Dokładny model gwiazdy zmiennej cefeidy: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Przestrzeń jest duża. Bardzo duży. Można by nawet powiedzieć, że astronomicznie. To nie ma żadnego wpływu na ten projekt, chciałem tylko użyć kalamburu.

Nic dziwnego, że na nocnym niebie jest wiele gwiazd. Może jednak zaskoczyć niektórych, którzy są nowicjuszami w dziedzinie astrofizyki lub astronomii, gdy dowiedzą się, że istnieje wiele różnych typów gwiazd. Jeden szczególny typ nazywa się cefeidową gwiazdą zmienną i są one piękne, interesujące i użyteczne w jednym. Na pierwszy rzut oka cefeidy wyglądają jak każda inna gwiazda, ale jeśli obserwujesz cefeidę przez kilka nocy z rzędu, zauważysz, że wydaje się pulsować, a jej jasność zmienia się na ciemniejszą, a następnie jaśniejszą w ciągu kilku dni. Obserwuj wystarczająco długo, a zauważysz, że te „okresy pulsacji” się nie zmieniają. To właśnie sprawia, że cefeidy są wyjątkowe i użyteczne – okazuje się, że ich okres pulsacji jest bezpośrednio związany z ich wielkością, więc jeśli policzymy czas, w którym gwiazda przechodzi od jasnej do ciemnej iz powrotem, możemy stwierdzić, jaka jest duża. Możemy to wykorzystać, aby uzyskać więcej informacji o gwieździe, takich jak odległość, jej rzeczywista jasność (jasność) itp. To wszystko, co musisz wiedzieć, aby zrozumieć, co się dzieje z tym projektem, ale jeśli jesteś zainteresowany pochylając się bardziej, sprawdź tę stronę Wikipedii na temat Cefeid.

Poza tym, dla zabawy, czy możesz dowiedzieć się, którą cefeidę modeluję w tym projekcie? (Wskazówka znajduje się na powyższym obrazku, a odpowiedź znajduje się w ostatniej sekcji)

Kieszonkowe dzieci

- Papier (18x54cm lub 7,1x21,3 )

- Arduino UNO i jego kabel

- Biała dioda LED x3

- Rezystory 220 Ω x3

- Wyświetlacz LCD 2x16 segmentów

- Potencjometr 10 kΩ

- Bezlutowa tablica do krojenia chleba

- Przewody do krojenia chleba M-M x12

- Przewody do płyt chlebowych M-F x18

-Bateria 9 v i złącze zasilania

- Trochę kartonu

- Plastikowa butelka o pojemności 500 ml

- Czarna farba i Sharpie

- Taśma maskująca

- Superglue & Hot Glue (Pistolet do klejenia również będzie tutaj potrzebny)

- Nożyce

Krok 1: Gwiazda

Pierwszym problemem do rozwiązania była sama gwiazda: jak zrobić mniej więcej kulisty obiekt, który jest zarówno przyjemny estetycznie, jak i przepuszcza światło? Zdecydowałem, że origami wykona tę pracę, więc szukałem w Internecie kulek origami. Znalazłem sporo, ale były albo bardzo trudne, albo fałszywie reklamowane (poważnie, ilość prostopadłościennych „kul”, które znalazłem w Google, była niepokojąca). Jednak po pewnym czasie znalazłem taki, który mi się podobał i który po kilku ćwiczeniach był stosunkowo prosty do ściągnięcia. Instrukcje są następujące, a na powyższych obrazach znajduje się szablon do składania.

1. Złóż papier na 24 równe paski. Polecam podzielić go na 3, a następnie złożyć każdą sekcję na pół. Kontynuuj dzielenie na pół, aż będą w sumie 24 prostokątne sekcje. W papierze fałdy powinny tworzyć małe doliny. (Patrz czerwone linie na obrazku 2).

2. Odwróć papier i zrób znak w prawym górnym rogu papieru. Następnie policz 4 fałdy i zrób kolejny znak na dole czwartej fałdy. Zrób ukośną fałdę między tymi dwoma znakami. Następnie przesuń znaki o dwie proste fałdy i wykonaj tam kolejną ukośną fałdę. Kontynuuj, aż dojdziesz do końca papieru. (Patrz zielone linie na drugim obrazie).

3. Po dojściu do końca kartki zrób te same fałdy, ale skośnie w przeciwnym kierunku. (tj. zacznij w lewym górnym rogu i powtórz zagięcia ukośne z kroku 2 w przeciwnym kierunku). Zobacz niebieskie linie na drugim obrazku powyżej.

4. Znajdź środek prawej krawędzi i zaznacz go. Następnie wykonaj ukośną fałdę na dole prostego fałdu dwa zakładki. Następnie wykonaj kolejną fałdę od góry tego prostego fałdu do środka krawędzi. Powtórz to dla lewej krawędzi, ponownie na górze i na dole prostego zagięcia, dwa zagięcia. (Patrz brązowe linie na drugim obrazie dla wskazówek).

5. Na koniec będziesz musiał złożyć papier, aby stworzyć kulę. Polecam przejrzeć każdą zrobioną fałdę, aby upewnić się, że wszystkie są dobrze zdefiniowane. Patrząc na ostatni obraz w celu uzyskania wskazówek, złóż papier tak, aby powierzchnie trójkątów oznaczonych jako A dotykały powierzchni trójkątów B. Po pierwszym zestawie zagięć, krótka krawędź powinna wygiąć się w półokrąg, a po złożeniu wszystkiego wynik powinien rozwinąć się w kształt mostka na obrazku 4.

6. Aby dostać się z mostu do kuli, połącz końce mostu. Zrobiłem to, umieszczając na sobie powierzchnie pierwszych diamentów z każdego końca i sklejając je ze sobą. Trzymaj obie twarze razem i umieść między nimi kilka kropli superglue, aby utrzymać je na miejscu. Na koniec zabezpiecz wszystkie punkty na szczycie gwiazdy, umieszczając kroplę superglue na czubku gwiazdy. Polecam do tego superglue, ponieważ nie będziesz musiał trzymać papieru razem przez wieki, podczas gdy klej powoli wysycha i zaczynasz kwestionować swoje życiowe wybory. Najniższy punkt to miejsce, w którym wchodzą przewody, więc pozostaw je otwarte.

Uznałem, że stworzenie gwiazdy jest najbardziej złożoną częścią tego projektu, jednak nie było tak źle, gdy nauczyłem się składać papier. Osobiście oceniłbym tę piłkę na poziomie trudności 3 kartek papieru. Baw się i staraj się nie krzyczeć z frustracji.

Krok 2: Baza

Aby stworzyć moją bazę, zacząłem od małej kołyski, którą znalazłem w pudełku na jajka wielkanocne, które dostałem kilka tygodni temu. Po prostu wywróciłem go na lewą stronę, przyciąłem do rozmiaru tak, aby miał 7 cm (2,8 cala wysokości), a następnie pomalowałem na czarno. Możesz nie mieć tego dziwnie specyficznego przedmiotu pod ręką, więc przygotowałem dla ciebie szorstki szablon, abyś mógł zrobić własny z kartonu (patrz rysunek 2) Po wykonaniu wytnij okrągły otwór w cienkim końcu górnej powierzchni o średnicy 4 cm (1,6 cala), punkt środkowy około 3,5 cm (1,4 cala) od góry krawędzi (zdjęcie 4). Następnie wytnij prostokątny otwór 7x2,5cm (2,8x0,1") wyśrodkowany w odległości 0,5cm (0,2") od dolnej krawędzi. Światła przejdą przez okrągły otwór, a wyświetlacz LCD w prostokątnym.

Następnie potrzebujemy czegoś, co utrzyma gwiazdę na miejscu. Zdecydowałem się nie umieszczać go bezpośrednio na otworze, ponieważ kształt gwiazdy nie zakrywa w pełni otworu, więc moglibyśmy zobaczyć obwody wewnątrz podstawy, co jest trochę tandetnym wykonaniem, jeśli mnie zapytasz. Aby obejść ten problem, będziesz potrzebować kopułki z wierzchu butelki z wodą o pojemności 500 ml (wykonaj cięcie około 4 cm od góry, zdjęcie 6) i pomaluj ją na czarno (zdjęcie 8). Zostawiłem małe okienko w swoim, żebym mógł nadal widzieć podstawę gwiazdy. Pomyślałem, że będzie to wyglądało ładniej, niż gdyby dno po prostu zniknęło w otchłani. Zauważyłem, że czarna farba nie przylegała zbyt dobrze do butelki, więc pokryłem ją podkładem (zdjęcie 7) przed dodaniem koloru. Niestety użyłem podkładu na bazie oleju i efekt był prawie tak gładki jak wcześniej. Nie używaj podkładu na bazie oleju.

