Floresan Kristal Ekran Standı: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Üniversiteden mezun olurken, CRESST adlı karanlık madde doğrudan tespiti için bir deney üzerinde çalışıyordum. Bu deney, parıldayan kalsiyum tungstat (CaWO4) kristallerine dayanan parçacık detektörlerini kullanır. Hatıra olarak hala kırık bir kristalim var ve her zaman kristalin floresanını heyecanlandıran bir teşhir standı yapmak istemişimdir.

Kalsiyum tungstat kristalleri piyasada bulunmadığından ve ayrıca kullandığım UVC LED'ler oldukça pahalı olduğundan, insanların muhtemelen bu yapıyı tam olarak kopyalamayacaklarının farkındayım. Ancak, kehribar veya florit gibi diğer floresan mineraller için bir teşhir standı kurmayı planlıyorsanız bu size yardımcı olabilir.

Adım 1: Materyalleri Toplayın

• floresan CaWO4 kristali
• küçük proje kutusu (örn. conrad.de)
• 278 nm UVC LED (ör. Crystal IS)
• LED sancak (metal çekirdekli PCB) (örn. Lumitronix)
• termal ped (örn. Lumitronix)
• soğutucu (örn. Lumitronix)
• yükseltme modülü (ör. ebay.de)
• LED boost sürücüsü (ör. ebay.de)
• LiPo pil (ör. ebay.de)
• tuşu kaydır
• 0,82 Ohm 1206 SMD direnci

Kalsiyum tungstat içindeki floresan < 280 nm dalga boylarında uyarılabilir. Bu UV'de oldukça uzaktır ve bu dalga boyundaki LED'ler genellikle oldukça pahalıdır (~150 $/adet). Şans eseri 278 nm SMD LED'leri, çalıştığım şirketten mühendislik örnekleri üzerinde kaldığı için ücretsiz aldım. Bu tip LED'ler genellikle dezenfeksiyon için kullanılır.

UYARI: UV ışığı gözlere ve cilde zarar verebilir. Uygun korumaya sahip olduğunuzdan emin olun, örn. UV gözlüğü

Spesifikasyon sayfasına göre LED'ler ~25 mW optik çıkış gücüne, 300 mA çalışma akımına ve ~12 V yüksek ileri gerilime sahiptir. Bu, LED'lerin yaklaşık 3 W ısı yaydığı anlamına geldiğinden, LED'lerin üzerine monte edilmeleri gerekir. uygun bir ısı emici. Bu nedenle, doğru ayak izine, termal ped ve küçük bir ısı emiciye sahip metal çekirdekli bir PCB (sancak) satın aldım. LED'ler çok yüksek akımlardan kolayca zarar görebileceklerinden sabit akım sürücüsü ile çalıştırılmalıdır. Çıkış voltajını da artıran XL6003 IC'ye dayalı çok ucuz bir sabit akım yükseltme sürücü kartım var. Veri sayfasına göre çıkış voltajı, giriş voltajının 2 katından daha yüksek olmamalıdır. Ancak, her şeye 3,7 V LiPo pilden güç vermek istediğim için, LED sürücüsünden önce pil voltajını ~ 6 V'a yükselten başka bir yükseltici dönüştürücü ekledim. LED sürücüsünün çıkış akımı, kart üzerine paralel bağlanmış iki SMD direnci tarafından ayarlanır. XL6003 veri sayfasına göre akım, I = 0.22 V/Rs ile verilir. Varsayılan olarak, ~650 mA tutarında paralel bağlı iki 0,68 Ohm direnç vardır. Akımı düşürmek için bu dirençleri ~270 mA verecek 0,82 Ohm'luk bir dirençle değiştirmek zorunda kaldım.

Adım 2: LED'i Monte Etme

Bir sonraki adımda LED'i sancak tarafına lehimledim. Daha önce de belirtildiği gibi, LED'inizin eşleşen ayak izine sahip bir PCB almak önemlidir. Kart ısıyı oldukça iyi dağıttığı için metal çekirdekli bir PCB üzerinde lehim yapmak zor olabilir. Lehimlemeyi kolaylaştırmak için PCB'yi sıcak bir tabağa koymanız önerilir, ancak ben de onsuz yapmayı başardım. LED, termal macun ile karta bağlanmalıdır. Lehimlemeden sonra termal pedi kullanarak sancak tarafını soğutucuya bağladım.

3. Adım: Elektronikleri Bağlayın

Tüm elektronik bileşenleri kasamın alt plakasına yapıştırdım. Soğutucunun oldukça ısındığını ve bu nedenle yüksek sıcaklıklara dayanabilecek bir yapıştırıcı kullanılmasının faydalı olduğunu unutmayın. Pil, voltajı yaklaşık 6 V'a yükselten yükseltme modülüne bağlanır. Çıkış daha sonra LED'e bağlı olan LED boost sürücüsüne bağlanır. Pilden sonra bir sürgülü anahtar eklendi ancak lehimlemeyi ancak bir sonraki adımda sürgülü anahtarı monte ettikten sonra yapmak isteyebilirsiniz.

4. Adım: Muhafazayı Değiştirin

Dremel aletimi kullanarak kaplamada bazı değişiklikler yaptım. LED ışığın kaçması için tepeye yarık şeklinde bir delik yerleştirildi. Ek olarak, havalandırma için yanlara bazı açıklıklar koydum. Sıcak tutkalla sabitlenen sürgülü şalter için başka bir delik açıldı. Delikler oldukça pürüzlü göründüğü için muhafazanın görünümünden pek memnun değilim. Neyse ki çoğu görünmüyor. Bir dahaki sefere muhtemelen bir lazer kesici kullanarak özel bir kutu yapacağım.

Adım 5: Tamamlandı

Muhafazayı kapattıktan sonra proje tamamlandı. Kristal, üstteki yarığa yerleştirilebilir ve alttan gelen LED tarafından heyecanlanır. Floresan emisyonu oldukça parlaktır. UVC ışığı görünmez olduğu için tüm ışığın gerçekten kristalden geldiğini unutmayın.

Yapı kesinlikle birkaç şekilde geliştirilebilir. Öncelikle LED'in termal yönetimi çok iyi değil ve soğutucu oldukça ısınıyor. Bunun nedeni, soğutucu muhafazanın içine monte edildiğinden çok az havalandırma olmasıdır. Şimdiye kadar LED'i birkaç dakikadan fazla çalıştırmaya cesaret edemedim. İkinci olarak, siyah akrilikten yapılmış özel bir lazer kesim kutusu kullanarak bir dahaki sefere daha güzel bir muhafaza yapmak istiyorum. Ayrıca microUSB fişli bir LiPo şarj modülü eklenebilir, böylece şarj için kutuyu açmanıza gerek kalmaz.