משטח שטוח עם נייר מדי/עדין. הרכיב לוחות באופן זמני באמצעות קליפסים וצביעות פינתיות בגודל 2.5 ס”מ לקונסולה מדומה. מקם את לוח המכשירים בקונסולה. אמת פינות מרובעות וקצוות סומק. כפי שמוצג בתמונה אחת, השתמשתי בקלטת כחולה כדי להחזיק את הקונסולה - BIG MISTAKE! אל תעשה זאת! הקצוות כמעט ולא היו מיושרים כראוי והקונסולה כולה תמיד התמוטטה כאשר לוח המכשירים הונח במקומו. הדבק את כל הלוחות יחד למעט לוחות עליונים וכלים. מאבטחים בעזרת מהדקים ופלטות עד שהדבק מתייבש.

טיפ בנייה מספר 1: השתמש בחותך נייר ברמה מסחרית הזמין ב- FedEx או Staples לקבלת קצוות נקיים ומסודרים! (כמו כן, צייר את הקונסולה בשלב זה כדי להימנע מהסרת החומרה מאוחר יותר כדי לסיים את הפרויקט.)

שלב 6: הרכבת מסוף: לוח דבק; חבר את לוח המכשירים

אפילו קצוות עם גוש מלטש ונייר/דק אם יש צורך. לקבלת תקינות מבנית נוספת, מקדחים חור באמצע הלוחות הצדדיים והאחוריים כדי להתאים לברגי מכונה ראשיים עגולים בגודל 8-32 x 1/2 אינץ 'עם מכונות שטיפה ופלטות שטוחות שיאבטחו את הלוח התחתון; כמו כן, לקדוח חור בפינות התחתונות של כל אחד מהפנלים הללו כדי להתאים סד. מצפים את דופן החור בדבק על ידי הכנסת קצה העיפרון והפכתו מספר פעמים לפני שהדבק מתקשה; משייפים קלות את החור עד לקבלת חלקה. (BTW, חשבתי שהברגים והסדים המחוברים ללוח הבעיטות הם הסחת דעת חזותית, אז הסרתי אותם ומילאתי חורים לפני הצביעה. מומנט ביד את כל החומרה כי יש להסיר אותה לפני הצביעה.)

אתר את לוח המכשירים שלך. חבר את הצירים לפינה השמאלית והימנית התחתונה עם ברגי מכונה #8-32 x 1/2 אינץ 'ומכבסים שטוחים. מקם ויישר את הלוח בקונסולה. הברג צירים לחלק הפנימי של לוח הבעיטות. לוח המכשירים צריך לנוח בצורה אחידה כנגד הטיה של כל לוח צד. ברגי ציר מומנט ביד; קצוות לוח החול עד להדחה עם לוחות הצד. זהירות: לוח המכשירים אינו מיועד לזוז יותר מכמה מעלות בגלל תצורת הקונסולה! הגישה לחלק הפנימי של הקונסולה היא דרך הלוח העליון; ראה את השלב הבא.

טיפ בנייה מס '2: מקדחים חורים מעל פינות בפינות העליונות של לוח הבעיטות כדי לאפשר התאמות קלות של צירים

שלב 7: הרכבת המסוף: הכנת לוח עליון ויישור עם לוח המכשירים

הערה: שלב זה דורש ריכוז והפסקות מנוחה תכופות!

חותכים חריצים בפינות השמאליות והימניות העליונות של הלוח האחורי כדי להתאים לצירים; מקם אותם כך שהם ישרים לגובה הגב ולוחות הצד. סמן, קדח והכין חורי בורג. הרכיב צירים מתאימים בצד החיצוני של הלוח האחורי. ודא שהקצה הקדמי של הלוח העליון מיושר עם הקצה העליון של לוח המכשירים כשהוא סגור. היזהר בעת מלטש קצוות אופקיים או מלוכסנים של אחד או שני הצדדים לפי הצורך על מנת להבטיח התאמה חלקה בין הלוח העליון ללוחות המכשיר. יותר מדי שיוף יוביל לפערים בין הלוחות! אבטח את הלוח העליון היטב בעזרת גומיות כך שהפנל יישאר במקומו. הסר את לוח המכשירים כדי לגשת לצירים. הגיע אל הקונסולה וסמן חורי בורג ללוח העליון.

טיפ בנייה מס '3: שיפוע בקצה הפנימי של לוח המכשירים עם נייר זכוכית כדי לשפר את ההתאמה עם הלוח העליון

השתמשתי בשני מקלות ערבוב קפה בין כל ציר ללוח העליון כמרווחים כדי להפחית את הקישור במהלך הפתיחה והסגירה. המקלות נחתכו לפי מידות, הודבקו, נערמו יחדיו ונסגרו לחלק התחתון של הלוח לפני קידוח חורים. לאחר מכן הדבקתי חתיכת דיקט לחלק התחתון של הלוח כדי לספק תמיכה נוספת להרכבת צינור הקורה בשלב מאוחר יותר.

