Angstrom - przestrajalne źródło światła LED: 15 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58

Angstrom to 12-kanałowe, regulowane źródło światła LED, które można zbudować za mniej niż 100 funtów. Posiada 12 sterowanych PWM kanałów LED obejmujących 390nm-780nm i oferuje zarówno możliwość miksowania wielu kanałów do pojedynczego wyjścia światłowodowego 6mm, jak i możliwość wyprowadzania dowolnego lub wszystkich kanałów jednocześnie do poszczególnych wyjść światłowodowych 3mm.

Zastosowania obejmują mikroskopię, kryminalistykę, kolorymetrię, skanowanie dokumentów itp. Możesz łatwo symulować widmo różnych źródeł światła, takich jak kompaktowe lampy fluorescencyjne (CFL).

Dodatkowo źródła światła mogą być wykorzystane do uzyskania ciekawych teatralnych efektów świetlnych. Kanały zasilania są w stanie obsłużyć dodatkowe diody LED o wyższym zasilaniu, a wiele długości fal tworzy piękny i niepowtarzalny wielokolorowy efekt cienia, którego zwykłe białe lub RGB źródła LED nie mogą powielić. To cała tęcza w pudełku!.

Krok 1: Wymagane części - płyta podstawowa, zasilanie, kontroler i zespół diod LED

Listwa przypodłogowa: Urządzenie jest montowane na drewnianej podstawie o wymiarach około 600 mm X 200 mm x 20 mm. Dodatkowo do wyrównania światłowodów stosowany jest drewniany klocek odprężający 180mm X 60mm X 20mm.

Zasilacz 5V 60W jest podłączony do zasilania sieciowego za pomocą zabezpieczonej wtyczki IEC, wyposażonej w bezpiecznik 700mA, a jako główny wyłącznik używany jest mały przełącznik dwustabilny o obciążalności co najmniej 1A 240V.

Główna płytka drukowana jest wykonana ze standardowej płytki pokrytej miedzią fenolową, o rastrze 0,1 cala. W prototypie ta płyta ma wymiary około 130 mm x 100 mm. Opcjonalna druga płytka o wymiarach około 100 mm x 100 mm została zamontowana w prototypie, ale służy ona tylko do montażu dodatkowych obwodów, takich jak logika przetwarzania sygnału do spektroskopii itp. i nie jest wymagana w przypadku jednostki podstawowej.

Główny zespół LED składa się z 12 gwiazdowych diod LED o mocy 3W, każda o innej długości fali. Zostały one omówione bardziej szczegółowo w poniższej sekcji dotyczącej montażu diod LED.

Diody są zamontowane na dwóch aluminiowych radiatorach, które w prototypie miały głębokość 85mm x 50mm x 35mm.

Do sterowania urządzeniem służy Raspberry Pi Zero W. Jest wyposażony w głowicę i podłącza się do pasującego 40-stykowego gniazda na głównej płytce drukowanej.

Krok 2: Wymagane części: diody LED

12 diod LED ma następujące środkowe długości fal. Są to 3W gwiazdowe diody LED z podstawą radiatora 20mm.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

Wszystko oprócz jednostki 560 nm pochodziło z FutureEden. Jednostka 560 nm pochodzi z serwisu eBay, ponieważ FutureEden nie ma urządzenia obsługującego tę długość fali. Pamiętaj, że to urządzenie zostanie wysłane z Chin, więc daj czas na dostawę.

Diody LED są przymocowane do radiatora za pomocą taśmy termicznej Akasa. Wytnij kwadraty o średnicy 20 mm, a następnie po prostu przyklej jedną stronę do diody LED, a drugą do radiatora, upewniając się, że postępujesz zgodnie z instrukcjami producenta dotyczącymi tego, która strona taśmy trafia do radiatora LED.

Krok 3: Wymagane części: Obwód sterowania LED

Każdy kanał LED jest sterowany z pinu GPIO na Raspberry Pi. PWM służy do sterowania intensywnością diody LED. MOSFET mocy (Infineon IPD060N03LG) steruje każdą diodą LED za pomocą rezystora mocy 2W, aby ograniczyć prąd diody LED.

