Angstrom - isang Tuneable LED Light Source: 15 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Angstrom ay isang 12 channel na nababagay na pinagmumulan ng ilaw ng LED na maaaring maitayo sa ilalim ng £ 100. Nagtatampok ito ng 12 PWM na kinokontrol na mga LED channel na sumasaklaw sa 390nm-780nm at nag-aalok ng parehong kakayahang ihalo ang maraming mga channel sa isang solong 6mm na sinamahan ng hibla pati na rin ang kakayahang mag-output ng anuman o lahat ng mga channel nang sabay-sabay sa mga indibidwal na output ng 3mm fiber.

Ang mga aplikasyon ay may kasamang microscopy, forensics, colorimetry, pag-scan ng dokumento atbp. Madali mong gayahin ang spectrum ng iba't ibang mga mapagkukunan ng ilaw tulad ng mga compact fluorescent lamp (CFL).

Bilang karagdagan ang mga mapagkukunan ng ilaw ay maaaring magamit para sa mga kagiliw-giliw na mga epekto sa pag-iilaw ng teatro. Ang mga channel ng kuryente ay higit pa sa kakayahang hawakan ang mga karagdagang LED na may mas mataas na na-rate na supply ng kuryente, at ang maramihang mga haba ng daluyong ay lumilikha ng isang maganda at natatanging maraming kulay na anino na epekto na hindi maaaring madoble ng mga normal na mapagkukunan ng puti o RGB LED. Ito ay isang buong bahaghari sa isang kahon !.

Hakbang 1: Kinakailangan ang Mga Bahagi - Baseboard, Power, Controller at LED Assembly

Baseboard: Ang yunit ay binuo sa isang kahoy na base, humigit-kumulang na 600mm X 200mm x 20mm. Bilang karagdagan, ang isang stress relief na kahoy na bloke na 180mm X 60mm X 20mm ay ginagamit upang ihanay ang mga optical fibers.

Ang isang 5V 60W power supply ay konektado sa mains power sa pamamagitan ng isang fuse IEC plug, nilagyan ng 700mA fuse, at isang maliit na toggle switch na na-rate na hindi bababa sa 1A 240V ang ginamit bilang pangunahing power switch.

Ang pangunahing circuit board ay itinayo mula sa karaniwang phenolic copper-clad stripboard, 0.1 inch pitch. Sa prototype, ang board na ito ay sumusukat ng humigit-kumulang na 130mm X 100mm. Ang isang opsyonal na pangalawang board, na halos 100mm X 100mm ay nilagyan sa prototype ngunit ito ay angkop lamang sa karagdagang circuitry, tulad ng lohika sa pagpoproseso ng signal para sa spectroscopy atbp at hindi kinakailangan para sa base unit.

Ang pangunahing pagpupulong ng LED ay bumubuo ng 12 3W star LEDs, bawat isa ay magkakaibang haba ng daluyong. Tinalakay ito nang mas detalyado sa seksyon ng LED na pagpupulong sa ibaba.

Ang mga LED ay naka-mount sa dalawang aluminyo heatsinks na sa prototype ay 85mm x 50mm x 35mm ang lalim.

Ginagamit ang isang Raspberry Pi Zero W upang makontrol ang yunit. Nilagyan ito ng isang header at plugs sa isang pagtutugma ng 40 pin socket sa pangunahing circuit board.

Hakbang 2: Kinakailangan ang Mga Bahagi: LEDs

Ang 12 LEDs ay may mga sumusunod na wavelength ng gitna. Ang mga ito ay 3W star LEDS na may 20mm heatsink base.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

Lahat maliban sa yunit ng 560nm ay nagmula sa FutureEden. Ang yunit ng 560nm ay nakuha mula sa eBay dahil ang FutureEden ay walang isang aparato na sumasaklaw sa haba ng daluyong na ito. Tandaan na ang yunit na ito ay ipapadala mula sa Tsina kaya payagan ang oras para sa paghahatid.

Ang mga LED ay nakakabit sa heatsink gamit ang Akasa thermal tape. Gupitin ang mga 20mm na parisukat at pagkatapos ay idikit lamang ang isang gilid sa LED at ang isa pa sa heatsink, tinitiyak na susundin mo ang mga tagubilin ng gumawa kung aling bahagi ng tape ang pupunta sa LED heatsink.

