Bouw het Rainbow-apparaat - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

The Rainbow Apparatus (ook bekend als The Astral Chromascope) is een optisch apparaat waarmee je de kleurrijke energie van gewone dingen kunt zien! In deze Instructable laat ik je zien hoe je je eigen kunt bouwen om de technicolor-vibes van de dingen om je heen te verkennen!

Stap 1: Verzamel de benodigde materialen

Deze build vereist een 3D-printer en enkele basisvaardigheden voor solderen en assembleren. Je zal nodig hebben:

• Een 3D-printer.
• Doorzichtige verpakkingstape (of een lamineermachine).
• Wit papier.
• Schaar.
• Een DC-wandadapter die is gerecycled van wat afgedankte elektronica.
• Een instelbare mini DC-naar-DC step-down converter.
• 20mm high-power LED sterren, in de kleuren rood, groen en blauw.
• Een multimeter (optioneel: een tafelmodel voeding met variabele spanning).
• Een soldeerbout en harskernsoldeer.
• Wat schrootdraad, wat draadknippers en een draadstripper.
• Elektrische tape.
• Een soort lijm voor plastic. Iets semi-permanent zoals E6000 is een goede keuze.
• Optioneel: Groen vilt om de onderkant van de basis te bedekken.

De voeding kopen:

De voeding is van het normale "wall-wrat"-type dat bij de meeste elektronica wordt geleverd. Idealiter heb je wat rondslingeren van afgedankte elektronica die je kunt gebruiken. De meeste muurwratten geven 4,5V, 5V, 9V, 12V of soms zelfs 24V af. De andere belangrijke classificatie is of het DC (algemeen) of AC (minder gebruikelijk) is op de uitgang.

Voor dit project heb je minimaal een 9V of een 12V adapter nodig. Hij moet minimaal 9 watt leveren. Het wattage is gewoon het product van de uitgangsspanning en de uitgangsstroom die op het label staat. Als op het label bijvoorbeeld staat dat de uitgangsspanning 9 V is bij 1 A, betekent dit dat hij precies 9 watt levert. Als de adapter een 12V-uitgang zou hebben met een stroomsterkte van 0,85A (850mA), zou dit betekenen dat de uitgang 10,2 watt zou zijn en ook geschikt zou zijn.

Gebruik voor uw eigen veiligheid geen voeding groter dan 12V of 2 ampère

De onderdelen van eBay kopen:

De meeste elektronische onderdelen kunnen zeer goedkoop op eBay worden verkregen. Zoek voor de LED's naar "20mm LED-ster". U zult waarschijnlijk veel keuzes van kleuren en wattage vinden. Koop een (of meerdere) van elke primaire kleur, rood, groen en blauw en kies de variëteit van 3 watt. Zorg ervoor dat de maat 20 mm is, zodat deze goed op de 3D-geprinte basis past.

Het andere cruciale onderdeel van deze build is een instelbare mini DC-DC step-down buck-converter. Dit zijn kleine printplaten die een hogere gelijkspanning omzetten in een lagere spanning. Je hebt er een nodig met een instelbare spanning op de uitgang. Degene die ik gebruik zijn erg klein (17,5 mm bij 11,14 mm) en de 3D-geprinte basis heeft een uitsparing voor die specifieke maat.

Ik heb ze op eBay gezien met de titel "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", maar exact hetzelfde wordt door veel verkopers verkocht. Zorg ervoor dat de afbeelding overeenkomt en dat er twee soldeerpads aan elk uiteinde van het bord zijn. Zie de afbeelding voor het juiste type en het verkeerde type.

Stap 2: 3D print de onderdelen

U moet de volgende onderdelen van hun STL's afdrukken:

• 1x Basis.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pijler.stl
• 1x Retainer.stl (afdrukken met de modus "spiraliseren")
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Voor gevorderde gebruikers die het ontwerp willen aanpassen, heb ik ook het OpenSCAD-bronbestand toegevoegd.

Stap 3: Druk de projectorschermsjabloon en sticker af

• Laad de bijgevoegde ".svg"-sjabloon in Inkscape en druk af.