Poniżej przedstawiono wartości R4 dla każdego urządzenia i zmierzonego prądu. Wartość rezystora zmienia się, ponieważ spadek napięcia na diodach LED o krótszej długości fali jest wyższy niż w przypadku diod LED o większej długości fali. R4 to rezystor 2W. Podczas pracy robi się dość ciepło, więc pamiętaj, aby zamontować rezystory z dala od płyty kontrolera, utrzymując przewody wystarczająco długie, aby korpus rezystora znajdował się co najmniej 5 mm od płyty.

Urządzenia Infineon są dostępne tanio w serwisie eBay i są również dostępne u dostawców takich jak Mouser. Są one oceniane na 30V 50A, co jest ogromnym marginesem, ale są tanie i łatwe w obsłudze, ponieważ są urządzeniami DPAK, dzięki czemu można je łatwo lutować ręcznie. Jeśli chcesz zastąpić urządzenia, wybierz urządzenie z odpowiednim marginesem prądu i progiem bramki, tak aby przy 2-2,5 V urządzenie było w pełni włączone, ponieważ odpowiada to poziomom logicznym (maks. 3,3 V) dostępnym z Pi GPIO szpilki. Pojemność bramki / źródła wynosi 1700pf dla tych urządzeń, a każda wymiana powinna mieć mniej więcej podobną pojemność.

Sieć tłumiąca na tranzystorze MOSFET (kondensator 10 nF i rezystor 10 omów 1/4 W) ma kontrolować czasy narastania i opadania. Bez tych komponentów i rezystora bramki 330 omów istniały dowody dzwonienia i przesterowania na wyjściu, co mogło prowadzić do niepożądanych zakłóceń elektromagnetycznych (EMI).

Tabela wartości rezystorów dla R4, rezystora mocy 2W

385nm 2,2 omów 560mA415nm 2,7 omów 520mA440nm 2,7 omów 550mA 460 nm 2,7 omów 540mA 500nm 2,7 omów 590mA 525nm 3,3 omów 545mA 560 nm 3,3 omów 550mA 590 nm 3,9 omów 570mA 610 nm 3,3 omów 630mA 630nm 3,9 omów 610mA 660nm 3,9 omów 630mA 780nm 5,6 omów 500mA

Krok 4: Wymagane części: światłowody i sumator

Diody LED są połączone z łącznikiem optycznym za pomocą 3mm włókna z tworzywa sztucznego. Jest to dostępne u wielu dostawców, ale tańsze produkty mogą mieć nadmierne tłumienie przy krótkich długościach fal. Kupiłem trochę włókna na eBayu, które było doskonałe, ale trochę tańszego włókna na amazon, które miało znaczne tłumienie przy około 420 nm i niższym. Włókno, które kupiłem w serwisie eBay, pochodziło z tego źródła. 10 metrów powinno wystarczyć. Potrzebujesz tylko 4 metrów, aby sprzęgnąć diody LED przy założeniu długości 12 X 300 mm, ale jedną z opcji podczas budowania tego urządzenia jest również połączenie poszczególnych długości fal z włóknem wyjściowym 3 mm, więc warto mieć dodatkowe dla tej opcji.

www.ebay.co.uk/itm/Fibre-Optic-Cable-0-25-…

Włókno wyjściowe jest elastycznym włóknem 6 mm zamkniętym w twardej plastikowej osłonie zewnętrznej. Jest dostępny tutaj. W większości przypadków prawdopodobnie wystarczy 1 metr długości.

www.starscape.co.uk/optical-fibre.php

Łącznik optyczny to zwężający się plastikowy światłowód, który jest wykonany z kawałka kwadratowego pręta 15 x 15 mm, przyciętego do około 73 mm i zeszlifowanego tak, że wyjściowy koniec światłowodu ma wymiary 6 mm x 6 mm.

Ponownie zauważ, że niektóre gatunki akrylu mogą mieć nadmierne tłumienie przy krótkich długościach fal. Niestety ciężko określić co dostaniesz, ale wędka z tego źródła sprawdziła się dobrze

www.ebay.co.uk/itm/SQUARE-CLEAR-ACRYLIC-RO…

Jednak pręt z tego źródła miał nadmierne tłumienie i był prawie całkowicie nieprzezroczysty dla światła UV 390 nm.

www.ebay.co.uk/itm/Acrylic-Clear-Solid-Squ…

Krok 5: Wymagane części: części drukowane 3d

Niektóre części są drukowane w 3D. Oni są

Adaptery światłowodowe LED

Płyta montażowa światłowodu

(opcjonalny) adapter wyjścia światłowodowego (dla pojedynczych wyjść). To tylko ponownie wydrukowana płyta montażowa światłowodu.