Hakbang 3: Mga Kinakailangan na Bahagi: LED Control Circuitry

Ang bawat LED channel ay kinokontrol mula sa isang GPIO pin sa Raspberry Pi. Ginagamit ang PWM upang makontrol ang intensity ng LED. Ang isang power MOSFET (Infineon IPD060N03LG) ay nagdadala sa bawat LED sa pamamagitan ng isang resistor ng kuryente na 2W upang limitahan ang kasalukuyang LED.

Ang mga halagang R4 para sa bawat aparato at sinusukat na kasalukuyang ay ipinapakita sa ibaba. Nagbabago ang halaga ng risistor sapagkat ang pagbagsak ng boltahe sa mas maikli na mga haba ng haba ng daluyong ay mas mataas kaysa sa mga mas mahabang haba ng haba ng daluyong. Ang R4 ay isang resistors ng 2W. Magiging mainit-init ito sa panahon ng operasyon kaya siguraduhing mai-mount ang mga resistors ng board ng controller, pinapanatili ang mga lead nang sapat upang ang katawan ng risistor ay hindi bababa sa 5mm na malinaw sa board.

Ang mga Infineon na aparato ay makukuha nang mura sa eBay at naka-stock din ng mga supplier tulad ng Mouser. Ang mga ito ay na-rate sa 30V 50A na kung saan ay isang malaking margin ngunit ang mga ito ay mura at madaling upang gumana sa, pagiging DPAK aparato at samakatuwid madaling hand-solderable. Kung nais mong palitan ang mga aparato, tiyaking pumili ng isa na may naaangkop na kasalukuyang mga margin at may isang threshold ng gate tulad na sa 2-2.5V ang aparato ay ganap na nakabukas, dahil tumutugma ito sa mga antas ng lohika (3.3V max) na magagamit mula sa Pi GPIO mga pin. Ang gate / source capacitance ay 1700pf para sa mga aparatong ito at ang anumang kapalit ay dapat na may halos katulad na capacitance.

Ang snubber network sa kabuuan ng MOSFET (10nF capacitor at 10 ohm 1 / 4W resistor) ay upang makontrol ang pagtaas at pagbagsak ng mga oras. Kung wala ang mga sangkap na ito at ang risistor ng 330 ohm gate, mayroong katibayan ng pag-ring at overshoot sa output na maaaring humantong sa hindi ginustong electromagnetic interferensi (EMI).

Talaan ng mga halaga ng risistor para sa R4, ang 2W power resistor

385nm 2.2 ohm 560mA415nm 2.7 ohm 520mA440nm 2.7 ohm 550mA 460nm 2.7 ohm 540mA 500nm 2.7 ohm 590mA 525nm 3.3 ohm 545mA 560nm 3.3 ohm 550mA 590nm 3.9 ohm 570mA 610mm 6mm 6mm 6mm 6m

Hakbang 4: Mga Kinakailangan na Bahagi: Fiber Optics at Combiner

Ang mga LED ay isinama sa isang optikal na pagsasama sa pamamagitan ng 3mm plastic fiber. Magagamit ito mula sa isang bilang ng mga tagapagtustos ngunit ang mga murang produkto ay maaaring magkaroon ng labis na pagpapalambing sa maikling haba ng daluyong. Bumili ako ng ilang hibla sa eBay na mahusay ngunit ilang mga mas murang hibla sa amazon na may makabuluhang pagpapalambing sa paligid ng 420nm at mas mababa. Ang hibla na binili ko mula sa eBay ay mula sa mapagkukunang ito. 10 metro ay dapat na sapat. Kailangan mo lamang ng 4 na metro upang ipagsama ang mga LED na ipinapalagay na 12 X 300mm ang haba, ngunit ang isa sa mga pagpipilian kapag ang pagbuo ng yunit na ito ay upang i-pares din ang mga indibidwal na haba ng daluyong hanggang sa 3mm output fiber kaya madaling gamitin na magkaroon ng dagdag para sa pagpipiliang ito.

www.ebay.co.uk/itm/Fibre-Optic-Cable-0-25-…

Ang output fiber ay may kakayahang umangkop 6mm hibla na nakapaloob sa isang matigas na plastik na panlabas na kaluban. Magagamit ito mula rito. Ang isang 1 metro ang haba marahil ay sapat na sa karamihan ng mga kaso.

www.starscape.co.uk/optical-fibre.php

Ang optical combiner ay isang tapered plastic lightguide na kung saan ay ginawa mula sa isang piraso ng 15 x 15mm square rod, gupitin sa humigit-kumulang 73mm at pinadpad upang ang dulo ng gabay ay 6mm x 6mm.

