بناء جهاز قوس قزح: 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

جهاز قوس قزح (المعروف أيضًا باسم The Astral Chromascope) هو أداة بصرية تسمح لك برؤية الطاقة الملونة من الأشياء العادية! في هذا Instructable ، سأوضح لك كيفية بناء الخاص بك لاستكشاف المشاعر الفنية للأشياء من حولك!

الخطوة الأولى: جمع المواد المطلوبة

يتطلب هذا البناء طابعة ثلاثية الأبعاد وبعض مهارات اللحام والتجميع الأساسية. سوف تحتاج:

• طابعة ثلاثية الأبعاد.
• شريط تغليف واضح (أو آلة تصفيح).
• ورق ابيض.
• مقص.
• محول جداري يعمل بالتيار المستمر معاد تدويره من بعض الأجهزة الإلكترونية المهملة.
• محول تنحي صغير قابل للتعديل DC-to-DC.
• نجوم LED عالية الطاقة مقاس 20 مم ، بألوان الأحمر والأخضر والأزرق.
• مقياس متعدد (اختياري: مزود طاقة متغير الجهد أعلى منضدة).
• لحام الحديد ولحام الصنوبري.
• بعض الأسلاك الخردة وبعض قواطع الأسلاك ومزيل الأسلاك.
• شريط كهربائي.
• نوع من الغراء للبلاستيك. شيء شبه دائم مثل E6000 هو خيار جيد.
• اختياري: لباد أخضر لتغطية قاع القاعدة.

البحث عن مصدر التيار الكهربائي:

مصدر الطاقة هو نوع عادي من "ثؤلول الجدار" يأتي مع معظم الأجهزة الإلكترونية. من الناحية المثالية ، يكون لديك بعض الإلكترونيات المهملة التي يمكنك استخدامها. معظم ثآليل الحائط تطفئ 4.5 فولت أو 5 فولت أو 9 فولت أو 12 فولت أو أحيانًا 24 فولت. التصنيف المهم الآخر هو ما إذا كان DC (عام) أو AC (أقل شيوعًا) على الإخراج.

بالنسبة لهذا المشروع ، ستحتاج إما إلى محول 9 فولت أو محول 12 فولت كحد أدنى. تحتاج إلى إخراج حوالي 9 واط كحد أدنى. القوة الكهربائية هي ببساطة نتاج جهد الخرج وتيار الخرج المكتوب على الملصق. على سبيل المثال ، إذا ذكر الملصق أن جهد الخرج كان 9 فولت عند 1 أمبير ، فهذا يعني أنه يخرج 9 واط بالضبط. إذا كان للمحول خرج بجهد 12 فولت بتيار يبلغ 0.85 أمبير (850 مللي أمبير) ، فهذا يعني أن الإخراج سيكون 10.2 واط وسيكون مناسبًا أيضًا.

من أجل سلامتك الشخصية ، لا تستخدم مصدر طاقة أكبر من 12 فولت أو 2 أمبير

الحصول على الأجزاء من موقع eBay:

يمكن الحصول على معظم الأجزاء الإلكترونية من موقع eBay بسعر رخيص للغاية. بالنسبة لمصابيح LED ، ابحث عن "نجمة LED مقاس 20 مم". ستجد على الأرجح العديد من خيارات الألوان والقوة الكهربائية. احصل على واحد (أو عدة) من كل لون أساسي ، أحمر وأخضر وأزرق واختر مجموعة 3 واط. تأكد من أن الحجم 20 مم بحيث يتناسب بشكل صحيح مع القاعدة المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

الجزء المهم الآخر من هذا البناء هو محول باك صغير قابل للتعديل DC-DC. هذه لوحات دوائر صغيرة تقوم بتحويل جهد تيار مستمر أعلى إلى جهد أقل. سوف تحتاج إلى واحد لديه جهد قابل للتعديل على الخرج. تلك التي أستخدمها صغيرة جدًا (17.5 ملم × 11.14 ملم) والقاعدة المطبوعة ثلاثية الأبعاد بها فتحة لهذا الحجم المعين.

لقد رأيتهم على موقع eBay بعنوان "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip" ، ولكن يتم بيع نفس الشيء بالضبط من قبل العديد من البائعين. تأكد من تطابق الصورة وأن هناك وسادتي لحام على كل طرف من طرفي اللوحة. انظر الصورة للنوع الصحيح والنوع الخطأ.

الخطوة 2: طباعة ثلاثية الأبعاد للأجزاء

ستحتاج إلى طباعة الأجزاء التالية من STLs الخاصة بهم:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (اطبع باستخدام الوضع "spiralize")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

بالنسبة للمستخدمين المتقدمين الذين يرغبون في تخصيص التصميم ، فقد قمت أيضًا بتضمين ملف OpenSCAD المصدر.

