Membangun Aparat Pelangi: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

The Rainbow Apparatus (alias The Astral Chromascope) adalah alat optik yang memungkinkan Anda melihat energi warna-warni dari hal-hal biasa! Dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana membangun sendiri untuk menjelajahi getaran technicolor dari barang-barang di sekitar Anda!

Langkah 1: Mengumpulkan Bahan yang Dibutuhkan

Bangunan ini membutuhkan printer 3D dan beberapa keterampilan menyolder dan merakit dasar. Anda akan perlu:

• Sebuah pencetak 3D.
• Pita pengepakan bening (atau mesin laminasi).
• Kertas putih.
• Gunting.
• Adaptor dinding DC didaur ulang dari beberapa barang elektronik yang dibuang.
• Konverter step down mini DC-ke-DC yang dapat disesuaikan.
• Bintang LED daya tinggi 20mm, dalam warna merah, hijau, dan biru.
• Multimeter (opsional: catu daya bench-top tegangan variabel).
• Besi solder dan solder inti rosin.
• Beberapa kawat bekas, beberapa pemotong kawat dan penari telanjang kawat.
• Pita listrik.
• Semacam lem untuk plastik. Sesuatu yang semi permanen seperti E6000 adalah pilihan yang baik.
• Opsional: Kain flanel hijau untuk menutupi bagian bawah alas.

Sumber Catu Daya:

Catu daya adalah jenis "kutil dinding" biasa yang disertakan dengan sebagian besar elektronik. Idealnya Anda memiliki beberapa barang elektronik bekas yang dapat Anda gunakan. Kebanyakan kutil dinding akan mengeluarkan 4.5V, 5V, 9V, 12V atau kadang-kadang bahkan 24V. Peringkat penting lainnya adalah apakah itu DC (umum) atau AC (kurang umum) pada output.

Untuk proyek ini, Anda memerlukan adaptor minimum 9V atau 12V. Perlu mengeluarkan sekitar 9 watt minimum. Watt hanyalah produk dari tegangan keluaran dan arus keluaran yang tertulis pada label. Misalnya, jika label mengatakan tegangan output adalah 9V pada 1A, itu berarti menghasilkan tepat 9 watt. Jika adaptor memiliki output 12V dengan arus 0,85A (850mA), itu berarti outputnya akan menjadi 10,2 watt dan juga cocok.

Demi keselamatan Anda sendiri, jangan gunakan catu daya yang lebih besar dari 12V atau 2 amp

Sumber suku cadang dari eBay:

Sebagian besar komponen elektronik dapat diperoleh dari eBay dengan sangat murah. Untuk LED, cari "bintang LED 20mm". Anda mungkin akan menemukan banyak pilihan warna dan watt. Dapatkan satu (atau beberapa) dari setiap warna primer, merah, hijau dan biru dan pilih variasi 3 watt. Pastikan ukurannya 20mm agar pas dengan alas cetakan 3D.

Bagian penting lainnya dari build ini adalah konverter buck step-down DC-DC mini yang dapat disesuaikan. Ini adalah papan sirkuit kecil yang mengubah tegangan DC yang lebih tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah. Anda akan membutuhkan satu yang memiliki tegangan yang dapat disesuaikan pada output. Yang saya gunakan sangat kecil (17,5mm kali 11,14mm) dan dasar cetakan 3D memiliki potongan untuk ukuran tertentu.

Saya pernah melihatnya di eBay dengan judul "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip", tetapi barang yang sama persis dijual oleh banyak penjual. Pastikan gambarnya cocok dan ada dua bantalan solder di setiap ujung papan. Lihat gambar untuk jenis yang benar dan jenis yang salah.

Langkah 2: Cetak Bagian 3D

Anda perlu mencetak bagian berikut dari STL mereka:

• 1x Basis.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pilar.stl
• 1x Retainer.stl (cetak menggunakan mode "spiralize")
• 1x Cincin.stl
• 1x Putar Roda.stl

Untuk pengguna tingkat lanjut yang ingin menyesuaikan desain, saya juga menyertakan file sumber OpenSCAD.

Langkah 3: Cetak Template dan Stiker Layar Proyektor

• Muat template ".svg" terlampir ke Inkscape dan cetak.