מריחת דבק לאורך הקצה הקדמי של הלוח העליון והקצה העליון של לוח המכשירים; משפשפים דבק לתוך קרטון לחיזוק קצוות ופינות הלוחות. אפשר ללוחות להתייבש; לאחר מכן משייפים את כל הקצוות והפינות בנייר עדין.

שלב 8: הרכבת המסוף: לוח Catch & Strike; צרף רגליים

נקודת אמצע מזהה בקצה הקדמי של הלוח העליון. מרכז והתקן לוכד מגנטי עם שני ברגי מכונה ראשיים עגולים #4-40, מכונות כביסה שטוחות ונעולות. חתיכת עץ גרוטאות שהוברג אל החלק החיצוני של הלוח העליון שימשה כידית נוחה לפתיחת הקונסולה. נקודת אמצע מזהה בקצה העליון של לוח המכשירים. מרכז והרכב את צלחת השביתה באמצעות ברגי מכונה. זכור לקדוח חורי הרכבה גדולים מדי ולהכין עם דבק. תפוס וצלחת ידרשו התאמות להתאמה נכונה. אשר יישור הלוח העליון; לאחר מכן התקן ברגי הרכבה וצירים לרכיבה.

השתמשתי בארבע חתיכות עץ גרוטאות מחנות ציוד לאמנות ככפות רגליים; לכל פיסה היה חור קדוח בגודל 3/16 אינץ '. ציירתי כל פיסה לפני שהדבקתי כלה עץ. קדחתי חור בגודל 3/16 אינץ' בכל פינה של הלוח התחתון. דיבלים החזיקו את הרגליים במקומם באופן זמני. BTW, אל תדביק חתיכות עד לצביעת הקונסולה.

שלב 9: הרכבת צינור קרן: תמיכה בעמודת כדור ופריקה

בתחילה ניתקתי את התחתונים משני בקבוקוני תרופות שהושלכו והדבקתי אותם מקצה לקצה כדי ליצור טור תמיכה. העמוד היה מאובטח על ידי הברגה של מכסה בקבוקון למכסה המסוף כפי שמוצג. באמר … הפלסטיק הכהה עימעם את התאורה הפנימית והקלטת הייתה מסיחה את הדעת מבחינה ויזואלית.

הנה פתרון: קנה צינור אקרילי שקוף מפח האשפה של חנות חומרי בניין או פלסטיק. מצאתי צינור פלסטיק כבד בעל קוטר חיצוני זהה לחור כניסה של כדור אלומיניום חלול (קוטר 8 ס מ; נקנה באירוע בטלסון). BTW, אם אין לך כדור פריקה, השתמש בגלובוס מתכת מחנות הדולר או אפילו פחית משקה אלומיניום. גזרו חור כניסה לעמוד התמיכה שלכם בעזרת חתיכות מתכת. BTW, שמור את מכסה הבקבוקון המשמש לאבטחת העמוד למכסה המסוף.

שלב 10: הרכבה של צינור הקורה: חתוך וטוחן את החסר עבור טבעות מרכזיות

חותכים שמונה ריקים מדף קרטון יחיד השווה לקוטר החיצוני של הצינור. קדחתי חורים מרכזיים בכל חומר ריק כדי להכיל בורג מכונה בגודל 6 ס מ, מספר 6-32; הניח ריק על בורג; מהדק אותם בעזרת מכונת כביסה ונעילת אגירה, ואז הכניס אותם למקדח חשמלי. טחנתי את החסר כמובן ולאחר מכן נייר זכוכית בינוני עד שכל ההרכבה החליקה בקלות דרך הצינור.

שלב 11: הרכבת צינור קורות: טבעות ריכוז הכנה

הסר את החסר שהושלם מבורג המכונה. תזדקק לשני מבודדי בורג ניילון בגודל 1/4 אינץ '(P/N: B-IN-14S/4; חלקים קטנים). חור במרכז החור כדי להתאים לקוטר המבודד. יוצרים שתי טבעות ריכוז על ידי הדבקה, ואז מערמים ארבע טבעות יחד. מהדקים טבעות עד שהדבק מתייבש. השתמשתי בבורג בגודל 1-1/2 x 1/4 אינץ 'ובשני מכונות שטיפה שטוחות ממתכת בגודל 3 ס מ כאל מהדקים. שמור חלקים אלה מכיוון שהם יהיו בשימוש חוזר. החליטו אם ברצונכם לצבוע טבעות שמירה. הכנס מבודד לכל ערימת טבעות.