الخطوة 3: اطبع نموذج وملصق شاشة جهاز العرض

• قم بتحميل نموذج ".svg" المرفق في Inkscape واطبعه.

• استخدم إما آلة تصفيح لتصفيح الصفحة ، أو:

  • قم بتغطية الدائرة البيضاء والملصق بشرائط متوازية من شريط تغليف واضح.
  • كرر على الجانب الخلفي.
• اقطع الدائرة.
• قطع الملصق.

الخطوة 4: قم بتجميع شاشة العرض

• أدخل الشاشة في الجزء الدائري لضمان الملاءمة المناسبة.
• ضع بعض المواد اللاصقة حول الحواف لتثبيتها.
• حرك حلقة التثبيت للحصول على دعم إضافي.

الخطوة 5: تعلم بعض الأجهزة الإلكترونية: ما هو محول باك؟

محول باك هو جهاز يقوم بتحويل جهد تيار مستمر إلى جهد تيار مستمر آخر ، نوعًا ما يشبه المحول ، ولكن للتيار المستمر بدلاً من التيار المتردد.

عند إضاءة مصابيح LED صغيرة ، من الشائع استخدام المقاوم للحد من التيار ، ولكن بالنسبة لمصابيح LED ذات الطاقة العالية ، سيكون هذا غير فعال للغاية حيث سيتم تحويل الكثير من الطاقة إلى حرارة!

لتجنب ذلك ، يمكننا استخدام محرك LED للتيار الثابت المخصص ، أو يمكننا استخدام محول باك عام ينتج جهدًا قابلًا للتعديل. لن يحد محول باك من التيار ، لكن التيار الذي يمر عبر مصابيح LED يتناسب مع الجهد. لذلك إذا بدأنا بجهد منخفض ، فيمكننا رفعه ببطء حتى يتدفق التيار المطلوب عبر مصابيح LED. إنه لا يتم توصيله وتشغيله مثل برنامج تشغيل LED ، ولكنه يقوم بالمهمة أيضًا عند ضبطه بشكل صحيح.

بالنسبة للخطوات التالية ، سنبدأ بإخراج 7 فولت على محول باك ثم نرفعها تدريجياً. هذه الخطوة مهمة للغاية ، لأننا إذا تجاوزنا جهد التشغيل ، سيزداد التيار بشكل كبير وسيخرج شيء ما الدخان السحري!

الخطوة 6: التجميع الأولي وضبط الجهد

اقطع موصل التيار المباشر من نهاية سلك ثؤلول الحائط وافصل السلكين.

قم بخلع حوالي 5 ملم من الأطراف وتأكد من أن الأطراف لا تلمس. الآن ، مع توصيل ثؤلول الحائط ، استخدم جهاز القياس المتعدد لقياس الجهد على طرفي السلك. دوّن أي نهاية موجبة لوقت لاحق.

الآن افصل ثؤلول الحائط ولحام السلك بنهايات "in +" و "in-" على محول DC-to-DC. تأكد تمامًا من حصولك على القطبية الصحيحة وأنك تقوم بلحام جانب الإدخال من اللوحة (تحقق من الجانب الخلفي للوحة لوضع العلامات).

قبل المتابعة ، قم بقياس الجهد على وسادات الإخراج. اقلب برغي الضبط الصغير حتى يقرأ الجهد 7 فولت ولاحظ الاتجاه الذي تحتاجه لتشغيل مقبض الضبط لزيادة أو تقليل الجهد. لاحظ مدى حساسية التعديل. ستحتاج إلى أن تكون قادرًا على ضبط الجهد بزيادات دقيقة للخطوة التالية.

هذا مهم: قبل الانتقال إلى الخطوة التالية ، اضبط جهد الخرج على ما لا يزيد عن 7 فولت! تأكد أيضًا من استخدام مصابيح LED باللون الأحمر والأخضر والأزرق! يأتي اختيار جهد البدء من مجموع تصنيفات الجهد لمصابيح LED المحددة ، والتي تبلغ 1.8 فولت و 2.0 فولت و 3.3 فولت على التوالي.

