حامل شاشة الكريستال الفلوري: 5 خطوات (مع صور)

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

عندما كنت أتخرج من الجامعة ، كنت أعمل على تجربة للكشف المباشر عن المادة المظلمة تسمى CRESST. تستخدم هذه التجربة كاشفات الجسيمات على أساس بلورات تنجستات الكالسيوم المتلألئة (CaWO4). لديّ بلورة مكسورة كتذكار وأردت دائمًا بناء حامل عرض يثير تألق الكريستال.

أدرك أن الناس ربما لن ينسخوا هذا البناء الدقيق لأن بلورات تنغستات الكالسيوم غير متوفرة تجاريًا ، كما أن مصابيح LED UVC التي استخدمتها باهظة الثمن. ومع ذلك ، قد يساعدك إذا كنت تخطط لبناء حامل عرض للمعادن الفلورية الأخرى مثل العنبر أو الفلوريت.

الخطوة 1: اجمع المواد

• الكريستال CaWO4 الفلورية
• صندوق مشروع صغير (مثل conrad.de)
• 278 نانومتر UVC LED (مثل Crystal IS)
• ميمنة LED (قلب معدني ثنائي الفينيل متعدد الكلور) (مثل Lumitronix)
• وسادة حرارية (مثل Lumitronix)
• خافض حرارة (مثل Lumitronix)
• وحدة تصعيد (مثل ebay.de)
• محرك تعزيز LED (مثل ebay.de)
• بطارية LiPo (مثل ebay.de)
• تبديل الشريحة
• 0.82 أوم 1206 SMD المقاوم

يمكن إثارة الإسفار في تنغستات الكالسيوم عند أطوال موجية <280 نانومتر. هذا بعيد جدًا في الأشعة فوق البنفسجية ومصابيح LED عند هذا الطول الموجي غالبًا ما تكون باهظة الثمن (حوالي 150 دولارًا / قطعة). لحسن الحظ ، حصلت على 278 نانومتر SMD LEDs مجانًا حيث تم تركها على عينات هندسية من الشركة التي أعمل بها. عادة ما يستخدم هذا النوع من المصابيح للتطهير.

تحذير: يمكن أن تسبب الأشعة فوق البنفسجية ضررًا للعينين والجلد. تأكد من حصولك على الحماية المناسبة ، على سبيل المثال نظارات واقية من الأشعة فوق البنفسجية

وفقًا لورقة المواصفات ، تتمتع مصابيح LED بقدرة خرج ضوئية تبلغ حوالي 25 مللي وات ، وتيار تشغيل يبلغ 300 مللي أمبير ، وجهد أمامي مرتفع يبلغ 12 فولت تقريبًا ، نظرًا لأن هذا يعني أن مصابيح LED تبدد حوالي 3 وات من الحرارة ، فيجب تركيبها على بالوعة الحرارة المناسبة. لذلك ، اشتريت ثنائي الفينيل متعدد الكلور (الميمنة) مع البصمة اليمنى ، ووسادة حرارية ومشتت حرارة صغير. نظرًا لأن مصابيح LED يمكن أن تتلف بسهولة بسبب التيارات العالية جدًا ، فيجب تشغيلها باستخدام محرك تيار مستمر. لقد حصلت على لوحة محرك دفع تيار مستمر رخيصة جدًا تعتمد على XL6003 IC والتي تعمل أيضًا على زيادة جهد الخرج. وفقًا لورقة البيانات ، يجب ألا يكون جهد الخرج أعلى من 2x جهد الدخل. ومع ذلك ، نظرًا لأنني أردت تشغيل كل شيء من بطارية LiPo 3.7 فولت ، فقد أضفت محولًا آخر للخطوة يزيد من جهد البطارية إلى ~ 6 فولت قبل برنامج تشغيل LED. يتم ضبط تيار الإخراج لمحرك LED بواسطة مقاومين SMD متصلين بالتوازي على اللوحة. وفقًا لورقة البيانات XL6003 ، يتم إعطاء التيار بواسطة I = 0.22 V / Rs. بشكل افتراضي ، هناك نوعان من المقاومات 0.68 أوم متصلتين بالتوازي والتي تبلغ ~ 650 مللي أمبير. من أجل خفض التيار ، اضطررت إلى استبدال هذه المقاومات بمقاوم 0.82 أوم والذي سيعطي ~ 270 مللي أمبير.