Muli, tandaan na ang ilang mga marka ng acrylic ay maaaring magkaroon ng labis na pagpapalambing sa maikling haba ng daluyong. Sa kasamaang palad mahirap matukoy kung ano ang makukuha mo, ngunit ang pamalo mula sa mapagkukunang ito ay gumana nang maayos

www.ebay.co.uk/itm/SQUARE-CLEAR-ACRYLIC-RO…

Subalit ang tungkod mula sa mapagkukunang ito ay nagkaroon ng labis na pagpapalambing at halos ganap na opaque sa 390nm UV light.

www.ebay.co.uk/itm/Acrylic-Clear-Solid-Squ…

Hakbang 5: Mga Kinakailangan na Bahagi: 3d Mga Naka-print na Bahagi

Ang ilang mga bahagi ay naka-print na 3d. Sila ay

Ang mga LED fiber adapter

Ang plate ng mounting fiber

Ang (opsyonal) na fiber output adapter (para sa mga indibidwal na pag-outs). Ito lang ang fiber mounting plate na muling nai-print.

Ang plate ng mounting ng optikong coupler

Ang lahat ng mga bahagi ay naka-print sa karaniwang PLA maliban sa mga adaptor ng hibla. Inirerekumenda ko ang PETG para sa mga ito dahil ang PLA ay lumalambot ng sobra; masyadong mainit ang mga LED.

Ang lahat ng mga STL para sa mga bahaging ito ay kasama sa mga nakalakip na file para sa proyekto. Tingnan ang hakbang sa pag-configure ng Raspberry Pi para sa zip file na naglalaman ng lahat ng mga assets ng proyekto.

I-print ang mga adaptor ng hibla para sa mga LED na may 100% infill. Ang iba ay maaaring mai-print na may 20% infill.

Ang lahat ng mga bahagi ay naka-print sa isang layer taas ng 0.15mm gamit ang isang standard na 0.4mm nguso ng gripo sa 60mm / sec sa isang Creality Ender 3 at din ng isang Biqu Magician. Anumang low-cost 3D printer ay dapat gawin ang trabaho.

Ang mga bahagi ay dapat na naka-print nang patayo na may mga butas na nakaturo - nagbibigay ito ng pinakamahusay na katumpakan. Maaari mong laktawan ang mga suporta para sa kanila; gagawin nito ang pangunahing plate ng mounting plate na medyo tumingin sa trailing edge ngunit ito ay cosmetic lamang; ang isang hawakan ng papel de liha ay maglilinis nito.

Mahalaga: I-print ang plate ng mounting fiber (at ang opsyonal na pangalawang kopya nito para sa indibidwal na adapter ng output ng hibla) sa isang sukat na 1.05 ie 5% na pinalaki. Tinitiyak nito na ang mga butas para sa hibla ay may sapat na clearance.

Hakbang 6: Pag-iipon ng Pangunahing Board ng Controller

Ang controller board ay gawa-gawa mula sa karaniwang tanso na stripboard (minsan kilala bilang veroboard). Hindi ako nagsasama ng isang detalyadong layout dahil ang disenyo ng board na natapos ko ay medyo hindi maayos dahil sa pagdaragdag ng mga sangkap tulad ng snubber network na hindi ko orihinal na binalak. Ang tuktok ng board, na ipinakita sa itaas na bahagyang binuo, ay may resistors ng kuryente at ang socket para sa Raspberry Pi. Gumamit ako ng isang tamang anggulo header para sa Pi kaya nakaupo ito sa mga tamang anggulo sa pangunahing board ngunit kung gagamit ka ng isang normal na tuwid na header sa gayon ay uupo lamang ito kahilera sa board. Sumasakop ito ng kaunti pang silid sa ganoong paraan upang magplano nang naaayon.