• Gebruik een lamineermachine om de pagina te lamineren, of:

  • Bedek de witte cirkel en het embleem met parallelle stroken doorzichtige verpakkingstape.
  • Herhaal aan de achterkant.
• Knip de cirkel uit.
• Knip de sticker uit.

Stap 4: Monteer het projectiescherm

• Plaats het scherm in het ringgedeelte om een goede pasvorm te garanderen.
• Breng wat lijm aan rond de randen om het vast te zetten.
• Schuif de borgring in voor extra ondersteuning.

Stap 5: Leer wat elektronica: wat is een buck-converter?

Een buck-converter is een apparaat dat de ene gelijkspanning omzet in een andere gelijkspanning, een beetje zoals een transformator, maar dan voor gelijkstroom in plaats van wisselstroom.

Bij het aansteken van kleine LED's is het gebruikelijk om een weerstand te gebruiken om de stroom te beperken, maar voor LED's met een hoger vermogen zou dit zeer inefficiënt zijn omdat er veel energie zou worden omgezet in warmte!

Om dit te voorkomen, kunnen we een aangepaste LED-driver met constante stroom gebruiken, of we kunnen een generieke buck-converter gebruiken die een instelbare spanning afgeeft. Een buck-converter zal de stroom niet beperken, maar de stroom die door de LED's gaat, is evenredig met de spanning. Dus als we beginnen met een lage spanning, kunnen we deze langzaam verhogen totdat de gewenste stroom door de LED's vloeit. Het is niet plug-and-play zoals een LED-driver, maar het doet zijn werk net zo goed als het goed is afgesteld.

Voor de volgende stappen beginnen we met 7V-uitgang op de buck-converter en verhogen deze dan heel geleidelijk. Deze stap is van cruciaal belang, want als we de bedrijfsspanning overschrijden, zal de stroom dramatisch toenemen en zal iets de magische rook vrijgeven!

Stap 6: Eerste montage en spanningsafstemming

Knip de DC-connector van het uiteinde van het snoer van de muurwrat en scheid de twee draden.

Strip ongeveer 5 mm van de uiteinden en zorg ervoor dat de uiteinden elkaar niet raken. Nu, met de muurwrat aangesloten, gebruik je je multimeter om de spanning aan de uiteinden van de draad te meten. Noteer welk einde positief is voor later.

Koppel nu de muurwrat los en soldeer de draaduiteinden aan de "in+" en "in-" pads op de DC-naar-DC converter. Zorg ervoor dat u de polariteit correct hebt en dat u aan de invoerzijde van het bord soldeert (controleer de achterkant van het bord voor etikettering).

Meet voordat u verder gaat de spanning op de uitgangspads. Draai de kleine afstemschroef omlaag totdat de spanning 7V aangeeft en noteer in welke richting u de afstemknop moet draaien om de spanning te verhogen of te verlagen. Merk op hoe gevoelig de aanpassing is. U moet de spanning in kleine stappen kunnen aanpassen voor de volgende stap.

Dit is belangrijk: voordat u naar de volgende stap gaat, stelt u de uitgangsspanning niet hoger in dan 7V! Zorg er ook voor dat u rode, groene en blauwe LED's gebruikt! De keuze van de startspanning komt van de som van de spanningswaarden van deze specifieke LED's, die respectievelijk 1,8 V, 2,0 V en 3,3 V zijn.

