ფლუორესცენტური კრისტალის ჩვენების სადგამი: 5 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

როდესაც უნივერსიტეტი ვამთავრებდი, ვმუშაობდი ექსპერიმენტზე ბნელი მატერიის პირდაპირი გამოვლენისათვის, სახელწოდებით CRESST. ეს ექსპერიმენტი იყენებს ნაწილაკების დეტექტორებს, რომლებიც დაფუძნებულია კალციუმის ვოლფრამის (CaWO4) კრისტალებზე. მე მყავს გატეხილი ბროლი, როგორც სუვენირი და ყოველთვის მინდოდა ავაშენო საჩვენებელი სტენდი, რომელიც აღაგზნებს ბროლის ფლუორესცენციას.

მე ვხვდები, რომ ხალხი ალბათ არ დააკოპირებს ამ ზუსტ შენობას, რადგან კალციუმის ვოლფრამის კრისტალები არ არის კომერციულად ხელმისაწვდომი და ასევე UVC LED- ები, რომლებიც მე გამოვიყენე, საკმაოდ ძვირია. თუმცა, ეს შეიძლება დაგეხმაროთ, თუ თქვენ გეგმავთ სხვა ფლუორესცენტური მინერალების საჩვენებელი სტენდის აშენებას, როგორიცაა ქარვა ან ფლუორიტი.

ნაბიჯი 1: მასალების შეგროვება

• ფლუორესცენტური CaWO4 კრისტალი
• პატარა პროექტის ყუთი (მაგ. conrad.de)
• 278 ნმ UVC LED (მაგ. კრისტალი IS)
• LED მარჯვნივ (ლითონის ძირითადი PCB) (მაგ. Lumitronix)
• თერმული ბალიში (მაგ. ლუმიტრონიქსი)
• გამაცხელებელი (მაგ. ლუმიტრონიქსი)
• გააძლიერე მოდული (მაგ. ebay.de)
• LED გამაძლიერებელი დრაივერი (მაგ. Ebay.de)
• LiPo ბატარეა (მაგ. Ebay.de)
• სლაიდების გადამრთველი
• 0.82 Ohm 1206 SMD რეზისტორი

კალციუმის ვოლფრამის ფლუორესცენცია შეიძლება აღელვდეს ტალღის სიგრძეზე <280 ნმ. ეს საკმაოდ შორს არის ულტრაიისფერ შუქზე და LED- ები ამ ტალღის სიგრძეზე ჩვეულებრივ საკმაოდ ძვირია (~ 150 $/ცალი). საბედნიეროდ, მე მივიღე 278 ნმ ნამეტიანი SMD ები უფასოდ, რადგან მათ დარჩა საინჟინრო ნიმუშები იმ კომპანიისგან, სადაც მე ვმუშაობ. ამ ტიპის LED- ები ჩვეულებრივ გამოიყენება დეზინფექციისთვის.

გაფრთხილება: ულტრაიისფერი სხივები შეიძლება ზიანი მიაყენოს თვალებს და კანს. დარწმუნდით, რომ გაქვთ შესაბამისი დაცვა, მაგ. ულტრაიისფერი სათვალე

სპეციფიკური ფურცლის თანახმად, LED- ებს აქვთ ოპტიკური სიმძლავრე m 25 მგვტ, მოქმედი დენი 300 mA და მაღალი ძაბვა ~ 12 ვ. ვინაიდან ეს ნიშნავს, რომ LED- ები გაფანტავს დაახლოებით 3 ვტ სითბოს, მათ უნდა დაამონტაჟონ სათანადო გამათბობელი. ამიტომ, მე შევიძინე ლითონის ბირთვიანი PCB (მარჯვნივ) მარჯვენა ნაკვალევით, თერმული ბალიში და მცირე გამაცხელებელი. იმის გამო, რომ LED- ები შეიძლება ადვილად დაზიანდეს ძალიან მაღალი დენით, ისინი უნდა მუშაობდნენ მუდმივი დრაივერით. მე მივიღე ძალიან იაფი მუდმივი დენის დრაივერის დაფა, რომელიც დაფუძნებულია XL6003 IC– ზე, რომელიც ასევე აძლიერებს გამომავალ ძაბვას. მონაცემთა ფურცლის თანახმად, გამომავალი ძაბვა არ უნდა იყოს 2 -ჯერ მეტი, ვიდრე შემავალი ძაბვა. თუმცა, ვინაიდან მინდოდა ყველაფერი გამომეყენებინა 3.7 V LiPo ბატარეიდან, მე დავამატე კიდევ ერთი შემდგომი გადამყვანი, რომელიც ზრდის ბატარეის ძაბვას V 6 ვ -მდე LED დრაივერამდე. LED დრაივერის გამომავალი დენი დაყენებულია დაფაზე პარალელურად დაკავშირებულ ორ SMD რეზისტორთან. XL6003 მონაცემთა ცხრილის თანახმად, დენი მოცემულია I = 0.22 V/Rs. სტანდარტულად არის ორი 0.68 Ohm რეზისტორი, რომლებიც დაკავშირებულია პარალელურად, რაც შეადგენს 50 650 mA. დენის შესამცირებლად, მე უნდა შევცვალო ეს რეზისტორები 0.82 Ohm რეზისტორით, რომელიც იძლევა 0 270 mA.