Po malowaniu zrobiłem małą tubkę papieru i pokolorowałem ją na czarno. Następnie przyklejono go do szyjki butelki, jak pokazano na obrazku 9, za pomocą gorącego kleju. Ma to na celu zakamuflowanie przewodów przechodzących przez otwór w gwiazdę, więc rura musi być wystarczająco wysoka, aby ukryć wszystkie odsłonięte przewody, ale nie na tyle wysoka, aby przesunąć gwiazdę, gdy umieścimy ją w środku górna część butelki (dla wysokości, którą przyciąłem, wynosiła ona 3,5cm / 1,4 ). Nie potrzebujesz rurki, jeśli nie zostawiłeś okienka w butelce.

Ostatnim krokiem było zamocowanie podpory w otworze w podstawie. Nałóż gorący klej na spód pudełka, aby uniknąć nieestetycznego bałaganu (zdjęcie 10).

Po zakończeniu montażu podstawy użyj ostrza do wszelkich miejsc, do których farba nie dotarła. Nie przesadzaj jednak z ostrym wykończeniem, daje to bardziej lśniące wykończenie niż farba i będzie to widoczne w dużych ilościach. Kilka kropek tu i tam jest jednak w porządku.

Krok 3: Kodeks

W załączeniu poniżej znajdziesz kod do elektroniki. Wystarczy go pobrać i zainstalować na swoim Arduino. Jeśli nie masz Arduino IDE, możesz pobrać oficjalną wersję tutaj. Po prostu wybierz wersję, która najlepiej pasuje do Twojego urządzenia i systemu operacyjnego (ja używam wersji 1.8.12 dla Windows 7 i nowszych).

Zanim wgrasz program na swoją tablicę, musisz mieć również bibliotekę LiquidCrystal. Jeśli nie masz jeszcze tej biblioteki pod ręką, załączam link do tej, której użyłem poniżej. Po prostu pobierz plik.zip i umieść go w tym samym folderze, co szkic arduino. Nie trzeba go rozpinać. Jeśli program nie działa, oto oficjalny przewodnik arduino dotyczący instalacji i uruchamiania bibliotek.

Biblioteka LCD. (Nie stworzyłem tej biblioteki, ale działa dobrze z projektem. Po prostu przejdź do linku i pobierz wersję 1.0.7 z sekcji Downloads. Pełny kredyt trafia do autora biblioteki, a nie do mnie).

Krok 4: Obwody

Pierwszy obraz to schemat obwodu projektu. Należy zauważyć, że diody LED są przymocowane do końców przewodów, aby połączyć je z płytką stykową wewnątrz gwiazdy. Powinieneś użyć do tego przewodów M-F, a także do LCD. Jednak, jak możesz zobaczyć na drugim obrazie, nie miałem pod ręką wystarczającej liczby przewodów M-F do wszystkich połączeń, więc zaimprowizowałem taśmą elektryczną i blu-takiem. Użyłem taśmy elektrycznej do przytrzymania przewodów do nóg LED (zdjęcie 3) i użyłem blu-tack do przytrzymania przewodów do styków LCD, ponieważ ciągle spadały, prawdopodobnie dlatego, że styki były zbyt małe, aby taśma dobrze się przykleiła wystarczy, aby utrzymać ciężar przewodów. Powinieneś używać przewodów M-F, jest to o wiele mniej stresujące. Ponadto kodowanie kolorami przewodów prowadzi do o wiele mniej zamieszania.

Jak widać na drugim obrazku, do zasilania płyty użyłem baterii 9v, ponieważ zasilenie jej przez kabel komputerowy byłoby kłopotliwe.

Potencjometr został ustawiony w połowie wartości maksymalnej (~5 kΩ), co zapewniało dobry poziom kontrastu dla ekranu.

Krok 5: Montaż końcowy