Stap 7: Bedrading van de LED's en fijnafstemming van de stroom

1. Plaats de LED's op de sleuven in de basis en knip de lengte van de draad af die u nodig hebt om ze in serie te verbinden. U moet van de + van de ene LED naar de - van de volgende gaan.
2. Soldeer de LED's in serie. Een set helpende handen op de bank is erg handig voor deze taak!
3. Soldeer aan het begin en het einde van de LED-ketting twee langere stukken draad, bij voorkeur van twee verschillende kleuren, zodat u kunt bijhouden welke positief en welke negatief is. Deze draad moet lang genoeg zijn om door de gaten te gaan, rond het kanaal aan de achterkant en in de inkeping voor de buck-converter te wikkelen.
4. Lijm de LED's vast in de sleuven op de basis en voer de langere draden door een van de verticale assen.
5. Draai over de basis. Soldeer de "-" draad aan de "out-" terminal van de DC-naar-DC converter. Let op de polariteit - als je hem omdraait, gaan de LED's niet branden!
6. Op dit punt is de "+"-draad nog steeds losgekoppeld van de "out+"-pad. Stel uw multimeter in op DC-versterkers en sluit de muurwrat aan. Sluit de multimeter in serie aan met de losse draad en de pad en zorg ervoor dat de stroom ongeveer 400 mA is.
7. Als u de stroom moet aanpassen, doet u dat door de stelschroef heel klein te draaien en de stroom te controleren.

Let op: Als je een tafelmodel voeding met ingebouwde stroommeter hebt, is het makkelijker om die te gebruiken om de spanning en helderheid van de LED-keten apart af te stemmen. Zodra je de juiste bedrijfsspanning hebt gevonden, kun je de spanning op de DC-naar-DC-regelaar om die ideale bedrijfsspanning te evenaren voordat de LED's worden aangesloten.

Stap 8: Afwerking van de bedrading en testen

• Koppel de muurwrat los en soldeer de "+" draad aan de "out+" pad om het circuit te voltooien.
• Zet de DC-naar-DC-converter in de uitsparing vast met een beetje lijm en wikkel overtollige draad in het kanaal.
• Sluit de muuradapter aan en controleer of deze werkt.

Sluit nu de muurwrat aan voor de laatste test. De LED's zijn waarschijnlijk nogal helder en oncomfortabel om naar te kijken, dus doe dat niet (doe in plaats daarvan de lichten in uw kamer uit en kijk naar de mooie kleuren die op uw muren worden geprojecteerd!).

Voordat u verder gaat met de montage, moet u het een paar minuten laten draaien en regelmatig controleren om er zeker van te zijn dat het niet te warm aanvoelt. Als dat zo is, draai dan de spanning op de DC-naar-DC-converter terug - doe het langzaam en pas op dat u het niet de verkeerde kant op draait! Je kunt de LED's warm laten lopen, maar niet heet genoeg om het plastic te smelten, vreemde geuren te produceren of je huis af te branden!

Als extra veiligheidsmaatregel mag u dit apparaat niet zonder toezicht gebruiken

Stap 9: De basis voltooien

Bedek de DC-naar-DC-omzetter en het kanaal met isolatietape. Knip vervolgens een stuk groen vilt uit om de onderkant van het apparaat te bedekken. Gebruik wat lijm of spuitlijm om het vilt op de bodem te plakken.

Stap 10: De montage voltooien

Ga verder met de montage door de drie pilaren in hun sleuven in de basis te lijmen. Monteer vervolgens het projectiescherm op de bovenzijde van de pilaren.

Plaats nu de oogbescherming (ik noem het zo omdat het voorkomt dat het licht de gebruiker verblindt). De oogbeschermer en het draaiwiel lijken qua uiterlijk op elkaar, maar de kleinere is de oogbeschermer. Het heeft scheidingswanden aan de binnenkant om te voorkomen dat het licht van de LED's zich vermengt.

Plaats de eyeguard op de basis en lijn deze uit totdat alle kleuren overgaan in een witachtige kleur die het hele scherm bedekt. Laat een lijmrups rond de rand lopen en plak deze vast. Gebruik dubbelzijdig plakband om de sticker op de basis te bevestigen.

Stap 11: Heb erg groovy tijd

Plaats nu het draaiwiel over de oogbescherming. Dit laatste stuk mag niet worden vastgelijmd. Je kunt het draaien om het licht gedeeltelijk te verduisteren en coole kleurpatronen te maken! Plak verschillende objecten, zoals 3D-printsnippers, achter het scherm om helemaal hippe regenboogschaduwen te werpen!

Eerste prijs in de Make it Glow-wedstrijd 2018