Ginamit ang mga veropin upang ikonekta ang mga wire sa board. Upang maputol ang mga track ng isang maliit na bit ng drill bit ay kapaki-pakinabang. Para sa socket ng Pi gumamit ng isang matalim na kutsilyo ng bapor upang gupitin ang mga track dahil wala kang ekstrang butas sa pagitan ng dalawang hanay ng mga socket pin.

Tandaan ang dobleng hilera ng 1mm wire na tanso. Ito ay upang makapagbigay ng isang mababang landas ng impedance para sa halos 7 amps ng kasalukuyang ginagamit ng mga LED sa buong lakas. Ang mga wires na ito ay pupunta sa mga terminal ng pinagmulan ng mga power MOSFET at pagkatapos ay sa lupa.

Mayroon lamang isang maliit na 5V wire sa board na ito na nagbibigay ng lakas sa Pi. Ito ay dahil ang 5V pangunahing power feed ay papunta sa mga anode ng mga LED, na konektado sa pamamagitan ng isang karaniwang PC IDE disk cable sa isang pangalawang board sa aking prototype. Gayunpaman hindi mo kailangang gawin ito at maaari lamang i-wire ang mga ito nang direkta sa isang socket sa unang board. Sa kasong iyon tatakbo ka ng isang duplicate na hanay ng mga wire na tanso kasama ang gilid ng anode upang hawakan ang kasalukuyang sa + 5V na bahagi. Sa prototype ang mga wires na ito ay nasa pangalawang board.

Hakbang 7: Ang Power MOSFETs

Ang MOSFETs ay naka-mount sa tanso na bahagi ng board. Ang mga ito ay mga aparato ng DPAK at sa gayon ang tab ay dapat na solder nang direkta sa board. Upang magawa ito, gumamit ng isang naaangkop na malaking tip sa panghinang na bakal at mabilis na i-tin nang mahina ang tab. I-tin ang mga tanso na tanso kung saan mo ididikit ang aparato. Ilagay ito sa pisara at painitin muli ang tab. Matunaw ang solder at ikakabit ang aparato. Subukan at gawin ito nang makatwiran nang mabilis upang hindi masyadong maiinit ang aparato; tiisin nito ang ilang segundo ng init kaya huwag kang magpanic. Kapag ang tab (alisan ng tubig) ay na-solder maaari mong pagkatapos ay maghinang ng gate at ang mapagkukunan ay humahantong sa board. Huwag kalimutang i-cut muna ang mga track para sa gate at mga lead ng mapagkukunan upang hindi sila makarating sa tab na alisan ng tubig !. Hindi mo makikita mula sa larawan ngunit ang mga hiwa ay nasa ilalim ng mga lead patungo sa katawan ng aparato.

Ang mga mambabasa na may mata ng agila ay mapapansin lamang ang 11 MOSFETs. Ito ay dahil ang ika-12 ay idinagdag sa paglaon kapag nakuha ko ang 560nm LEDs. Hindi ito magkasya sa board dahil sa lapad, kaya inilagay sa ibang lugar.

Hakbang 8: Mga LED at Heatsink

Narito ang isang malapit na larawan ng mga LED at heatsink. Ang mga kable ng board ng controller ay mula sa isang naunang bersyon ng prototype bago ako lumipat sa paggamit ng isang IDE cable upang ikonekta ang mga LED sa controller.

Tulad ng nabanggit dati, ang mga LED ay nakakabit gamit ang mga parisukat ng Akasa thermal tape. May kalamangan ito na kung nabigo ang isang LED, madaling alisin ito gamit ang isang matalim na kutsilyo upang putulin ang tape.

Hangga't ang heatsink ay sapat na malaki, walang pipigilan na mai-mount mo ang lahat ng mga LED sa isang solong heatsink. Sa mga ipinakita na heatsink, sa buong lakas, ang temperatura ng heatsink ay umabot sa 50 degree C at sa gayon ang mga heatsink na ito ay marahil ay mas maliit kaysa sa pinakamainam. Sa pag-isipan ay marahil ay isang magandang ideya na maglagay ng tatlo sa mga mas haba ng haba ng haba ng haba sa bawat heatsink kaysa ilagay ang lahat ng anim na mas maikli na mga emitter ng haba ng daluyong sa isa at mas mahaba ang mga emulator ng haba ng daluyong sa isa pa. Ito ay dahil, para sa isang naibigay na kasalukuyang pasulong, ang mga maiikling haba ng haba ng daluyong ay nagpapalayo ng mas maraming lakas dahil sa kanilang mas mataas na boltahe na pasulong na bumaba, at samakatuwid ay naging mas mainit.