הכן שתי כובעים שהתקבלו מצינורות משחת שיניים על ידי קידוח חור בגודל 1/4 אינץ 'דרך החלק העליון כדי ליצור קונוסים לשמירה על CCLs. צבע חרוט אם תרצה. אתר את גומי גומי שמתאים היטב לכובע. חור צריך להיות בקוטר מספיק כדי לקבל את המנורה שלך (P/N: 239610; Jameco). השתמש במכסה בקבוקון מהשלב הקודם לבסיס העמודה. הנח מכונת כביסה שטוחה בתוך מכסה הבקבוקון כעוגן, ולאחר מכן הנח טבעת שמירה על מכונת הכביסה. מכסה בקבוקון, מכונת כביסה וטבעת למכסה המסוף מאובטח בעזרת בורג המשמש להדק טבעות. הנח זמנית חרוט מעל ראש הבריח ושפת הבידוד. הרכבה מאובטחת למכסה בעזרת אגוז. מכלול החרוט העליון כמעט זהה לחרוט התחתון; עם זאת, אל תברג חלקים יחד. החזיקו חתיכות יחד עם סרט כחול עד שמוכנות להדבקה.

עמוד מיקום על מכסה הבקבוקון. זרוק את המנורה לעמודה ואשר שהיא מחליקה לתוך חור התוך של החרוט התחתון ונוגעת פיזית בראש הבורג. הכנס את המכלול העליון (הבטן כלפי מטה) לתוך העמודה. המנורה צריכה לעבור דרך חור הפתח אך לא לבלוט מעבר לפני הטבעת. חותכים את עמוד התמיכה באורך הנכון או משתמשים במדיחי כביסה נוספים כמרווחים להעלאת המנורה. לאחר שהגעת לגובה הנכון, הדבק ולאחר מכן מהדק את מכונת הכביסה השטוחה שנותרה לראש מכלול טבעת התמך העליונה. הסר את המנורה.

טיפ בנייה מס '4: הגבירו את התאורה על ידי הסרת פקקי גומי והכנסו מנורה שנייה ישירות למחזיקי החרוט

שלב 12: התקנה: Beam Tube & Column Support; לוח מכשירים

מסוף הפריקה נשען על טבעת תמיכה. בנה אחד מגליון פלסטיק גרוטאות. צור טבעות מיקוד קרן אלקטרונים אופציונליות על ידי חיתוך מקטעים של קשית מפלסטיק והחלקתם מעל המנורה (הסר אותם, כפי שעשיתי, אם הם גורמים להפחתת אור רבה מדי בעת בדיקת המנורה).

השתמש בברג מתכת כדי להדק את מכסה הבקבוקון (משלב 9) למכסה המסוף. הכנס את מכלול צינור הקורה במכסה. הכנסתי את המונה, כפתור הבקרה, המתגים ואורות האות. בחורים המתאימים בלוח המכשירים כדי להבין כיצד ייראה הפרויקט.

שלב 13: התקנה: אספקת DC שונה, רכיבי פלט ורכיבים

חבר את ספק הכוח והיינון שהשתנה לבסיס הקונסולה. חוט קשיח שני מכלולים אלה יחד עם מד, מתגים, נורות חיווי ונתיך. BTW, כפתור בקרת החשמל במרכז לוח המכשירים מיועד לקישוט; הוא אינו תפקודי-בעיה זו מתוקנת בשיפוץ Rayotron הקרוב.

שלב 14: התקנה: אספקת DC מסחרית

אם אתה משתמש במקור חשמל מסחרי (מומלץ ביותר!), השתמש ברצועות סקוטש כדי לאבטח את היחידה לבסיס הקונסולה, ולאחר מכן יינון חוט קשיח ולוח מכשירים.

שלב 15: גימור: מסוף הצבע והאלקטרודה הר Gnd

אם לא ציירת את הקונסולה בשלב 5: הסר חומרה מחוברת, הפרד לוח מכשירים מהקונסולה וכן ידית מהלוח העליון. השתמשתי בצבעים הבאים לסיום הפרויקט:

לוחות קונסולה עיקריים - שקד מבריק

מכסה ולוחות מכשירים - כסף מתכתי

ידית מכסה - נחושת

הרמתי אנטנת טלוויזיה טלסקופית בלוח העליון עם קליפ צביטה. האנטנה, כשהיא מחוברת לחזרת הקרקע של היוניז, שימשה כאלקטרודת פריקה.

הפעל את הפרויקט ולאחר מכן האריך את האנטנה לפי הצורך עד שתוכל לצייר פריקות רציפות של 1 מ מ מהמסוף. כוונן את פער הניצוץ בעזרת אובייקט לא מוליך, כגון עט פלסטיק, עד ש- CCL מספק זוהר רציף. המונה צריך להציג 15 - 20 מיקרו -אמפר. פרויקט תאורת הלילה של Rayotron הושלם כעת!

שלב 16: מקורות

1. באז AV. ה- Rayotron (מחולל מתח גבוה ומקור רנטגן). פיזיקה אמריקאית J. 1957; 25: 499-501. גישה אל:

2. מילר א 'דיווח על בדיקות פליטת רנטגן ממחולל אלקטרוסטטי של רוטרון ומאיץ חלקיקים. Rocksville, MD: משרד הבריאות, החינוך והרווחה האמריקאי. 1970. גישה אל:

3. מדריך הפעלה של Rayotron. Atomic Laboratories, LLC. 1956. גישה אל: