Angstrom - Ayarlanabilir LED Işık Kaynağı: 15 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Angstrom, 100 sterlinin altında üretilebilen 12 kanallı ayarlanabilir bir LED ışık kaynağıdır. 390nm-780nm'ye yayılan 12 PWM kontrollü LED kanalına sahiptir ve hem birden fazla kanalı tek bir 6mm fiber bağlantılı çıkışa karıştırma yeteneği hem de herhangi bir veya tüm kanalları aynı anda ayrı 3mm fiber çıkışlara verme yeteneği sunar.

Uygulamalar arasında mikroskopi, adli tıp, kolorimetri, belge tarama vb. yer alır. Kompakt floresan lambalar (CFL) gibi çeşitli ışık kaynaklarının spektrumunu kolayca simüle edebilirsiniz.

Ek olarak, ışık kaynakları ilginç tiyatro aydınlatma efektleri için kullanılabilir. Güç kanalları, daha yüksek dereceli güç kaynağına sahip ek LED'leri işleme kapasitesinden daha fazladır ve çoklu dalga boyları, normal beyaz veya RGB LED kaynaklarının kopyalayamayacağı güzel ve benzersiz çok renkli gölge efekti oluşturur. Bir kutuda bütün bir gökkuşağı!.

Adım 1: Gerekli Parçalar - Süpürgelik, Güç, Denetleyici ve LED Montajı

Süpürgelik: Ünite yaklaşık 600mm X 200mm x 20mm ahşap bir taban üzerine monte edilmiştir. Ek olarak, optik fiberleri hizalamak için 180mm X 60mm X 20mm'lik bir stres giderici ahşap blok kullanılır.

5V 60W'lık bir güç kaynağı, 700mA sigorta ile donatılmış sigortalı bir IEC fişi aracılığıyla şebeke gücüne bağlanır ve ana güç anahtarı olarak en az 1A 240V değerinde küçük bir geçiş anahtarı kullanılır.

Ana devre kartı, standart fenolik bakır kaplı şerit levhadan, 0,1 inç aralıktan yapılmıştır. Prototipte bu kart yaklaşık 130mm X 100mm ölçülerindedir. Prototipe yaklaşık 100 mm X 100 mm'lik isteğe bağlı bir ikinci kart takıldı, ancak bu yalnızca spektroskopi vb. için sinyal işleme mantığı gibi ek devrelere uyacak ve ana ünite için gerekli değil.

Ana LED düzeneği, her biri farklı bir dalga boyuna sahip 12 adet 3W yıldız LED'den oluşur. Bunlar, aşağıdaki LED montajı bölümünde daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.

LED'ler, prototipte 85 mm x 50 mm x 35 mm derinliğinde olan iki alüminyum soğutucu üzerine monte edilmiştir.

Üniteyi kontrol etmek için bir Raspberry Pi Zero W kullanılır. Bir başlık ile donatılmıştır ve ana devre kartında eşleşen 40 pinli bir sokete takılır.

Adım 2: Gerekli Parçalar: LED'ler

12 LED aşağıdaki merkez dalga boylarına sahiptir. 20 mm soğutucu tabanlı 3W yıldız LED'lerdir.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

560nm birimi hariç tümü FutureEden'den tedarik edildi. FutureEden'ın bu dalga boyunu kapsayan bir cihazı olmadığı için 560nm birimi eBay'den alınmıştır. Bu birimin Çin'den gönderileceğini unutmayın, bu nedenle teslimat için zaman tanıyın.

LED'ler, Akasa termal bant kullanılarak soğutucuya bağlanır. 20 mm'lik kareler kesin ve ardından bir tarafı LED'e, diğer tarafını da soğutucuya yapıştırarak, bandın hangi tarafının LED soğutucuya gideceği konusunda üreticinin talimatlarını uyguladığınızdan emin olun.

Adım 3: Gerekli Parçalar: LED Kontrol Devresi

Her LED kanalı, Raspberry Pi üzerindeki bir GPIO pininden kontrol edilir. PWM, LED yoğunluğunu kontrol etmek için kullanılır. Bir güç MOSFET'i (Infineon IPD060N03LG), LED akımını sınırlamak için her LED'i 2W'lık bir güç direnci aracılığıyla çalıştırır.