Maaari kang syempre magdagdag ng paglamig ng fan. Kung balak mong kumpletuhin ang LED pagpupulong ito ay magiging matalino.

Hakbang 9: LED Kable

Ang mga LED ay konektado sa board ng controller sa pamamagitan ng isang karaniwang 40 pin IDE cable. Hindi lahat ng mga pares ng cable ay ginagamit, pinapayagan ang silid para sa pagpapalawak.

Ang mga diagram ng mga kable sa itaas ay nagpapakita ng mga kable ng konektor ng IDE at gayundin ang mga kable sa mismong Raspberry Pi.

Ang mga LED ay tinukoy ng kanilang mga kulay (UV = ultraviolet, V = violet, RB = royal blue, B = blue, C = cyan, G = green, YG = dilaw-berde, Y = dilaw, A = amber, R = maliwanag pula, DR = malalim na pula, IR = infrared), ibig sabihin sa pamamagitan ng pataas na haba ng daluyong.

Tandaan: huwag kalimutang tiyakin na ang bahagi ng koneksyon na + 5V ng socket ng cable ay may 2 x 1mm makapal na mga wire na tumatakbo sa kahanay pababa sa stripboard upang magbigay ng isang mataas na kasalukuyang landas. Katulad nito ang mga koneksyon ng mapagkukunan sa MOSFETs, na pinagbatayan, ay dapat magkaroon ng mga katulad na wires na tumatakbo upang maibigay ang mataas na kasalukuyang landas patungo sa lupa.

Hakbang 10: Pagsubok sa Board ng Controller

Nang walang pag-plug sa Raspberry Pi sa board, maaari mong subukan na ang iyong mga driver ng LED ay gumagana nang tama sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga GPIO pin sa pamamagitan ng isang cliplead, sa + 5V rail. Ang naaangkop na LED ay dapat na ilaw.

Huwag kailanman ikonekta ang mga pin ng GPIO sa + 5V kapag naka-plug ang Pi. Masisira mo ang aparato, tumatakbo ito sa loob ng 3.3V.

Kapag nakatiyak ka na gumagana nang tama ang mga driver ng kuryente at LED, maaari kang magpatuloy sa susunod na hakbang, na i-configure ang Raspberry Pi.

Huwag tumingin nang direkta sa dulo ng mga optical fibers na may mga LED na tumatakbo sa buong lakas. Ang mga ito ay lubos na maliwanag.

Hakbang 11: Pagkabit ng Fiber Optic sa mga LED

Ang bawat LED ay isinama sa pamamagitan ng 3mm optical fiber. Ang 3d naka-print na adapter ng hibla ay umaangkop nang mahigpit sa LED na pagpupulong at ginagabayan ang hibla. Ang block relief block ay naka-mount ng humigit-kumulang 65mm sa harap ng LED heatsinks.

Nagbibigay ito ng sapat na silid upang mapasok ang iyong mga daliri at itulak ang mga adaptor ng hibla sa mga LED at pagkatapos ay magkasya sa hibla.

Mag-drill ng 4mm na butas sa pamamagitan ng block ng relief relief na naaayon sa mga LED.

Ang bawat haba ng hibla ay humigit-kumulang na 250mm ang haba, Subalit dahil ang bawat hibla ay tumatagal ng iba't ibang landas, ang aktwal na nilagyan ng haba ay magkakaiba. Ang pinakamadaling paraan upang makuha ang karapatang ito ay upang i-cut ang haba ng hibla ng 300mm. Pagkatapos ay dapat mong ituwid ang hibla o imposibleng pamahalaan. Ito ay tulad ng 3mm makapal na sweat rod, at mas matigas kaysa sa akala mo.