الخطوة 2: تركيب الصمام

في الخطوة التالية ، قمت بلحام LED على الميمنة. كما هو مذكور بالفعل ، من المهم الحصول على ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع البصمة المطابقة لمصباح LED الخاص بك. يمكن أن يكون اللحام على PCB ذو قلب معدني صعبًا لأن اللوحة تبدد الحرارة جيدًا إلى حد ما. لتسهيل عملية اللحام ، يوصى بوضع PCB على صفيحة ساخنة ، لكنني تمكنت أيضًا من الاستغناء عنها. يجب أن يقترن LED باللوحة مع عجينة حرارية. بعد اللحام ، قمت بتوصيل الميمنة بالمبدد الحراري باستخدام الوسادة الحرارية.

الخطوة 3: قم بتوصيل الإلكترونيات

لقد قمت بلصق جميع المكونات الإلكترونية على اللوحة السفلية من العلبة الخاصة بي. لاحظ أن المبدد الحراري يصبح ساخنًا جدًا لذا من المفيد استخدام غراء يمكنه تحمل درجات الحرارة المرتفعة. يتم توصيل البطارية بوحدة التصعيد التي تزيد الجهد الكهربائي إلى حوالي 6 فولت. ثم يتم توصيل الخرج بمحرك تعزيز LED المتصل بمصباح LED. تمت إضافة مفتاح منزلق بعد البطارية ولكن قد ترغب في القيام باللحام فقط بعد تثبيت مفتاح الشريحة في الخطوة التالية.

الخطوة 4: تعديل الضميمة

لقد أجريت بعض التعديلات على العلبة باستخدام أداة dremel الخاصة بي. تم وضع فتحة على شكل شق في الجزء العلوي حتى يهرب ضوء LED. بالإضافة إلى ذلك ، أضع بعض الفتحات في الجانب للتهوية. تم عمل ثقب آخر لمفتاح الشريحة الذي تم تثبيته بالغراء الساخن. لست سعيدًا جدًا بمظهر العلبة لأن الثقوب تبدو خشنة جدًا. لحسن الحظ معظمهم غير مرئي. في المرة القادمة سأقوم على الأرجح بصنع صندوق مخصص باستخدام قاطع ليزر.

الخطوة 5: انتهى

بعد إغلاق العلبة تم الانتهاء من المشروع. يمكن وضع البلورة على الفتحة الموجودة في الأعلى ويتم تحمسها بواسطة مؤشر LED من الأسفل. انبعاث الفلورة مشرقة جدا. لاحظ أن كل الضوء يأتي حقًا من الكريستال لأن ضوء UVC غير مرئي.

يمكن بالتأكيد تحسين البناء بعدة طرق. بادئ ذي بدء ، فإن الإدارة الحرارية لمصباح LED ليست رائعة ويصبح المشتت الحراري ساخنًا جدًا. هذا بسبب وجود تهوية قليلة جدًا منذ أن تم تركيب المشتت الحراري داخل العلبة. حتى الآن لم أجرؤ على تشغيل LED أكثر من بضع دقائق. ثانيًا ، أرغب في إنشاء غلاف أجمل في المرة القادمة باستخدام صندوق مخصص لقطع الليزر مصنوع من الأكريليك الأسود. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة وحدة شاحن LiPo مع قابس microUSB بحيث لا تحتاج إلى فتح الصندوق لإعادة الشحن.