Fluorescent Crystal Display Stand: 5 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Bumalik noong ako ay nagtatapos mula sa unibersidad, nagtatrabaho ako sa isang eksperimento para sa madidiskubre na direktang bagay na tinatawag na CRESST. Ang eksperimentong ito ay gumagamit ng mga detektor ng maliit na butil batay sa mga kristal na scintillating calcium tungstate (CaWO4). Mayroon akong isang basag na kristal bilang souvenir at palaging nais na bumuo ng isang display stand na nakagaganyak sa fluorescence ng kristal.

Napagtanto ko na ang mga tao ay marahil ay hindi kokopyahin ang eksaktong build na ito dahil ang calcium crystals ng calcium tungstate ay hindi magagamit sa komersyo at pati na rin ang UVC LEDs na ginamit ko ay medyo mahal. Gayunpaman, maaaring makatulong ito sa iyo kung nagpaplano kang bumuo ng isang display stand para sa iba pang mga fluorescent mineral tulad ng amber o fluorite.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Materyales

• fluorescent CaWO4 na kristal
• maliit na kahon ng proyekto (hal. conrad.de)
• 278 nm UVC LED (hal. Crystal IS)
• LED starboard (metal core PCB) (hal. Lumitronix)
• thermal pad (hal. Lumitronix)
• heatsink (hal. Lumitronix)
• step up module (hal. ebay.de)
• LED boost driver (hal. Ebay.de)
• LiPo baterya (hal. Ebay.de)
• slide switch
• 0.82 Ohm 1206 SMD risistor

Ang fluorescence sa calcium tungstate ay maaaring nasasabik sa haba ng daluyong <280 nm. Ito ay medyo malayo sa UV at LEDs sa haba ng daluyong na ito ay karaniwang medyo mahal (~ 150 $ / pc). Sa kabutihang palad, nakakuha ako ng mga 278 nm SMD LED nang libre dahil naiwan sila sa mga sample ng engineering mula sa kumpanyang pinagtatrabahuhan ko. Ang ganitong uri ng mga LEDs ay karaniwang ginagamit para sa pagdidisimpekta.

BABALA: Ang ilaw ng UV ay maaaring maging sanhi ng pinsala sa mga mata at balat. Tiyaking magkaroon ng wastong proteksyon, hal. UV salaming de kolor

Ayon sa spec sheet ang mga LED ay mayroong isang optical output power na ~ 25 mW, isang kasalukuyang operating na 300 mA at isang mataas na boltahe na pasulong ng ~ 12 V. Dahil nangangahulugan ito na ang mga LEDs ay natatanggal tungkol sa 3 W ng init na kailangan nilang mai-mount sa isang tamang heat sink. Samakatuwid, bumili ako ng isang metal core PCB (starboard) na may kanang bakas ng paa, isang thermal pad at isang maliit na heat sink. Tulad ng mga LEDs ay madaling masira ng masyadong mataas na alon dapat silang patakbuhin na may isang pare-pareho na kasalukuyang driver. Nakuha ko ang isang napaka murang pare-pareho kasalukuyang boost driver board batay sa XL6003 IC na nagpapataas din ng output boltahe. Ayon sa datasheet ang output boltahe ay hindi dapat mas mataas sa 2x ang input boltahe. Gayunpaman, dahil nais kong paganahin ang lahat mula sa isang 3.7 V LiPo na baterya, nagdagdag ako ng isa pang converter ng step up na nagdaragdag ng boltahe ng baterya sa ~ 6 V bago ang LED driver. Ang kasalukuyang output ng LED driver ay itinakda ng dalawang SMD resistors na konektado kahanay sa board. Ayon sa XL6003 datasheet ang kasalukuyang ay ibinibigay ng I = 0.22 V / Rs. Bilang default mayroong dalawang 0.68 Ohm resistors na konektado sa kahanay na nagkakahalaga ng ~ 650 mA. Upang maibaba ang kasalukuyang, kinailangan kong palitan ang mga resistors na ito ng isang 0.82 Ohm risistor na magbibigay ~ 270 mA.

Hakbang 2: Pag-mount sa LED

Sa susunod na hakbang nahinang ko ang LED papunta sa starboard. Tulad ng na metioned ito ay mahalaga upang makakuha ng isang PCB na may pagtutugma ng bakas ng paa ng iyong LED. Ang paghihinang sa isang metal na core ng PCB ay maaaring maging mahirap habang ang board ay nagpapalabas ng init nang maayos. Upang gawing mas madali ang paghihinang inirerekumenda na ilagay ang PCB sa isang mainit na plato ngunit nagawa ko ring gawin nang wala. Ang LED ay dapat na isama sa board na may thermal paste. Matapos ang paghihinang ay ikinabit ko ang starboard sa heatsink gamit ang thermal pad.

Hakbang 3: Ikonekta ang Electronics

Idinikit ko ang lahat ng mga elektronikong sangkap sa ilalim ng plato ng aking enclosure. Tandaan na ang heatsink ay naging mainit kaya't kapaki-pakinabang na gumamit ng isang pandikit na makatiis ng mataas na temperatura. Nakakonekta ang baterya sa module ng step up na nagdaragdag ng boltahe hanggang sa 6 V. Ang output ay pagkatapos ay wired sa LED boost driver na konektado sa LED. Ang isang slide switch ay naidagdag pagkatapos ng baterya ngunit baka gusto mong gawin ang paghihinang lamang pagkatapos mong mai-mount ang slide switch sa susunod na hakbang.

Hakbang 4: Baguhin ang Enclosure

Gumawa ako ng ilang mga pagbabago sa encluse gamit ang aking dremel tool. Ang isang hugis-slit na butas ay inilagay sa itaas upang makatakas ang ilaw ng LED. Bilang karagdagan, naglalagay ako ng ilang mga bukana sa gilid para sa bentilasyon. Ang isa pang butas ay ginawa para sa slide switch na naayos na may mainit na pandikit. Hindi ako masyadong nasiyahan sa hitsura ng enclosure dahil ang mga butas ay mukhang medyo magaspang. Sa kabutihang palad ang karamihan sa kanila ay hindi nakikita. Sa susunod ay malamang na gagawa ako ng isang pasadyang kahon gamit ang isang laser cutter.

Hakbang 5: Tapos na

Matapos isara ang enclosure ay natapos ang proyekto. Ang kristal ay maaaring mailagay sa slit sa tuktok at nasasabik sa LED mula sa ibaba. Ang paglabas ng fluorescence ay medyo maliwanag. Tandaan na ang lahat ng ilaw ay nagmumula talaga sa kristal dahil ang UVC light ay hindi nakikita.

Ang pagbuo ay maaaring tiyak na mapabuti sa ilang mga paraan. Una sa lahat ang thermal managment ng LED ay hindi mahusay at ang heat sink ay nagiging mainit. Ito ay dahil mayroong napakakaunting bentilasyon mula noong ang heat sink ay naka-mount sa loob ng enclosure. Sa ngayon hindi ako naglakas-loob na patakbuhin ang LED na mas mahaba kaysa sa ilang minuto. Pangalawa, nais kong gumawa ng isang mas magandang enclosure sa susunod gamit ang isang pasadyang kahon ng laser cut na gawa sa itim na acrylic. Bilang karagdagan, ang isang module ng LiPo charger na may microUSB plug ay maaaring idagdag upang hindi mo na kailangang buksan ang kahon para sa recharging.