Upang maituwid ang hibla, gumamit ako ng 300mm haba (tinatayang) 4mm OD tanso na tungkod. Ang lapad sa loob ng pamalo ay sapat para sa hibla upang maayos na dumulas sa pamalo. Tiyaking makinis ang magkabilang dulo ng pamalo, kaya't hindi mo gasgas ang hibla habang isinasara ito papasok at palabas ng tungkod.

Itulak ang hibla sa tungkod upang ito ay mapula sa isang dulo at may isang maliit na haba na dumidikit sa kabilang panig, o hanggang sa kung ang pamalo ay mas mahaba kaysa sa hibla. Pagkatapos isawsaw ang pamalo sa isang malalim na kasirola na puno ng tubig na kumukulo ng halos 15 segundo. Alisin ang tungkod at muling iposisyon ang hibla kung kinakailangan upang ang kabilang dulo ay mapula ng dulo ng pamalo, pagkatapos ay painitin ang dulo na sa parehong paraan.

Dapat ay mayroon ka ng isang perpektong tuwid na piraso ng hibla. Alisin sa pamamagitan ng pagtulak ng isa pang piraso ng hibla hanggang sa mahawakan mo at matanggal ang naituwid na hibla.

Kapag naayos mo ang lahat ng labindalawang piraso ng hibla, gupitin ang karagdagang labindalawang piraso na tinatayang 70mm ang haba. Gagamitin ang mga ito upang gabayan ang mga hibla sa pamamagitan ng plate ng pagkabit. Pagkatapos kapag nakumpleto ang konstruksyon, gagamitin sila upang mapunan ang indibidwal na fibre out coupler, kaya't hindi sila nasayang.

Ituwid ang mga hiwa ng ito sa parehong paraan. Pagkatapos ay magkasya ang mga ito sa plate ng coupler. Maaari mong makita kung paano sila dapat tumingin sa larawan sa itaas. Ang staggered layout ay upang i-minimize ang lugar na inookupahan ng mga hibla (minimal spherical packing density). Tinitiyak nito na ang fibre combiner ay maaaring gumana nang mas mahusay hangga't maaari.

Dalhin ang bawat buong piraso ng pinutol na hibla at buhangin isang dulo na flat, nagtatrabaho hanggang sa 800 at pagkatapos ay 1500 grit na liha. Pagkatapos polish na may metal o plastic polish - isang maliit na tool na paikot na may isang polishing pad ay madaling gamitan dito.

Alisin ngayon ang ONE cut fiber at i-slide ang buong haba ng hibla sa plate ng coupler. Pagkatapos ay iakma ito pabalik sa pamamagitan ng pagkapaginhawa ng pilay upang ang pinakintab na dulo ay hawakan ang LED lens sa harap sa pamamagitan ng LED fiber coupler. Ulitin para sa bawat hibla. Ang pagpapanatili ng mga maikling piraso ng hibla sa mga butas ay tinitiyak na ang bawat mahabang hibla ay madaling makuha sa eksaktong lugar.

TANDAAN: Huwag itulak nang labis sa violet at ultraviolet LEDs Naka-encapsulate ito ng isang malambot na materyal na polimer hindi katulad ng iba pang mga LED, na epoxy encapsulated. Madaling i-deform ang lens at maging sanhi ng pagkasira ng bonding wires. Tiwala sa akin, natutunan ko ito sa mahirap na paraan. Kaya't maging banayad kapag naaangkop ang mga hibla sa dalawang LEDs na ito.

Hindi mahalaga kung anong order ang iyong ruta sa mga hibla sa pamamagitan ng coupler ngunit subukan at i-layer ang mga hibla upang hindi sila tumawid sa bawat isa. Sa aking disenyo sa ilalim ng anim na LEDs ay inilipat sa pinakamababang tatlong butas para sa kaliwang tatlong LEDs at pagkatapos ang susunod na tatlong butas para sa tamang tatlong LEDs at iba pa.

Kapag na-redirect mo ang lahat ng mga hibla sa coupler, ilagay ito sa base board at mag-drill ng dalawang butas na nakakabit, pagkatapos ay i-tornilyo ito.

Pagkatapos, gamit ang isang matalim na pares ng mga dayagonal na pamutol, gupitin ang bawat piraso ng hibla na malapit sa mukha ng coupler hangga't maaari. Pagkatapos ay hilahin ang bawat piraso, buhangin at polish ang cut end at palitan ito, bago lumipat sa susunod na hibla.