Płyta montażowa sprzęgacza optycznego

Wszystkie części są drukowane w standardowym PLA z wyjątkiem adapterów światłowodowych. Polecam do nich PETG, ponieważ PLA za bardzo mięknie; diody LED dość się nagrzewają.

Wszystkie STL dla tych części są zawarte w załączonych plikach projektu. Zobacz krok dotyczący konfiguracji Raspberry Pi dla pliku zip, który zawiera wszystkie zasoby projektu.

Wydrukuj adaptery światłowodowe dla diod LED z wypełnieniem 100%. Pozostałe można wydrukować z wypełnieniem 20%.

Wszystkie części zostały wydrukowane na wysokości warstwy 0,15 mm przy użyciu standardowej dyszy 0,4 mm przy 60 mm/s na Creality Ender 3 oraz Biqu Magician. Każda niedroga drukarka 3D powinna wykonać tę pracę.

Wszystkie części powinny być wydrukowane pionowo z otworami skierowanymi do góry - daje to najlepszą precyzję. Możesz pominąć dla nich podpory; spowoduje to, że płyta montażowa głównego łącznika będzie wyglądała na nieco postrzępioną na krawędzi spływu, ale to tylko kosmetyka; odrobina papieru ściernego to posprząta.

Ważne: Wydrukuj płytkę montażową światłowodu (i opcjonalną drugą kopię dla indywidualnego adaptera wyjściowego światłowodu) w skali 1,05, tj. 5% powiększonej. Gwarantuje to, że otwory na włókno mają wystarczający prześwit.

Krok 6: Montaż płyty głównego sterownika

Płyta kontrolera jest wykonana ze standardowej płyty miedzianej (czasami znanej jako veroboard). Nie dołączam szczegółowego układu, ponieważ projekt płytki, który skończyłem, był nieco nieporządny z powodu konieczności dodania komponentów, takich jak sieć snubber, której pierwotnie nie planowałem. Górna część płytki, pokazana powyżej częściowo zabudowana, posiada rezystory mocy oraz gniazdo dla Raspberry Pi. Użyłem nagłówka pod kątem prostym dla Pi, więc jest on ustawiony pod kątem prostym do płyty głównej, ale jeśli użyjesz normalnego nagłówka prostego, po prostu będzie on siedział równolegle do płyty. W ten sposób zajmie trochę więcej miejsca, więc odpowiednio zaplanuj.

Do połączenia przewodów z płytą użyto Veropins. Do wycinania torów przydatne jest małe wiertło kręte. W przypadku gniazda Pi użyj ostrego noża rzemieślniczego, aby wyciąć gąsienice, ponieważ nie masz zapasowego otworu między dwoma zestawami kołków gniazda.

Zwróć uwagę na podwójny rząd drutu miedzianego 1 mm. Ma to zapewnić ścieżkę o niskiej impedancji dla prawie 7 amperów prądu pobieranego przez diody LED przy pełnej mocy. Przewody te trafiają do zacisków źródłowych tranzystorów MOSFET, a następnie do masy.

Na tej płytce jest tylko mały przewód 5 V, który dostarcza zasilanie do Pi. Dzieje się tak dlatego, że główne zasilanie 5V trafia do anod diod LED, które są połączone standardowym kablem dyskowym PC IDE na drugiej płytce w moim prototypie. Jednak nie musisz tego robić i możesz po prostu podłączyć je bezpośrednio do gniazda na pierwszej płycie. W takim przypadku po stronie anody poprowadzisz zduplikowany zestaw przewodów miedzianych, aby poradzić sobie z prądem po stronie +5V. W prototypie te przewody znajdowały się na drugiej płytce.

Krok 7: MOSFET-y mocy

MOSFET-y zostały zamontowane po miedzianej stronie płytki. Są to urządzenia typu DPAK i dlatego zakładkę należy przylutować bezpośrednio do płytki. Aby to zrobić, użyj odpowiednio dużej końcówki na lutownicy i szybko lekko zlutuj końcówkę. Cynuj miedziane szyny, do których zamierzasz przymocować urządzenie. Umieść go na desce i ponownie podgrzej wypustkę. Lut stopi się i urządzenie zostanie przymocowane. Spróbuj zrobić to dość szybko, aby nie przegrzać urządzenia; będzie tolerować kilka sekund ciepła, więc nie panikuj. Po przylutowaniu zakładki (odpływu) możesz przylutować bramkę i przewody źródłowe do płytki. Nie zapomnij najpierw przeciąć torów dla bramy i przewodów źródłowych, aby nie zwierały się do języczka spustowego!. Nie widać tego na zdjęciu, ale nacięcia są pod wyprowadzeniami w kierunku korpusu urządzenia.

Czytelnicy o orlim wzroku zauważą tylko 11 tranzystorów MOSFET. Dzieje się tak dlatego, że 12. został dodany później, gdy otrzymałem diody LED 560 nm. Ze względu na szerokość nie mieści się na desce, więc została umieszczona w innym miejscu.

Krok 8: Diody LED i radiatory

Oto zbliżenie diod LED i radiatorów. Okablowanie płyty kontrolera pochodziło z wcześniejszej wersji prototypu, zanim przełączyłem się na użycie kabla IDE do podłączenia diod LED do kontrolera.

Jak wspomniano wcześniej, diody LED są mocowane za pomocą kwadratów taśmy termicznej Akasa. Ma to tę zaletę, że jeśli dioda LED ulegnie awarii, można ją łatwo usunąć za pomocą ostrego noża, aby przeciąć taśmę.

Dopóki radiator jest wystarczająco duży, nic nie stoi na przeszkodzie, aby zamontować wszystkie diody LED na jednym radiatorze. Na pokazanych radiatorach, przy pełnej mocy, temperatura radiatora dochodzi do 50 stopni C, więc te radiatory są prawdopodobnie nieco mniejsze niż optymalne. Z perspektywy czasu prawdopodobnie dobrym pomysłem byłoby umieszczenie trzech diod LED o większej długości fali na każdym radiatorze, zamiast umieszczania wszystkich sześciu emiterów o krótszych falach na jednym, a emiterów o dłuższej fali na drugim. Dzieje się tak, ponieważ dla danego prądu przewodzenia emitery o krótkiej długości fali rozpraszają więcej mocy ze względu na wyższy spadek napięcia przewodzenia, a zatem stają się cieplejsze.

Możesz oczywiście dodać chłodzenie wentylatorem. Jeśli planujesz całkowicie zamknąć zespół LED, byłoby to rozsądne.

Krok 9: Okablowanie LED

Diody LED są połączone z płytą kontrolera za pomocą standardowego 40-pinowego kabla IDE. Nie wszystkie pary kabli są używane, co pozwala na rozbudowę.

Powyższe schematy połączeń pokazują okablowanie złącza IDE, a także okablowanie samego Raspberry Pi.

Diody są oznaczone kolorami (UV = ultrafiolet, V = fioletowy, RB = niebieski królewski, B = niebieski, C = cyjan, G = zielony, YG = żółto-zielony, Y = żółty, A = bursztynowy, R = jasny czerwony, DR = głęboka czerwień, IR = podczerwień), tj. przez rosnącą długość fali.

Uwaga: nie zapomnij upewnić się, że strona połączenia +5V gniazda kablowego ma 2 przewody o grubości 1mm biegnące równolegle w dół stripboardu, aby zapewnić ścieżkę wysokiego prądu. Podobnie połączenia źródła z tranzystorami MOSFET, które są uziemione, powinny mieć podobne przewody, aby zapewnić ścieżkę wysokiego prądu do ziemi.

Krok 10: Testowanie płyty kontrolera

Bez podłączania Raspberry Pi do płytki, możesz sprawdzić, czy sterowniki LED działają poprawnie, podłączając piny GPIO za pomocą cliplead do szyny +5V. Powinna zapalić się odpowiednia dioda LED.

Nigdy nie podłączaj pinów GPIO do +5V, gdy Pi jest podłączone. Uszkodzisz urządzenie, działa wewnętrznie na 3,3V.