الخطوة 7: توصيل أسلاك مصابيح LED والتيار الدقيق

1. اضبط مصابيح LED على الفتحات الموجودة في القاعدة وقم بقص طول السلك الذي ستحتاجه لتوصيلها في سلسلة. ستحتاج إلى الانتقال من + لمؤشر LED إلى - للضوء التالي.
2. جندى المصابيح في السلسلة. مجموعة من أيادي المساعدة على مقاعد البدلاء مفيدة جدًا لهذه المهمة!
3. في بداية ونهاية سلسلة LED ، قم بتلحيم سلكين بطول أطول ، ويفضل أن يكون ذلك بلونين مختلفين ، حتى تتمكن من تتبع أيهما موجب وسالب. يجب أن يكون هذا السلك طويلًا بما يكفي للمرور عبر الفتحات ، والتفاف حول القناة في الخلف ، وفي الشق الخاص بمحول باك.
4. قم بلصق مصابيح LED إلى الفتحات الموجودة على القاعدة وقم بتغذية الأسلاك الأطول أسفل أحد الأعمدة الرأسية.
5. اقلب القاعدة. قم بلحام السلك "-" بالمحطة "الخارجية" لمحول DC-to-DC. ضع في اعتبارك القطبية - إذا قمت بعكس اتجاهها ، فلن تضيء مصابيح LED!
6. في هذه المرحلة ، لا يزال السلك "+" مفصولًا عن لوحة "out +". اضبط جهاز القياس المتعدد على مضخمات التيار المستمر وقم بتوصيل ثؤلول الحائط. قم بتوصيل المتر المتعدد المتسلسل بالسلك المفكوك والوسادة وتأكد من أن التيار يبلغ حوالي 400 مللي أمبير.
7. إذا كنت بحاجة إلى ضبط التيار ، فقم بذلك عن طريق تدوير مسمار الضبط بكميات صغيرة جدًا وفحص التيار.

ملحوظة: إذا كان لديك مصدر طاقة على طاولة بمقياس تيار مدمج ، فسيكون من الأسهل استخدامه لضبط الجهد والسطوع لسلسلة LED بشكل منفصل ، وبمجرد العثور على جهد التشغيل الصحيح ، يمكنك بعد ذلك ضبط الجهد على منظم DC-to-DC لمطابقة جهد التشغيل المثالي قبل توصيل مصابيح LED.

الخطوة الثامنة: الانتهاء من الأسلاك والاختبار

• افصل ثؤلول الحائط وقم بتوصيل السلك "+" بلوحة "out +" لإكمال الدائرة.
• قم بتأمين محول DC-to-DC في التجويف باستخدام ربت من الغراء ولف أي سلك زائد في القناة.
• قم بتوصيل محول الحائط وتأكد من أنه يعمل.

الآن ، قم بتوصيل ثؤلول الحائط للاختبار النهائي. من المحتمل أن تكون مصابيح LED ساطعة وغير مريحة عند النظر إليها ، لذلك لا تفعل ذلك (بدلاً من ذلك ، قم بإطفاء الأنوار في غرفتك وانظر إلى الألوان الجميلة المعروضة على جدرانك!).

قبل الشروع في التجميع ، اتركه يعمل لبضع دقائق وافحصه مرة أخرى بانتظام للتأكد من أنه لا يسخن بشدة عند لمسه. إذا كان الأمر كذلك ، فقم بإعادة الجهد على محول DC-to-DC - افعل ذلك ببطء وكن حذرًا جدًا حتى لا تحوله بطريقة خاطئة! يمكنك ترك مصابيح LED تعمل دافئة ، ولكن ليس ساخنة بدرجة كافية لإذابة البلاستيك أو إنتاج روائح غريبة أو حرق منزلك!

كإجراء وقائي إضافي ، لا تقم بتشغيل هذا الجهاز دون مراقبة

الخطوة 9: استكمال القاعدة

قم بتغطية محول DC-to-DC والقناة بشريط كهربائي. ثم قم بقص قطعة من اللباد الأخضر واستخدمها لتغطية الجزء السفلي من الجهاز. استخدم بعض الغراء أو رذاذ اللاصق للصق اللباد في الأسفل.

الخطوة 10: استكمال التجميع

تابع التجميع عن طريق لصق الأعمدة الثلاثة في فتحاتها في القاعدة. ثم ضع شاشة العرض أعلى الأعمدة.

الآن ، ضع واقي العين (أسمي ذلك لأنه يمنع الضوء من تعمية المستخدم). يتشابه واقي العين وعجلة الدوران في المظهر ، ولكن الأصغر هو حارس العين. تحتوي على أقسام من الداخل لمنع الضوء من اختلاط المصابيح.

ضع واقي العين على القاعدة وقم بمحاذاة حتى تمتزج كل الألوان في لون أبيض يغطي الشاشة بأكملها. مرر حبة من الغراء حول الحافة وقم بإزالتها. استخدم شريطًا على الوجهين لإرفاق الملصق بالقاعدة.

الخطوة 11: استمتع بوقت رائع جدًا

الآن ، ضع عجلة الدوران فوق واقي العين. لا ينبغي لصق هذه القطعة النهائية. يمكنك تدويره لإخفاء الضوء جزئيًا وإنشاء أنماط لونية رائعة! الصق كائنات مختلفة ، مثل قصاصات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، خلف الشاشة لإلقاء ظلال قوس قزح رائعة تمامًا!

الجائزة الأولى في مسابقة Make it Glow 2018