Huwag mag-alala kung ang mga hibla ay hindi lahat eksaktong flush sa mukha ng coupler. Mas mahusay na magkamali sa gilid ng pagkakaroon ng mga ito ng bahagyang recessed kaysa sa nakausli ngunit ang isang millimeter o dalawang pagkakaiba ay hindi talaga mahalaga.

Hakbang 12: Pag-configure ng Raspberry Pi

Ang proseso ng pagsasaayos ng Raspberry Pi ay dokumentado sa nakalakip na dokumento ng rtf na bahagi ng pagkakabit ng zip file. Hindi mo kailangan ng anumang karagdagang hardware upang mai-configure ang Pi maliban sa isang ekstrang USB port sa isang PC upang mai-plug ito, isang angkop na USB cable at isang SD card reader upang lumikha ng imahe ng MicroSD card. Kailangan mo rin ng isang MicroSD card; Ang 8G ay higit pa sa sapat na malaki.

Kapag na-configure mo ang Pi, at na-plug ito sa pangunahing board ng controller, dapat itong lumabas bilang isang access point ng WiFi. Kapag ikinonekta mo ang iyong PC sa AP na ito at mag-browse sa https://raspberrypi.local o https://172.24.1.1 dapat mong makita ang pahina sa itaas. I-slide lamang ang mga slider upang i-set up ang tindi at haba ng daluyong ng ilaw na nais mong makita.

Tandaan na ang minimum na intensity ay 2; ito ay isang kakaibang uri ng Pi PWM library.

Ipinapakita ng pangalawang larawan ang yunit na gumagaya sa spectrum ng isang lampara ng CFL, na may mga emisyon na humigit-kumulang 420nm, 490nm at 590nm (lila, turkesa at amber) na tumutugma sa tipikal na tatlong mga lampara ng patong na posporo.

Hakbang 13: Ang Fiber Combiner

Ang combinero ng fiber beam ay ginawa mula sa isang 15 x 15mm square acrylic rod. Tandaan na ang ilang mga acrylic na plastik ay may labis na pagsipsip sa spectrum mula sa 420nm at sa ibaba; upang suriin ito bago ka magsimula, lumiwanag ang UV LED sa pamamagitan ng tungkod at i-verify na hindi nito labis na pinapagaan ang sinag (gumamit ng isang piraso ng puting papel upang makita mo ang asul na glow mula sa mga optical whitener sa papel).

Maaari mong mai-print ang 3D na naka-print na jig para sa pag-sanding ng tungkod pababa o bumuo ng iyong sarili mula sa ilang angkop na sheet ng plastik. Gupitin ang tungkod sa tinatayang 73mm at buhangin at polish ang parehong mga dulo. Pagkatapos ay ayusin ang jig sa dalawang kabaligtaran na bahagi ng tungkod gamit ang double sided adhesive tape. Buhangin gamit ang 40 grit paper hanggang sa ikaw ay nasa loob ng 0.5mm o higit pa sa mga linya ng jig, pagkatapos ay unti-unting tataas sa 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 at sa wakas 7000 grit na papel upang makakuha ng isang tapered na pinakintab na ibabaw. Pagkatapos alisin ang jig at muling iposisyon upang buhangin ang iba pang dalawang panig. Dapat mayroon ka na ngayong isang tapered pyramid na angkop para sa pag-mount sa plate ng pagsasama-sama ng hibla. Ang makitid na dulo ay 6mm x 6mm upang tumugma sa landas ng hibla.

Tandaan: sa aking kaso hindi ako medyo buhangin hanggang sa 6mm x 6mm kaya't ang combiner ay dumidikit nang kaunti mula sa mounting plate. Hindi ito mahalaga dahil ang 6mm fiber ay isang press fit at magpapalakas sa makitid na dulo ng combiner kung maitulak nang sapat.

Tanggalin pabalik ang tungkol sa 1 pulgada ng panlabas na dyaket mula sa 6mm fiber, alagaan na hindi masira ang mismong hibla. Kung magkagayon, kung ang panlabas na dyaket ng hibla ay hindi sapat na sukat na magkasya sa plato ng coupler, balutin lamang ang isang piraso ng tape sa paligid nito. Dapat ay pagkatapos ay maitulak ito at mahigpit na higaan ng combiner pyramid. I-mount ang buong pagpupulong sa baseplate na linya sa mga output ng hibla.