Gdy masz pewność, że sterowniki zasilania i diody LED działają poprawnie, możesz przejść do następnego kroku, którym jest konfiguracja Raspberry Pi.

Nie patrz bezpośrednio na koniec światłowodu, gdy diody LED pracują z pełną mocą. Są niezwykle jasne.

Krok 11: Światłowodowe łączenie diod LED

Każda dioda LED jest połączona światłowodem 3mm. Drukowany w 3D adapter światłowodowy ściśle przylega do zespołu LED i prowadzi światłowód. Blok odciążający jest montowany około 65 mm przed radiatorami LED.

Zapewnia to wystarczająco dużo miejsca, aby włożyć palce i wcisnąć adaptery światłowodowe na diody LED, a następnie zamontować światłowód.

Wywierć otwory o średnicy 4 mm w bloku odciążającym, zgodnie z diodami LED.

Każda długość włókna ma około 250 mm długości, jednak ponieważ każde włókno ma inną ścieżkę, rzeczywista dopasowana długość będzie się różnić. Najprostszym sposobem, aby to zrobić, jest cięcie włókien o długości 300 mm. Musisz wtedy wyprostować włókno lub będzie to niemożliwe do opanowania. Jest jak pręt z pleksiglasu o grubości 3 mm i jest znacznie sztywniejszy niż sobie wyobrażasz.

Aby wyprostować włókno, użyłem pręta mosiężnego o średnicy 300 mm (około) o średnicy zewnętrznej 4 mm. Wewnętrzna średnica pręta jest wystarczająca, aby włókno gładko wsuwało się w pręt. Upewnij się, że oba końce pręta są gładkie, aby nie zarysować włókna podczas wsuwania go i wysuwania z pręta.

Włóż włókno do pręta tak, aby z jednej strony było równo z jednym końcem i trochę wystało z drugiego, lub do końca, jeśli pręt jest dłuższy niż włókno. Następnie zanurz pręt w głębokim rondlu wypełnionym wrzącą wodą na około 15 sekund. Wyjmij pręt i w razie potrzeby zmień położenie włókna, tak aby drugi koniec był wyrównany z końcem pręta, a następnie podgrzej ten koniec w ten sam sposób.

Powinieneś teraz mieć idealnie prosty kawałek włókna. Usuń, wciskając kolejny kawałek włókna, aż będziesz mógł chwycić i wyjąć wyprostowane włókno.

Po wyprostowaniu wszystkich dwunastu kawałków włókna, odetnij kolejne dwanaście kawałków o długości około 70 mm. Będą one używane do prowadzenia włókien przez płytkę sprzęgającą. Następnie, po zakończeniu budowy, zostaną one wykorzystane do wypełnienia pojedynczego sprzęgacza światłowodowego, aby nie zostały zmarnowane.

Wyprostuj te wycięte kawałki w ten sam sposób. Następnie przymocuj je do płyty łączącej. Możesz zobaczyć, jak powinny wyglądać na powyższym zdjęciu. Układ naprzemienny ma na celu zminimalizowanie powierzchni zajmowanej przez włókna (minimalna sferyczna gęstość upakowania). Gwarantuje to, że łącznik włókien może działać tak wydajnie, jak to tylko możliwe.

Weź każdy kawałek ciętego włókna o pełnej długości i wyszlifuj jeden koniec na płasko, pracując papierem ściernym o ziarnistości 800, a następnie 1500. Następnie poleruj polerem do metalu lub plastiku – tutaj przydaje się małe narzędzie obrotowe z nakładką polerską.

Teraz usuń JEDNO odcięte włókno i wsuń włókno o pełnej długości do płytki łączącej. Następnie zamocuj go z powrotem przez odciążenie, tak aby polerowany koniec dotykał przedniej części soczewki LED za pośrednictwem łącznika światłowodowego LED. Powtórz dla każdego włókna. Trzymanie krótkich kawałków włókna w otworach sprawia, że każde długie włókno można łatwo umieścić we właściwym miejscu.

