Fluoreszkáló kristály kijelzőállvány: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Még az egyetem elvégzésekor a sötét anyag közvetlen észlelésére irányuló kísérleten dolgoztam, a CRESST néven. Ez a kísérlet részecskeérzékelőket használ, amelyek szcintilláló kalcium -volframát (CaWO4) kristályokon alapulnak. Egy törött kristályom van emléktárgyként, és mindig olyan kiállítót akartam építeni, amely izgatja a kristály fluoreszcenciáját.

Rájöttem, hogy az emberek valószínűleg nem másolják ezt a pontos felépítést, mivel a kalcium -volframát kristályok nem kaphatók a kereskedelemben, és az általam használt UVC LED -ek is meglehetősen drágák. Ez azonban segíthet Önnek, ha kijelzőállványt tervez más fluoreszkáló ásványok, például borostyán vagy fluorit számára.

Lépés: Gyűjtse össze az anyagokat

• fluoreszkáló CaWO4 kristály
• kis projektdoboz (pl. conrad.de)
• 278 nm UVC LED (pl. Crystal IS)
• LED jobb oldali (fém mag PCB) (pl. Lumitronix)
• hőpárna (pl. Lumitronix)
• hűtőborda (pl. Lumitronix)
• léptető modul (pl. ebay.de)
• LED erősítő illesztőprogram (pl. Ebay.de)
• LiPo akkumulátor (pl. Ebay.de)
• csúszó kapcsoló
• 0,82 Ohm 1206 SMD ellenállás

A kalcium -volframát fluoreszcenciája gerjeszthető 280 nm alatti hullámhosszon. Ez meglehetősen messze van az UV -ben, és a LED -ek ilyen hullámhosszon általában meglehetősen drágák (~ 150 $/db). Szerencsére kaptam ingyen 278 nm -es SMD LED -eket, mivel mérnöki minták maradtak a cégtől, ahol dolgozom. Az ilyen típusú LED -eket általában fertőtlenítésre használják.

FIGYELMEZTETÉS: Az UV -fény károsíthatja a szemet és a bőrt. Ügyeljen a megfelelő védelemre, pl. UV szemüveg

A specifikáció szerint a LED -ek optikai kimeneti teljesítménye ~ 25 mW, működési áramuk 300 mA és nagy előremenő feszültsége ~ 12 V. megfelelő hűtőborda. Ezért vettem egy fémmagos NYÁK -t (jobb oldali), megfelelő lábnyomdal, hőpárnával és kis hűtőbordával. Mivel a LED -ek könnyen károsodhatnak a túl nagy áramok miatt, állandó áramerősségű meghajtóval kell működtetni őket. Kaptam egy nagyon olcsó állandóáramú erősítő vezérlőlapot az XL6003 IC alapján, amely szintén növeli a kimeneti feszültséget. Az adatlap szerint a kimeneti feszültség nem lehet nagyobb, mint a bemeneti feszültség kétszerese. Mivel azonban mindent 3,7 V -os LiPo akkumulátorról akartam táplálni, hozzáadtam egy újabb fokozatos átalakítót, amely a LED -meghajtó előtt ~ 6 V -ra növeli az akkumulátor feszültségét. A LED -meghajtó kimeneti áramát két SMD ellenállás állítja be, amelyek párhuzamosan vannak csatlakoztatva a táblán. Az XL6003 adatlapja szerint az áramot I = 0,22 V/Rs adja meg. Alapértelmezés szerint két 0,68 ohmos ellenállás van párhuzamosan csatlakoztatva, ami ~ 650 mA. Az áram csökkentése érdekében ezeket az ellenállásokat le kellett cserélnem egy 0,82 ohmos ellenállásra, ami ~ 270 mA -t ad.

2. lépés: A LED felszerelése

A következő lépésben forrasztottam a LED -et a jobb oldalra. Amint azt már említettük, fontos, hogy olyan PCB -t szerezzen be, amely megfelel a LED -ek lábnyomának. A fémmagos NYÁK -ra forrasztás nehéz lehet, mivel a lap meglehetősen jól elvezeti a hőt. A forrasztás megkönnyítése érdekében ajánlott a NYÁK -t főzőlapra helyezni, de sikerült anélkül is. A LED -et termikus pasztával kell a táblához csatlakoztatni. Forrasztás után a jobb oldali részt a hűtőbordához rögzítettem a hőpárnával.

3. lépés: Csatlakoztassa az elektronikát

Minden elektronikai alkatrészt ragasztottam a ház alsó lapjához. Vegye figyelembe, hogy a hűtőborda meglehetősen felforrósodik, ezért érdemes olyan ragasztót használni, amely ellenáll a magas hőmérsékletnek. Az akkumulátor csatlakozik a fokozó modulhoz, amely körülbelül 6 V -ra növeli a feszültséget. A kimenet ezután a LED -es erősítőhöz van csatlakoztatva, amely a LED -hez van csatlakoztatva. Az akkumulátor után csúszkakapcsolót adtak hozzá, de érdemes a forrasztást csak a csúszókapcsoló felszerelése után elvégezni a következő lépésben.

4. lépés: A ház módosítása

A dremel eszközzel néhány módosítást végeztem az enkelen. Egy rés alakú lyukat helyeztek a tetejére, hogy a LED-lámpa kiszökhessen. Ezenkívül néhány nyílást helyeztem az oldalra a szellőzés érdekében. Egy másik lyuk készült a csúszó kapcsolóhoz, amelyet forró ragasztóval rögzítettek. Nem vagyok elégedett a burkolat kinézetével, mivel a lyukak elég durvaak. Szerencsére a legtöbbjük nem látható. Legközelebb valószínűleg egyedi dobozt készítek lézervágóval.

5. lépés: Kész

A ház bezárása után a projekt befejeződött. A kristály a felső résen helyezhető el, és a LED alulról izgatja. A fluoreszcencia emisszió meglehetősen világos. Vegye figyelembe, hogy az összes fény valóban a kristályból származik, mivel az UVC fény láthatatlan.

A felépítés mindenképpen javítható néhány módon. Először is a LED hőkezelése nem jó, és a hűtőborda elég felmelegszik. Ennek oka az, hogy nagyon kevés a szellőzés, mivel a hűtőbordát a házba szerelték. Eddig nem mertem néhány percnél tovább működtetni a LED -et. Másodszor, legközelebb egy szebb házat szeretnék készíteni egy fekete akrilból készült egyedi lézervágó doboz használatával. Ezenkívül LiPo töltőmodul is csatlakoztatható microUSB csatlakozóval, így nem kell kinyitni a dobozt az újratöltéshez.