Tandaan na nawawalan ka ng ilaw kapag pinagsasama. Maaari mong makita ang dahilan mula sa mga optik na bakas sa itaas, dahil ang pagtuon ng ilaw pababa ay nagdudulot din ng pagtaas ng anggulo ng sinag at nawalan kami ng ilaw sa proseso. Para sa maximum na kasidhian sa isang solong haba ng daluyong, gamitin ang opsyonal na plate ng plate ng coupler upang pumili nang direkta sa isang LED o LED sa 3mm fiber.

Hakbang 14: Ang Indibidwal na Fiber Output Coupler Plate

Ito ay pangalawang pag-print lamang ng pangunahing gabay sa hibla. Muli, tandaan na mag-print sa 105% na sukat upang payagan ang clearance para sa mga hibla sa pamamagitan ng mga butas. Pasimple mo lamang ang plate na ito pababa sa linya kasama ang pangunahing gabay sa hibla, i-unscrew ang pagpupulong ng combiner at palitan ito ng plate na ito. Huwag kalimutan na magkasya ito sa tamang paraan ng pag-ikot, ang mga butas ay pumila lamang sa isang direksyon !.

Ngayon ilagay ang 12 piraso ng hibla na iyong pinutol sa mga butas sa plato. Upang pumili ng isa o higit pang mga haba ng daluyong, alisin lamang ang isang piraso ng hibla at ilagay ang isang mas mahabang haba sa butas. Maaari mong piliin ang lahat ng 12 mga haba ng daluyong nang sabay-sabay kung nais mo.

Hakbang 15: Higit Pang Lakas !. Marami pang Wavelength

Maaaring magmaneho ang Pi ng maraming mga channel kung nais mo. Gayunpaman ang pagkakaroon ng mga LED sa iba pang mga wavelength ay malamang na isang hamon. Maaari kang makakuha ng 365nm UV LEDs nang mura ngunit ang nababaluktot na hibla 6mm cable ay nagsisimulang sumipsip nang malakas kahit sa 390nm. Gayunpaman natagpuan ko na ang mga indibidwal na hibla ay gagana sa haba ng daluyong na iyon, kaya kung nais mo, maaari kang magdagdag o palitan ang isang LED upang bigyan ka ng isang mas maikling haba ng haba ng daluyong ng UV.

Ang isa pang posibilidad ay upang madagdagan ang ningning sa pamamagitan ng pagdoble sa mga LED. Maaari kang, halimbawa, mag-disenyo at mag-print ng isang 5 X 5 fiber coupler (o 4 X 6) at magkaroon ng 2 LEDs bawat channel. Tandaan na kakailanganin mo ng isang mas malaking suplay ng kuryente habang gumaguhit ka ng halos 20 amps. Ang bawat LED ay nangangailangan ng sarili nitong pagbagsak ng risistor; huwag direktang ihambing ang mga LED. Ang MOSFETs ay may higit sa sapat na kapasidad upang himukin ang dalawa o kahit maraming mga LED bawat channel.

Hindi mo talaga magagamit ang mas mataas na mga LED na kuryente dahil hindi sila naglalabas ng ilaw mula sa isang maliit na lugar tulad ng 3W LEDs at sa gayon hindi mo sila mahusay na ipagsama sa kanila. Hanapin ang 'konserbasyon ng etendue' upang maunawaan kung bakit ito.

Ang pagkawala ng ilaw sa pamamagitan ng combiner ay medyo mataas. Ito ay sa kasamaang palad isang bunga ng mga batas ng pisika. Sa pagbawas ng radius ng sinag dinagdagan din natin ang anggulo ng pagkakaiba-iba at sa gayon ang ilang mga ilaw ay makatakas sapagkat ang gabay ng ilaw at hibla ay mayroon lamang anggulo ng pagtanggap sa paligid ng 45 degree. Tandaan na ang output ng kuryente mula sa mga indibidwal na output ng hibla ay makabuluhang mas mataas kaysa sa pinagsamang roveler ng haba ng daluyong.