UWAGA: Nie naciskaj zbyt mocno na fioletowe i ultrafioletowe diody LED. Są one zamknięte w miękkim materiale polimerowym, w przeciwieństwie do innych diod LED, które są zatopione w żywicy epoksydowej. Łatwo odkształcić soczewkę i spowodować pęknięcie przewodów łączących. Zaufaj mi, nauczyłem się tego na własnej skórze. Bądź więc delikatny przy dopasowywaniu włókien do tych dwóch diod LED.

Nie ma większego znaczenia, w jakiej kolejności poprowadzisz włókna przez sprzęgacz, ale spróbuj ułożyć włókna tak, aby się nie krzyżowały. W moim projekcie sześć dolnych diod LED zostało poprowadzonych do trzech najniższych otworów na trzy lewe diody LED, a następnie do kolejnych trzech otworów na trzy prawe diody LED i tak dalej.

Po poprowadzeniu wszystkich włókien przez złączkę, umieść ją na płycie bazowej i wywierć dwa otwory montażowe, a następnie przykręć.

Następnie za pomocą bardzo ostrej pary szczypiec ukośnych odetnij każdy kawałek włókna tak blisko czoła łącznika, jak to możliwe. Następnie wyciągnij każdy kawałek, przeszlifuj i wypoleruj odcięty koniec i załóż go ponownie, zanim przejdziesz do następnego włókna.

Nie martw się, jeśli włókna nie są dokładnie wyrównane z powierzchnią sprzęgacza. Najlepiej jest błądzić po stronie, gdy są lekko wpuszczone, a nie wystające, ale różnica milimetra lub dwóch nie będzie miała znaczenia.

Krok 12: Konfiguracja Raspberry Pi

Proces konfiguracji Raspberry Pi jest udokumentowany w załączonym dokumencie rtf, który jest częścią załącznika w postaci pliku zip. Nie potrzebujesz żadnego dodatkowego sprzętu do skonfigurowania Pi poza zapasowym portem USB w komputerze PC, odpowiednim kablem USB i czytnikiem kart SD do tworzenia obrazu karty MicroSD. Potrzebujesz również karty MicroSD; 8G jest więcej niż wystarczająco duże.

Po skonfigurowaniu Pi i podłączeniu go do głównej płyty kontrolera, powinien pojawić się jako punkt dostępu Wi-Fi. Po podłączeniu komputera do tego AP i przejściu do https://raspberrypi.local lub https://172.24.1.1 powinieneś zobaczyć powyższą stronę. Po prostu przesuń suwaki, aby ustawić intensywność i długość fali światła, które chcesz zobaczyć.

Zauważ, że minimalna intensywność wynosi 2; jest to osobliwość biblioteki Pi PWM.

Drugie zdjęcie przedstawia jednostkę emulującą widmo lampy CFL, z emisjami około 420nm, 490nm i 590nm (fiolet, turkus i bursztyn), co odpowiada typowym trzem lampom z powłoką fosforową.

Krok 13: Łącznik włókien

Łącznik wiązki włókien jest wykonany z kwadratowego pręta akrylowego o wymiarach 15 x 15 mm. Zauważ, że niektóre tworzywa akrylowe mają nadmierną absorpcję w widmie od 420 nm i poniżej; aby to sprawdzić przed rozpoczęciem, prześwietl diodą UV LED przez pręt i sprawdź, czy nie tłumi nadmiernie wiązki (użyj kawałka białego papieru, aby zobaczyć niebieską poświatę z wybielaczy optycznych w papierze).

Możesz wydrukować przyrząd do druku 3D do szlifowania pręta lub zbudować własny z odpowiedniego arkusza z tworzywa sztucznego. Przytnij pręt do około 73 mm, wyszlifuj i wypoleruj oba końce. Następnie przymocuj przyrząd do dwóch przeciwległych stron pręta za pomocą dwustronnej taśmy klejącej. Szlifuj papierem o ziarnistości 40, aż znajdziesz się w odległości mniej więcej 0,5 mm od linii jigowych, a następnie stopniowo zwiększaj do 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 i wreszcie papieru o ziarnistości 7000, aby uzyskać stożkową polerowaną powierzchnię. Następnie zdejmij przyrząd i zmień położenie, aby przeszlifować pozostałe dwie strony. Powinieneś teraz mieć stożkową piramidę odpowiednią do montażu w płycie łączącej włókna. Wąski koniec ma wymiary 6 mm x 6 mm, aby pasował do startu włókna.