Her cihaz için R4 değerleri ve ölçülen akım aşağıda gösterilmiştir. Direnç değeri değişir, çünkü daha kısa dalga boyundaki LED'lerdeki voltaj düşüşü, daha uzun dalga boylu LED'lerden daha yüksektir. R4, 2W'lık bir dirençtir. Çalışma sırasında oldukça ısınacaktır, bu nedenle dirençleri kontrol panosundan uzağa monte ettiğinizden emin olun, kabloları direnç gövdesi panodan en az 5 mm uzakta olacak şekilde yeterince uzun tutun.

Infineon cihazları eBay'de ucuza bulunur ve Mouser gibi tedarikçiler tarafından da stoklanır. Büyük bir marj olan 30V 50A olarak derecelendirilmişlerdir, ancak DPAK cihazları oldukları için ucuz ve kullanımı kolaydır ve bu nedenle elle kolayca lehimlenebilirler. Cihazları değiştirmek istiyorsanız, uygun akım marjlarına ve 2-2,5V'de cihazın tamamen açık olacağı bir kapı eşiğine sahip bir tane seçtiğinizden emin olun, çünkü bu, Pi GPIO'da bulunan mantık seviyeleriyle (3,3V maks) eşleşir. iğneler. Bu cihazlar için geçit/kaynak kapasitansı 1700pf'dir ve herhangi bir değiştirme işlemi kabaca benzer kapasitansa sahip olmalıdır.

MOSFET (10nF kapasitör ve 10 ohm 1/4W direnç) üzerindeki durdurma ağı, yükselme ve düşme sürelerini kontrol etmek içindir. Bu bileşenler ve 330 ohm'luk geçit direnci olmadan, çıkışta istenmeyen elektromanyetik parazite (EMI) yol açabilecek zil sesi ve aşma kanıtı vardı.

2W güç direnci olan R4 için direnç değerleri tablosu

385nm 2,2 ohm 560mA415nm 2,7 ohm 520mA440nm 2,7 ohm 550mA 460nm 2,7 ohm 540mA 500nm 2,7 ohm 590mA 525nm 3.3 ohm 545mA 560nm 3.3 ohm 550mA 590nm 3.3 ohm 570mA 610ohmA 3,9 ohm 570mA 630ohm 610nmA

Adım 4: Gerekli Parçalar: Fiber Optik ve Birleştirici

LED'ler, 3 mm plastik fiber aracılığıyla bir optik birleştiriciye bağlanır. Bu, birkaç tedarikçiden temin edilebilir, ancak daha ucuz ürünler kısa dalga boylarında aşırı zayıflamaya sahip olabilir. eBay'den mükemmel olan bir miktar fiber satın aldım, ancak Amazon'da yaklaşık 420nm ve daha düşük değerde önemli zayıflamaya sahip daha ucuz bir fiber aldım. eBay'den satın aldığım fiber bu kaynaktandı. 10 metre yeterli olacaktır. 12 X 300 mm uzunlukları varsayarak LED'leri birleştirmek için sadece 4 metreye ihtiyacınız var, ancak bu üniteyi kurarken seçeneklerden biri de bireysel dalga boylarını 3 mm çıkış fiberine bağlamaktır, bu nedenle bu seçenek için fazladan olması kullanışlıdır.

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

Çıkış fiberi, sert bir plastik dış kılıfla kaplanmış esnek 6 mm fiberdir. Buradan kullanılabilir. Çoğu durumda 1 metrelik bir uzunluk muhtemelen yeterli olacaktır.

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

Optik birleştirici, 15 x 15 mm kare çubuktan yapılmış, yaklaşık 73 mm'ye kesilmiş ve kılavuzun çıkış ucu 6 mm x 6 mm olacak şekilde zımparalanmış konik plastik bir ışık kılavuzudur.

Yine, bazı akrilik derecelerinin kısa dalga boylarında aşırı zayıflamaya sahip olabileceğini unutmayın. Ne yazık ki ne alacağınızı belirlemek zor, ancak bu kaynaktan gelen çubuk iyi çalıştı

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

Ancak bu kaynaktan gelen çubukta aşırı zayıflama vardı ve 390 nm UV ışığına karşı neredeyse tamamen opaktı.

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

Adım 5: Gerekli Parçalar: 3d Basılı Parçalar

Bazı parçalar 3d basılmıştır. Onlar

LED fiber adaptörler

Fiber montaj plakası

(Opsiyonel) fiber çıkış adaptörü (bireysel çıkışlar için). Bu sadece yeniden basılan fiber montaj plakasıdır.