• Gunakan mesin laminasi untuk melaminasi halaman, atau:

  • Tutupi lingkaran putih dan stiker dengan strip paralel dari pita kemasan bening.
  • Ulangi di sisi sebaliknya.
• Potong lingkaran.
• Potong stikernya.

Langkah 4: Pasang Layar Proyeksi

• Masukkan layar ke bagian cincin untuk memastikan kecocokan yang tepat.
• Oleskan beberapa perekat di sekitar tepi untuk mengamankannya.
• Geser di cincin penahan untuk dukungan tambahan.

Langkah 5: Pelajari Beberapa Elektronik: Apa itu Konverter Buck?

Konverter buck adalah perangkat yang mengubah satu tegangan DC ke tegangan DC lainnya, seperti transformator, tetapi untuk DC daripada AC.

Saat menyalakan LED kecil, biasanya menggunakan resistor untuk membatasi arus, tetapi untuk LED daya yang lebih tinggi, ini akan sangat tidak efisien karena banyak energi akan diubah menjadi panas!

Untuk menghindari hal ini, kita dapat menggunakan driver LED arus konstan khusus, atau kita dapat menggunakan konverter buck generik yang menghasilkan tegangan yang dapat disesuaikan. Konverter uang tidak akan membatasi arus, tetapi arus yang melalui LED sebanding dengan tegangan. Jadi jika kita mulai dengan tegangan rendah, kita bisa menaikkannya perlahan sampai arus yang diinginkan mengalir melalui LED. Ini tidak plug-and-play seperti driver LED, tetapi melakukan pekerjaan dengan baik bila disesuaikan dengan benar.

Untuk langkah-langkah berikut, kita akan mulai dengan output 7V pada konverter buck dan kemudian menaikkannya secara bertahap. Langkah ini sangat penting, karena jika kita melampaui tegangan operasi, arus akan meningkat secara dramatis dan sesuatu akan mengeluarkan asap ajaib!

Langkah 6: Perakitan Awal dan Penyetelan Tegangan

Potong konektor DC dari ujung kabel kutil dinding dan pisahkan kedua kabel.

Lepaskan sekitar 5mm dari ujungnya dan pastikan ujungnya tidak bersentuhan. Sekarang, dengan kutil dinding terpasang, gunakan multi-meter Anda untuk mengukur tegangan di ujung kabel. Catat ujung mana yang positif untuk nanti.

Sekarang cabut kutil dinding dan solder ujung kabel ke bantalan "in+" dan "in-" pada konverter DC-ke-DC. Pastikan Anda benar-benar mendapatkan polaritas yang benar dan bahwa Anda menyolder ke sisi input papan (periksa sisi sebaliknya papan untuk pelabelan).

Sebelum melanjutkan, ukur tegangan pada bantalan keluaran. Turunkan sekrup tala kecil sampai tegangan membaca 7V dan catat ke arah mana Anda perlu memutar kenop tuning untuk menambah atau mengurangi tegangan. Perhatikan seberapa sensitif penyesuaiannya. Anda harus dapat menyesuaikan voltase secara bertahap untuk langkah berikutnya.

Ini penting: sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya, atur tegangan output tidak lebih tinggi dari 7V! Juga, pastikan Anda menggunakan LED merah, hijau dan biru! Pilihan tegangan awal berasal dari jumlah peringkat tegangan LED khusus ini, yaitu masing-masing 1.8V, 2.0V dan 3.3V.

