מעמד תצוגת קריסטל פלורסנט: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

עוד כשסיימתי את האוניברסיטה, עבדתי על ניסוי לאיתור ישיר של חומר אפל בשם CRESST. בניסוי זה משתמשים בגלאי חלקיקים המבוססים על גבישי סידן מבעבעים (CaWO4). יש לי עדיין קריסטל שבור כמזכרת ותמיד רציתי לבנות דוכן תצוגה שמרגש את הקרינה של הגביש.

אני מבין שאנשים כנראה לא יעתיקו את המבנה המדויק הזה מכיוון שקריסטלים של סידן טונגסטאט אינם זמינים מסחרית וגם נוריות ה- UVC שהשתמשתי בהן יקרות למדי. עם זאת, זה עשוי לעזור לך אם אתה מתכנן לבנות עמדת תצוגה למינרלים פלורסנט אחרים כמו ענבר או פלואוריט.

שלב 1: אסוף חומרים

• קריסטל פלואורסצנטי CaWO4
• תיבת פרויקטים קטנה (למשל conrad.de)
• 278 ננומטר UVC LED (למשל קריסטל IS)
• משטח LED (לוח PCB) (למשל Lumitronix)
• כרית תרמית (למשל Lumitronix)
• גוף קירור (למשל Lumitronix)
• להגביר את המודול (למשל ebay.de)
• נהג להגברת LED (למשל ebay.de)
• סוללת LiPo (למשל ebay.de)
• מתג שקופיות
• נגד 1206 SMD של 0.82 אוהם

קרינה פלואורסצנטית בסידן טונגסטאט יכולה להתרגש באורכי גל <280 ננומטר. זה די רחוק ב- UV ונוריות באורך גל זה בדרך כלל די יקרות (~ 150 $/יחידה). למרבה המזל, קיבלתי כמה נוריות SMD בנפח 278 ננומטר בחינם מכיוון שנותרו להן דוגמאות הנדסיות מהחברה בה אני עובד. סוג זה של נוריות LED משמשות בדרך כלל לחיטוי.

אזהרה: אור UV יכול לגרום נזק לעיניים ולעור. הקפידו על הגנה מתאימה, למשל משקפי UV

על פי דף המפרט לנורות LED יש הספק פלט אופטי של ~ 25 mW, זרם הפעלה של 300 mA ומתח קדימה גבוה של ~ 12 V. מכיוון שמשמעות הדבר היא של נוריות LED מתפוגגות כ -3 W של חום להן יש להתקין גוף קירור תקין. לכן, רכשתי לוח PCB מליבה ממתכת (מוטות) עם טביעת הרגל הנכונה, משטח תרמי וגוף קירור קטן. מכיוון שנוריות LED יכולות להיפגע בקלות על ידי זרמים גבוהים מדי, יש להפעיל אותן באמצעות נהג קבוע. קיבלתי לוח נהג להגברת זרם קבוע זול מאוד המבוסס על ה- XL6003 IC שגם מגביר את מתח המוצא. על פי גליון הנתונים מתח המוצא לא צריך להיות גבוה מפי 2 מתח הכניסה. עם זאת, מכיוון שרציתי להפעיל הכל מסוללת LiPo של 3.7 V, הוספתי עוד ממיר שלב שמעלה את מתח הסוללה ל ~ 6 V לפני מנהל ההתקן LED. זרם הפלט של מנהל ההתקן LED נקבע על ידי שני נגדי SMD המחוברים במקביל על הלוח. על פי גליון הנתונים XL6003 הזרם ניתן על ידי I = 0.22 V/Rs. כברירת מחדל ישנם שני נגדים של 0.68 אוהם המחוברים במקביל אשר מסתכמים ב- ~ 650 mA. על מנת להוריד את הזרם, הייתי צריך להחליף נגדים אלה בנגד 0.82 אוהם אשר ייתן ~ 270 mA.

שלב 2: הרכבת ה- LED

בשלב הבא הלחמתי את הנורית על הלוח הימני. כפי שכבר צוין, חשוב להשיג PCB עם טביעת הרגל התואמת של ה- LED שלך. הלחמה על לוח PCB מליבת מתכת יכולה להיות קשה מכיוון שהלוח מפיץ את החום בצורה די טובה. כדי להקל על הלחמה מומלץ לשים את הלוח על פלטה אך הצלחתי להסתדר גם בלי. יש לחבר את הנורית ללוח בעזרת משחה תרמית. לאחר הלחמה הצמדתי את לוח השידורים לגוף הקירור בעזרת הכרית התרמית.

שלב 3: חבר אלקטרוניקה

הדבקתי את כל הרכיבים האלקטרוניים על הצלחת התחתונה של המארז שלי. שים לב כי גוף הקירור מתחמם למדי ולכן כדאי להשתמש בדבק שיכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות. הסוללה מתחברת למודול ההגבהה המעלה את המתח לכ- 6 V. הפלט מחובר לאחר מכן למנהל ההתקנה של LED המחובר למנורת LED. מתג שקף נוסף לאחר הסוללה, אך ייתכן שתרצה לבצע את ההלחמה רק לאחר שהתקנת את מתג השקופיות בשלב הבא.

שלב 4: שנה מארז

עשיתי כמה שינויים במכלול בעזרת הכלי dremel שלי. חור בצורת חריץ הוכנס בחלקו העליון כדי שנורית ה- LED תימלט. בנוסף, הנחתי כמה פתחים בצד לאוורור. נוצר חור נוסף למתג השקופיות שתוקן בעזרת דבק חם. אני לא מרוצה מאוד מהמראה של המארז מכיוון שהחורים נראים די מחוספסים. למרבה המזל רובם אינם נראים לעין. בפעם הבאה כנראה שאכין קופסא מותאמת אישית באמצעות חותך לייזר.

שלב 5: סיים

לאחר סגירת המארז הפרויקט הסתיים. ניתן להניח את הגביש על החריץ בחלקו העליון ומתרגש מהל LED מלמטה. פליטת הקרינה בהירה למדי. שים לב שכל האור באמת מגיע מהגביש מכיוון שאור ה- UVC אינו נראה.

בהחלט ניתן לשפר את המבנה בכמה דרכים. קודם כל הניהול התרמי של ה- LED אינו נהדר וגוף החום מתחמם למדי. הסיבה לכך היא שיש מעט מאוד אוורור שכן גוף הקירור הותקן בתוך המתחם. עד כה לא העזתי להפעיל את ה- LED יותר מכמה דקות. שנית, ברצוני להכין מארז יפה יותר בפעם הבאה באמצעות קופסת חיתוך לייזר בהתאמה אישית עשוי אקריליק שחור. בנוסף, ניתן להוסיף מודול מטען LiPo עם תקע microUSB כך שלא תצטרך לפתוח את הקופסה לטעינה.