Optik kuplör montaj plakası

Fiber adaptörler hariç tüm parçalar standart PLA'da basılmıştır. PLA çok fazla yumuşadığı için bunlar için PETG'yi öneririm; LED'ler oldukça ısınıyor.

Bu parçalar için tüm STL'ler proje için ekli dosyalarda yer almaktadır. Tüm proje varlıklarını içeren zip dosyası için Raspberry Pi'yi yapılandırma adımına bakın.

%100 dolgulu LED'ler için fiber adaptörleri yazdırın. Diğerleri %20 dolgu ile basılabilir.

Tüm parçalar, bir Creality Ender 3 ve ayrıca bir Biqu Magician üzerinde 60 mm/sn'de standart bir 0.4 mm meme kullanılarak 0.15 mm'lik bir katman yüksekliğinde basılmıştır. Herhangi bir düşük maliyetli 3D yazıcı işi yapmalıdır.

Parçaların tümü, delikler yukarı bakacak şekilde dikey olarak yazdırılmalıdır - bu, en iyi hassasiyeti sağlar. Onlar için destekleri atlayabilirsiniz; ana kuplör montaj plakasının arka kenarda biraz pürüzlü görünmesine neden olur, ancak bu sadece kozmetiktir; bir miktar zımpara kağıdı toparlayacaktır.

Önemli: Fiber montaj plakasını (ve bireysel fiber çıkış adaptörü için isteğe bağlı ikinci kopyasını) 1,05 ölçeğinde, yani %5 büyütülmüş olarak yazdırın. Bu, elyaf için deliklerin yeterli açıklığa sahip olmasını sağlar.

Adım 6: Ana Kontrol Kartının Montajı

Kontrol kartı, standart bakır şerit levhadan (bazen veroboard olarak da bilinir) üretilir. Ayrıntılı bir yerleşim planı eklemiyorum çünkü elde ettiğim pano tasarımı, başlangıçta planlamadığım snubber ağı gibi bileşenler eklemek zorunda kaldığım için biraz düzensiz oldu. Yukarıda kısmen inşa edilmiş olarak gösterilen kartın üst kısmı, güç dirençlerine ve Raspberry Pi için sokete sahiptir. Pi için dik açılı bir başlık kullandım, böylece ana karta dik açılarda oturur, ancak normal bir düz başlık kullanırsanız, bunun yerine tahtaya paralel olarak oturacaktır. Bu şekilde biraz daha fazla yer kaplayacak, buna göre plan yapın.

Kabloları panoya bağlamak için Veropinler kullanıldı. Parçaları kesmek için küçük bir burgulu matkap ucu yararlıdır. Pi soketi için, iki set soket pimi arasında yedek bir deliğe sahip olmadığınız için izleri kesmek için keskin bir maket bıçağı kullanın.

1 mm bakır telin çift sırasına dikkat edin. Bunun amacı, LED'lerin tam güçte tükettiği yaklaşık 7 amperlik akım için düşük empedans yolu sağlamaktır. Bu teller, güç MOSFET'lerinin kaynak terminallerine ve oradan da toprağa gider.

Bu kartta Pi'ye güç sağlayan sadece küçük bir 5V kablo var. Bunun nedeni, 5V ana güç beslemesinin, prototipimde ikinci bir kart üzerinde standart bir PC IDE disk kablosuyla bağlanan LED'lerin anotlarına gitmesidir. Ancak bunu yapmanıza gerek yoktur ve bunları doğrudan ilk karttaki bir sokete bağlayabilirsiniz. Bu durumda, +5V tarafındaki akımı işlemek için anot tarafı boyunca bir çift bakır tel seti çalıştıracaksınız. Prototipte bu teller ikinci panodaydı.