ნაბიჯი 2: LED- ის დამონტაჟება

მომდევნო ეტაპზე მე LED შევაერთე მარცხნივ. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მნიშვნელოვანია მიიღოთ PCB თქვენი LED– ის შესაბამისი ნაკვალევით. შედუღება ლითონის ბირთვულ PCB– ზე შეიძლება იყოს რთული, რადგან დაფა კარგად ანაწილებს სითბოს. შედუღების გასაადვილებლად რეკომენდებულია PCB ცხელ თეფშზე დადება, მაგრამ ამის გარეშეც მოვახერხე. LED უნდა დაერთოს დაფაზე თერმული პასტით. მას შემდეგ, რაც soldering მე მიმაგრებული starboard to heatsink გამოყენებით თერმული pad.

ნაბიჯი 3: შეაერთეთ ელექტრონიკა

მე დავამატე ყველა ელექტრონული კომპონენტი ჩემი შიგთავსის ქვედა ფირფიტაზე. გაითვალისწინეთ, რომ გამაცხელებელი საკმაოდ ცხელდება, ამიტომ სასარგებლოა წებოს გამოყენება, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს მაღალ ტემპერატურას. ბატარეა უერთდება გაძლიერებულ მოდულს, რომელიც ზრდის ძაბვას დაახლოებით 6 ვ. ბატარეის შემდეგ დაემატა სლაიდების გადამრთველი, მაგრამ შეიძლება დაგჭირდეთ შედუღება მხოლოდ მას შემდეგ, რაც თქვენ დააინსტალირებთ სლაიდების გადამრთველს მომდევნო ეტაპზე.

ნაბიჯი 4: შეცვალეთ დანართი

ჩარჩოში შევიტანე გარკვეული ცვლილებები ჩემი dremel ინსტრუმენტის გამოყენებით. ნაპრალის ფორმის ხვრელი მოათავსეს თავზე LED შუქის გაქცევის მიზნით. გარდა ამისა, მე რამდენიმე ღიობი დავდე გვერდით ვენტილაციისთვის. კიდევ ერთი ხვრელი გაკეთდა სლაიდების გადართვისთვის, რომელიც დაფიქსირდა ცხელი წებოთი. მე არ ვარ ძალიან კმაყოფილი გარეგნობის გარეგნობით, რადგან ხვრელები საკმაოდ უხეშად გამოიყურება. საბედნიეროდ მათი უმეტესობა არ ჩანს. შემდეგ ჯერზე მე ალბათ გავაკეთებ პერსონალურ ყუთს ლაზერული საჭრელის გამოყენებით.

ნაბიჯი 5: დასრულდა

დახურვის შემდეგ პროექტი დასრულდა. ბროლი შეიძლება განთავსდეს ნაპრალში ზევით და აღელვებულია LED ქვემოდან. ფლუორესცენციის ემისია საკმაოდ ნათელია. გაითვალისწინეთ, რომ მთელი სინათლე ნამდვილად მოდის ბროლიდან, რადგან UVC სინათლე უხილავია.

სტრუქტურა შეიძლება გაუმჯობესდეს რამდენიმე გზით. უპირველეს ყოვლისა, LED- ის თერმული მენეჯმენტი არ არის დიდი და გამათბობელი საკმაოდ ცხელდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ძალიან მცირე ვენტილაციაა, რადგან გამაცხელებელი დამონტაჟებულია შიგთავსის შიგნით. ჯერჯერობით მე ვერ ვბედავდი LED- ის გაშვებას რამდენიმე წუთზე მეტხანს. მეორეც, მე მინდა მომდევნო დროს უფრო ლამაზი გავხადო შავი აკრილისგან დამზადებული ლაზერული მოჭრილი ყუთის გამოყენებით. გარდა ამისა, შეგიძლიათ დაამატოთ LiPo დამტენის მოდული microUSB დანამატით, ასე რომ თქვენ არ დაგჭირდებათ ყუთის გახსნა დატენვისთვის.