Langkah 7: Menghubungkan LED dan Arus Penyetelan Halus

1. Atur LED pada slot di dasar dan potong panjang kabel yang Anda perlukan untuk menghubungkannya secara seri. Anda harus beralih dari + dari satu LED ke - dari yang berikutnya.
2. Solder LED secara seri. Satu set uluran tangan atas bangku sangat membantu untuk tugas ini!
3. Di awal dan akhir rantai LED, solder dua kabel yang lebih panjang, sebaiknya dari dua warna berbeda, sehingga Anda dapat melacak mana yang positif dan mana yang negatif. Kawat ini harus cukup panjang untuk melewati lubang, membungkus saluran di bagian belakang, dan ke dalam takik untuk konverter uang.
4. Rekatkan LED ke slot di pangkalan dan masukkan kabel yang lebih panjang ke salah satu poros vertikal.
5. Balikkan alasnya. Solder kabel "-" ke terminal "keluar-" konverter DC-ke-DC. Pikirkan polaritasnya-jika Anda membalikkannya, LED tidak akan menyala!
6. Pada titik ini, kabel "+" masih terputus dari bantalan "keluar+". Atur multi-meter Anda ke amp DC dan colokkan kutil dinding. Hubungkan multi-meter secara seri dengan kabel longgar dan pad dan pastikan arusnya sekitar 400 mA.
7. Jika Anda perlu menyetel arus, lakukan dengan memutar sekrup penyetel dalam jumlah yang sangat kecil dan memeriksa arus.

Catatan: Jika Anda memiliki catu daya bench-top dengan pengukur arus bawaan, akan lebih mudah menggunakannya untuk menyetel voltase dan kecerahan rantai LED secara terpisah. Setelah Anda menemukan voltase pengoperasian yang benar, Anda dapat menyesuaikan tegangan pada regulator DC-ke-DC agar sesuai dengan tegangan operasi ideal sebelum memasang LED.

Langkah 8: Menyelesaikan Pengkabelan dan Pengujian

• Cabut kutil dinding dan solder kabel "+" ke bantalan "keluar +" untuk menyelesaikan rangkaian.
• Amankan konverter DC-ke-DC di ceruk menggunakan setetes lem dan bungkus kabel berlebih di saluran.
• Colokkan adaptor dinding dan pastikan itu berfungsi.

Sekarang, pasang kutil dinding untuk pengujian akhir. LED kemungkinan akan agak terang dan tidak nyaman untuk dilihat, jadi jangan lakukan itu (sebaliknya, matikan lampu di kamar Anda dan lihat warna-warna cantik yang diproyeksikan di dinding Anda!).

Sebelum melanjutkan dengan perakitan, biarkan berjalan beberapa menit dan periksa kembali secara teratur untuk memastikan tidak terlalu panas saat disentuh. Jika ya, putar kembali tegangan pada konverter DC-ke-DC-lakukan secara perlahan dan berhati-hatilah agar tidak memutarnya dengan cara yang salah! Anda dapat membiarkan LED menyala hangat, tetapi tidak cukup panas untuk melelehkan plastik, menghasilkan bau aneh, atau membakar rumah Anda!

Sebagai tindakan pencegahan keamanan tambahan, jangan menjalankan perangkat ini tanpa pengawasan

Langkah 9: Menyelesaikan Basis

Tutup konverter DC-ke-DC dan saluran dengan pita listrik. Kemudian, potong sehelai kain hijau, gunakan untuk menutupi bagian bawah perangkat. Gunakan lem atau perekat semprot untuk menempelkan kain kempa di bagian bawah.

Langkah 10: Menyelesaikan Majelis

Lanjutkan perakitan dengan menempelkan ketiga pilar ke dalam slotnya di alas. Kemudian pasang layar proyeksi di bagian atas pilar.

Sekarang, pasang pelindung mata (saya menyebutnya demikian karena menjaga cahaya agar tidak menyilaukan pengguna). Pelindung mata dan roda belok serupa dalam penampilan, tetapi yang lebih kecil adalah pelindung mata. Ini memiliki partisi di bagian dalam untuk menjaga cahaya dari LED dari pencampuran.

Tempatkan pelindung mata di dasar dan sejajarkan hingga semua warna menyatu menjadi warna putih-ish yang menutupi seluruh layar. Jalankan manik-manik lem di sekitar tepi dan tempelkan. Gunakan selotip dua sisi untuk menempelkan stiker ke alasnya.

Langkah 11: Miliki Waktu yang Sangat Asyik

Sekarang, letakkan roda putar di atas pelindung mata. Potongan terakhir ini tidak boleh direkatkan. Anda dapat memutarnya untuk mengaburkan sebagian cahaya dan membuat pola warna yang keren! Tempelkan berbagai objek, seperti potongan cetak 3D, di belakang layar untuk menghasilkan bayangan pelangi yang benar-benar asyik!

Hadiah Pertama dalam Kontes Make it Glow 2018