Adım 7: Güç MOSFET'leri

MOSFET'ler kartın bakır tarafına monte edildi. Bunlar DPAK cihazlarıdır ve bu nedenle sekme doğrudan karta lehimlenmelidir. Bunu yapmak için, havya üzerinde uygun büyüklükte bir uç kullanın ve tırnağı hafifçe hafifçe kalaylayın. Cihazı takacağınız bakır izleri kalaylayın. Tahtaya yerleştirin ve sekmeyi tekrar ısıtın. Lehim eriyecek ve cihaz takılacaktır. Cihazı aşırı ısıtmamak için bunu oldukça hızlı bir şekilde deneyin ve yapın; birkaç saniyelik ısıyı tolere eder, bu yüzden panik yapmayın. Sekme (boşaltma) lehimlendikten sonra kapıyı lehimleyebilirsiniz ve kaynak uçları panoya gider. Boşaltma sekmesine kısa devre yapmamaları için önce geçit ve kaynak kabloları için izleri kesmeyi unutmayın!. Resimden göremiyorsunuz ama kesikler cihazın gövdesine doğru giden kabloların altında.

Kartal gözlü okuyucular sadece 11 MOSFET'i not edecek. Bunun nedeni, 560nm LED'leri aldığımda 12.'nin daha sonra eklenmesiydi. Genişliği nedeniyle tahtaya sığmadığı için başka bir yere yerleştirildi.

Adım 8: LED'ler ve Soğutucular

İşte LED'lerin ve soğutucuların yakından bir resmi. LED'leri denetleyiciye bağlamak için bir IDE kablosu kullanmaya geçmeden önce, denetleyici kartı kablolaması prototipin önceki bir sürümündendi.

Daha önce bahsedildiği gibi, LED'ler Akasa termal bant kareleri kullanılarak takılır. Bunun avantajı, bir LED arızalanırsa, bandı kesmek için keskin bir bıçak kullanarak kolayca çıkarılabilmesidir.

Soğutucu yeterince büyük olduğu sürece, tüm LED'leri tek bir soğutucu üzerine monte etmekten sizi alıkoyacak hiçbir şey yoktur. Gösterilen soğutucularda, tam güçte, soğutucu sıcaklığı 50°C'ye ulaşır ve bu nedenle bu soğutucular muhtemelen optimumdan biraz daha küçüktür. Geriye dönüp bakıldığında, daha kısa dalga boyundaki altı emitörün tümünü bir ve daha uzun dalgaboylu emitörleri diğerinin üzerine koymak yerine, her bir soğutucuya daha uzun dalga boylu LED'lerden üçünü koymak muhtemelen iyi bir fikir olurdu. Bunun nedeni, belirli bir ileri akım için, kısa dalga boylu emitörlerin, daha yüksek ileri voltaj düşüşlerinden dolayı daha fazla güç harcaması ve dolayısıyla ısınmasıdır.

Elbette fan soğutma ekleyebilirsiniz. LED düzeneğini tamamen kapatmayı planlıyorsanız, bu akıllıca olacaktır.

Adım 9: LED Kablolama

LED'ler, standart bir 40 pinli IDE kablosu ile kontrol kartına bağlanır. Tüm kablo çiftleri kullanılmaz, bu da genişlemeye izin verir.

Yukarıdaki bağlantı şemaları, IDE konektör kablolarını ve ayrıca Raspberry Pi'nin kendisine giden kabloları göstermektedir.

LED'ler renkleriyle belirtilir (UV = ultraviyole, V = mor, RB = koyu mavi, B = mavi, C = camgöbeği, G = yeşil, YG = sarı-yeşil, Y = sarı, A = kehribar, R = parlak kırmızı, DR = koyu kırmızı, IR = kızılötesi), yani artan dalga boyu ile.

Not: Kablo soketinin +5V bağlantı tarafında, yüksek akım yolu sağlamak için şerit tahtasında paralel olarak çalışan 2 x 1mm kalınlığında kablolar olduğundan emin olmayı unutmayın. Benzer şekilde, topraklanmış olan MOSFET'lere olan kaynak bağlantılarında, toprağa giden yüksek akım yolunu sağlamak için benzer kablolar çalıştırılmalıdır.

Adım 10: Denetleyici Kartını Test Etme

Raspberry Pi'yi karta takmadan GPIO pinlerini bir klips ile +5V rayına bağlayarak LED sürücülerinizin doğru çalıştığını test edebilirsiniz. Uygun LED yanmalıdır.

Pi takılıyken asla GPIO pinlerini +5V'a bağlamayın. Cihaza zarar verirsiniz, dahili olarak 3.3V ile çalışır.

Güç sürücülerinin ve LED'lerin doğru çalıştığından emin olduktan sonra, Raspberry Pi'yi yapılandırmak olan bir sonraki adıma geçebilirsiniz.