Uwaga: w moim przypadku nie do końca szlifowałem do 6mm x 6mm, więc kombajn trochę odstaje od płyty montażowej. Nie ma to znaczenia, ponieważ włókno 6 mm jest pasowane na wcisk i będzie przylegać do węższego końca łącznika, jeśli zostanie wystarczająco mocno wepchnięte.

Zdejmij około 1 cal zewnętrznej kurtki z włókna 6 mm, uważając, aby nie uszkodzić samego włókna. Następnie, jeśli zewnętrzna osłona włókna nie jest wystarczająco dobrze dopasowana do płytki łączącej, po prostu owinąć ją kawałkiem taśmy. Powinno być wtedy możliwe wsunięcie i ciasne łóżko z piramidą połączeniową. Zamontuj cały zestaw do płyty bazowej zgodnie z wyjściami światłowodów.

Pamiętaj, że podczas łączenia tracisz trochę światła. Widać przyczynę na powyższych śladach optycznych, ponieważ koncentracja światła w dół powoduje również zwiększenie kąta wiązki, a przez to tracimy trochę światła. Aby uzyskać maksymalną intensywność przy pojedynczej długości fali, użyj opcjonalnej płytki sprzęgającej światłowód, aby odłączyć diodę LED lub diody LED bezpośrednio do włókna 3 mm.

Krok 14: Indywidualna płytka łącznika wyjściowego światłowodu

To tylko drugi wydruk głównego przewodnika światłowodowego. Ponownie pamiętaj, aby drukować w skali 105%, aby umożliwić prześwit dla włókien przez otwory. Po prostu przykręcasz tę płytkę zgodnie z główną prowadnicą światłowodu, odkręcając zespół kombajnu i zastępując go tą płytą. Nie zapomnij dopasować go we właściwy sposób, otwory są ustawione tylko w jednym kierunku!.

Teraz włóż te 12 kawałków włókna, które odciąłeś do otworów w talerzu. Aby odebrać jedną lub więcej długości fal, po prostu usuń jeden kawałek włókna i umieść dłuższy odcinek w otworze. Możesz odebrać wszystkie 12 długości fal jednocześnie, jeśli chcesz.

Krok 15: Więcej mocy!. Więcej długości fal

Pi może sterować większą liczbą kanałów, jeśli chcesz. Jednak dostępność diod LED o innych długościach fal może stanowić wyzwanie. Diody UV 365nm można kupić tanio, ale elastyczny kabel światłowodowy 6mm zaczyna silnie pochłaniać nawet przy 390nm. Jednak odkryłem, że poszczególne włókna będą działać z tą długością fali, więc jeśli chcesz, możesz dodać lub wymienić diodę LED, aby uzyskać krótszą długość fali UV.

Inną możliwością jest zwiększenie jasności poprzez podwojenie liczby diod LED. Możesz na przykład zaprojektować i wydrukować sprzęgacz światłowodowy 5 X 5 (lub 4 X 6) i mieć 2 diody LED na kanał. Zauważ, że będziesz potrzebował znacznie większego zasilacza, ponieważ będziesz pobierał prawie 20 amperów. Każda dioda LED potrzebuje własnego rezystora upuszczającego; nie ustawiaj równolegle diod LED bezpośrednio. MOSFETy mają więcej niż wystarczającą pojemność, aby sterować dwoma lub nawet kilkoma diodami LED na kanał.

Tak naprawdę nie można używać diod LED o większej mocy, ponieważ nie emitują one światła z małego obszaru, takiego jak diody LED 3W, a więc nie można ich skutecznie łączyć światłowodami. Sprawdź „zachowanie etendue”, aby zrozumieć, dlaczego tak jest.

Strata światła przez sumator jest dość wysoka. Jest to niestety konsekwencja praw fizyki. Zmniejszając promień wiązki, zwiększamy również jej kąt rozbieżności, dzięki czemu część światła ucieka, ponieważ światłowód i światłowód mają tylko kąt akceptacji około 45 stopni. Należy zauważyć, że moc wyjściowa z poszczególnych wyjść światłowodowych jest znacznie wyższa niż połączonego sprzęgacza długości fali.