LED'ler tam güçte çalışırken optik fiberlerin ucuna doğrudan bakmayın. Son derece parlaktırlar.

Adım 11: LED'leri Fiber Optik Birleştirme

Her LED, 3 mm optik fiber ile birleştirilir. 3B baskılı fiber adaptör, LED düzeneğine tam olarak oturur ve fiberi yönlendirir. Gerilim azaltma bloğu, LED soğutucuların yaklaşık 65 mm önüne monte edilmiştir.

Bu, parmaklarınızı içeri sokmak ve fiber adaptörleri LED'lerin üzerine itmek ve ardından fiberi takmak için yeterli alan sağlar.

LED'ler doğrultusunda gerilim azaltma bloğu boyunca 4 mm'lik delikler açın.

Her bir fiber uzunluğu yaklaşık 250 mm uzunluğundadır, ancak her fiber farklı bir yol izlediğinden, gerçek takılan uzunluk değişecektir. Bunu doğru yapmanın en kolay yolu, 300 mm'lik fiber uzunluklarını kesmektir. Daha sonra fiberi düzeltmelisiniz, aksi takdirde yönetilmesi imkansız olacaktır. 3 mm kalınlığında perspeks çubuk gibidir ve hayal ettiğinizden çok daha serttir.

Fiberi düzeltmek için 300 mm uzunluğunda (yaklaşık) 4 mm OD pirinç çubuk kullandım. Çubuğun iç çapı, lifin çubuğa düzgün bir şekilde kayması için yeterlidir. Çubuğun her iki ucunun da pürüzsüz olduğundan emin olun, böylece çubuğun içine ve dışına kaydırırken lifi çizmezsiniz.

Lifi, bir ucu aynı hizada olacak ve diğer ucundan biraz dışarı çıkacak şekilde veya çubuk liften daha uzunsa tamamen içeri girecek şekilde çubuğa itin. Ardından çubuğu yaklaşık 15 saniye kaynar suyla dolu derin bir tencereye daldırın. Çubuğu çıkarın ve gerekirse diğer ucu çubuk ucuyla aynı hizada olacak şekilde lifi yeniden konumlandırın, ardından o ucu aynı şekilde ısıtın.

Artık tamamen düz bir lif parçasına sahip olmalısınız. Düzleştirilmiş lifi kavrayıp çıkarabilene kadar başka bir lif parçasını iterek çıkarın.

On iki lif parçasının hepsini düzelttiğinizde, yaklaşık 70 mm uzunluğunda on iki parça daha kesin. Bunlar, lifleri bağlantı plakası boyunca yönlendirmek için kullanılacaktır. Daha sonra inşaat tamamlandığında, tek tek fiber çıkış kuplörünü doldurmak için kullanılacaklar, böylece israf edilmeyecekler.

Bu kesilen parçaları aynı şekilde düzeltin. Ardından bunları kuplör plakasına takın. Yukarıdaki fotoğrafta nasıl görünmeleri gerektiğini görebilirsiniz. Kademeli düzen, liflerin kapladığı alanı en aza indirgemek içindir (minimum küresel paketleme yoğunluğu). Bu, fiber birleştiricinin mümkün olduğunca verimli çalışmasını sağlar.

Her bir tam uzunlukta kesilmiş elyaf parçasını alın ve bir ucunu düz olarak zımparalayın, 800'e kadar ve ardından 1500 kum zımpara kağıdına kadar çalışın. Ardından metal veya plastik cila ile cilalayın - cilalama pedine sahip küçük bir döner alet burada kullanışlıdır.

Şimdi BİR kesim fiberi çıkarın ve tam uzunluktaki fiberi kuplör plakasına kaydırın. Ardından, cilalı ucu LED fiber bağlayıcı aracılığıyla LED lensin önüne değecek şekilde gerinim azaltıcıdan geri takın. Her lif için tekrarlayın. Kısa lif parçalarını deliklerde tutmak, her uzun lifin tam olarak doğru yere kolayca yerleştirilmesini sağlar.

NOT: Mor ve ultraviyole LED'lere çok fazla bastırmayın Epoksi kapsüllü olan diğer LED'lerin aksine yumuşak bir polimer malzeme ile kapsüllenirler. Lensi deforme etmek ve bağlantı tellerinin kopmasına neden olmak kolaydır. İnan bana, bunu zor yoldan öğrendim. Bu nedenle, fiberleri bu iki LED'e takarken nazik olun.

Elyafları kuplörden hangi sırayla yönlendirdiğiniz önemli değildir, ancak lifleri birbirlerini geçmemeleri için katmanlamaya çalışın. Benim tasarımımda, alttaki altı LED, sol üç LED için en alttaki üç deliğe ve ardından sağ üç LED için sonraki üç deliğe ve bu şekilde yönlendirildi.

Tüm lifler kuplörden geçtiğinde, onu taban tahtasına yerleştirin ve iki montaj deliği açın, ardından vidalayın.

Ardından, çok keskin bir diyagonal kesici kullanarak, her bir elyaf parçasını bağlayıcının yüzeyine mümkün olduğunca yakın kesin. Ardından her bir parçayı dışarı çekin, kesilen ucu zımparalayın ve parlatın ve bir sonraki elyafa geçmeden önce değiştirin.

Elyafların tamamı kuplör yüzüyle tam olarak aynı hizada değilse endişelenmeyin. Çıkıntı yapmak yerine hafifçe girintili olmaları konusunda hata yapmak en iyisidir, ancak bir veya iki milimetre fark gerçekten önemli olmayacaktır.

Adım 12: Raspberry Pi'yi Yapılandırma

Raspberry Pi yapılandırma işlemi, zip dosyası ekinin bir parçası olan ekteki rtf belgesinde belgelenmiştir. Pi'yi yapılandırmak için bir PC'de takılacak yedek bir USB bağlantı noktası, uygun bir USB kablosu ve MicroSD kart görüntüsünü oluşturmak için bir SD kart okuyucu dışında herhangi bir ek donanıma ihtiyacınız yoktur. Ayrıca bir MicroSD karta ihtiyacınız var; 8G yeterince büyük.

Pi'yi yapılandırıp ana denetleyici kartına taktığınızda, bir WiFi erişim noktası olarak gelmesi gerekir. Bilgisayarınızı bu AP'ye bağladığınızda ve https://raspberrypi.local veya https://172.24.1.1'e göz attığınızda yukarıdaki sayfayı görmelisiniz. Görmek istediğiniz ışığın yoğunluğunu ve dalga boylarını ayarlamak için kaydırıcıları kaydırmanız yeterlidir.

Minimum yoğunluğun 2 olduğuna dikkat edin; bu, Pi PWM kitaplığının bir özelliğidir.

İkinci resim, tipik üç fosfor kaplamalı lambalara karşılık gelen yaklaşık 420nm, 490nm ve 590nm'de (mor, turkuaz ve kehribar) emisyonlarla bir CFL lambasının spektrumunu taklit eden birimi göstermektedir.

Adım 13: Fiber Birleştirici

Fiber ışın birleştirici, 15 x 15 mm kare akrilik çubuktan yapılmıştır. Bazı akrilik plastiklerin 420 nm ve altındaki spektrumda aşırı absorpsiyona sahip olduğuna dikkat edin; Başlamadan önce bunu kontrol etmek için UV LED'ini çubuğun içinden geçirin ve ışını aşırı derecede azaltmadığını doğrulayın (kağıttaki optik beyazlatıcılardan gelen mavi parıltıyı görebilmeniz için bir parça beyaz kağıt kullanın).

Çubuğu zımparalamak için 3D yazdırılabilir mastarı yazdırabilir veya uygun bir plastik levhadan kendinizinkini oluşturabilirsiniz. Çubuğu yaklaşık 73 mm'ye kesin ve her iki ucunu zımparalayın ve parlatın. Ardından mastarı çift taraflı yapışkan bant kullanarak çubuğun karşılıklı iki tarafına sabitleyin. Jig çizgilerinin 0,5 mm yakınına gelene kadar 40 tane zımpara kağıdı kullanarak zımparalayın, ardından kademeli olarak 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 ve son olarak 7000 kumlu kağıda artırarak konik cilalı bir yüzey elde edin. Ardından mastarı çıkarın ve diğer iki tarafı zımparalamak için yeniden konumlandırın. Artık fiber birleştirici plakaya monte edilmeye uygun konik bir piramitiniz olmalıdır. Dar uç, fiber kalkışına uyması için 6 mm x 6 mm'dir.

Not: Benim durumumda 6 mm x 6 mm'ye kadar zımparalamadım, bu nedenle birleştirici montaj plakasından biraz dışarı çıkıyor. 6 mm'lik fiber presle oturduğundan ve yeterince içeri itilirse birleştiricinin dar ucuna çarpacağından bu önemli değil.

Fiberin kendisine zarar vermemeye dikkat ederek, dış kılıfın yaklaşık 1 inçlik kısmını 6 mm fiberden geriye doğru soyun. Ardından, elyafın dış kılıfı bağlayıcı plakaya yeterince sıkı oturmuyorsa, etrafına bir parça bant sarın. Daha sonra içeri itilebilmeli ve birleştirici piramit ile rahatça yataklanabilmelidir. Tüm tertibatı, fiber çıkışları doğrultusunda taban plakasına monte edin.

Birleştirirken biraz ışık kaybettiğinizi unutmayın. Nedenini yukarıdaki optik izlerden anlayabilirsiniz, çünkü ışığı aşağıya doğru yoğunlaştırmak aynı zamanda ışın açısının artmasına neden olur ve bu süreçte bir miktar ışık kaybederiz. Tek bir dalga boyunda maksimum yoğunluk için, bir LED'i veya LED'leri doğrudan 3 mm fibere ayırmak için isteğe bağlı fiber bağlayıcı plakayı kullanın.

Adım 14: Bireysel Fiber Çıkış Bağlayıcı Plakası

Bu, ana elyaf kılavuzunun yalnızca ikinci bir baskısıdır. Yine, deliklerden liflerin geçmesine izin vermek için %105 ölçekte yazdırmayı unutmayın. Bu plakayı ana fiber kılavuzuna göre vidalayın, birleştirici tertibatını sökün ve bu plakayla değiştirin. Doğru şekilde takmayı unutmayın, delikler sadece bir yönde sıralanır!.

Şimdi kestiğiniz 12 parça elyafı plakadaki deliklere yerleştirin. Bir veya daha fazla dalga boyunu seçmek için, sadece bir parça fiberi çıkarın ve deliğe daha uzun bir uzunluk yerleştirin. Dilerseniz 12 dalga boyunun tümünü aynı anda seçebilirsiniz.

Adım 15: Daha Fazla Güç!. Daha Fazla Dalga Boyu

Pi, isterseniz daha fazla kanal çalıştırabilir. Bununla birlikte, diğer dalga boylarında LED'lerin mevcudiyeti muhtemelen bir zorluk olacaktır. 365nm UV LED'leri ucuza alabilirsiniz, ancak esnek fiber 6mm kablo 390nm'de bile güçlü bir şekilde emmeye başlar. Bununla birlikte, tek tek fiberlerin bu dalga boyunda çalışacağını buldum, bu yüzden isterseniz, size daha kısa bir UV dalga boyu vermek için bir LED ekleyebilir veya değiştirebilirsiniz.

Diğer bir olasılık da LED'leri ikiye katlayarak parlaklığı artırmaktır. Örneğin, bir 5 X 5 fiber bağlayıcı (veya 4 X 6) tasarlayıp yazdırabilir ve kanal başına 2 LED'e sahip olabilirsiniz. Yaklaşık 20 amper çekeceğiniz için çok daha büyük bir güç kaynağına ihtiyacınız olacağını unutmayın. Her LED'in kendi düşme direncine ihtiyacı vardır; LED'leri doğrudan paralelleştirmeyin. MOSFET'ler, kanal başına iki veya hatta birkaç LED'i sürmek için fazlasıyla yeterli kapasiteye sahiptir.

Daha yüksek güçlü LED'leri gerçekten kullanamazsınız çünkü 3W LED'ler gibi küçük bir alandan ışık yaymazlar ve bu nedenle onları verimli bir şekilde fiber bağlayamazsınız. Bunun nedenini anlamak için 'etendü korunumu' konusuna bakın.

Birleştiriciden ışık kaybı oldukça yüksektir. Bu ne yazık ki fizik yasalarının bir sonucudur. Işın yarıçapını azaltırken, sapma açısını da arttırırız ve böylece ışık kılavuzu ve fiberin sadece 45 derece civarında bir kabul açısına sahip olması nedeniyle bir miktar ışık kaçar. Bireysel fiber çıkışlarından gelen güç çıkışının, birleşik dalga boyu kuplöründen önemli ölçüde daha yüksek olduğuna dikkat edin.