Angstrom - o sursă de lumină LED reglabilă: 15 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Angstrom este o sursă de lumină LED reglabilă pe 12 canale care poate fi construită pentru sub 100 GBP. Dispune de 12 canale LED controlate de PWM care se întind pe 390nm-780nm și oferă atât posibilitatea de a amesteca mai multe canale la o singură ieșire cuplată cu fibră de 6 mm, cât și capacitatea de a transmite simultan oricare sau toate canalele la ieșiri individuale de fibră de 3 mm.

Aplicațiile includ microscopie, criminalistică, colorimetrie, scanarea documentelor etc. Puteți simula cu ușurință spectrul diverselor surse de lumină, cum ar fi lămpile fluorescente compacte (CFL).

În plus, sursele de lumină ar putea fi utilizate pentru efecte de iluminare teatrale interesante. Canalele de alimentare sunt mai mult decât capabile să gestioneze LED-uri suplimentare cu o sursă de alimentare nominală mai mare, iar lungimile de undă multiple creează un frumos și unic efect de umbră multicolor pe care sursele LED albe normale sau RGB nu le pot duplica. Este un curcubeu întreg într-o cutie !.

Pasul 1: Piese necesare - Placă de bază, alimentare, controler și ansamblu LED

Plinta: Unitatea este asamblată pe o bază din lemn, aproximativ 600mm X 200mm x 20mm. În plus, pentru alinierea fibrelor optice se folosește un bloc de lemn de reducere a stresului de 180 mm X 60 mm X 20 mm.

O sursă de alimentare de 5V 60W este conectată la rețeaua electrică printr-o fișă IEC fuzionată, prevăzută cu o siguranță de 700mA, și un mic comutator cu comutare de cel puțin 1A 240V este utilizat ca întrerupător principal.

Placa de circuit principală este construită dintr-o placă de bandă fenolică îmbrăcată în cupru, cu pas de 0,1 inci. În prototip, această placă măsoară aproximativ 130 mm X 100 mm. O a doua placă opțională, de aproximativ 100 mm X 100 mm, a fost montată pe prototip, dar aceasta se potrivește doar cu circuite suplimentare, cum ar fi logica de procesare a semnalului pentru spectroscopie etc. și nu este necesară pentru unitatea de bază.

Ansamblul principal al LED-urilor constituie 12 LED-uri stea de 3W, fiecare având o lungime de undă diferită. Acestea sunt discutate mai detaliat în secțiunea de pe ansamblul LED de mai jos.

LED-urile sunt montate pe două radiatoare din aluminiu, care în prototip aveau o adâncime de 85 mm x 50 mm x 35 mm.

Un Raspberry Pi Zero W este utilizat pentru a controla unitatea. Este echipat cu un antet și se conectează la o priză potrivită cu 40 de pini de pe placa de circuit principal.

Pasul 2: Piese necesare: LED-uri

Cele 12 LED-uri au următoarele lungimi de undă centrale. Sunt LED-uri stele de 3W cu o bază de radiator de 20mm.

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

Toate, cu excepția unității de 560nm, au fost obținute din FutureEden. Unitatea de 560nm a fost obținută de la eBay, deoarece FutureEden nu are un dispozitiv care să acopere această lungime de undă. Rețineți că această unitate va fi expediată din China, deci acordați timp pentru livrare.

LED-urile sunt atașate la radiator folosind banda termică Akasa. Tăiați pătrate de 20 mm și apoi lipiți pur și simplu o parte de LED și cealaltă de radiator, asigurându-vă că urmați instrucțiunile producătorului cu privire la ce parte a benzii merge la radiatorul LED.

Pasul 3: Piese necesare: Circuite de control LED

Fiecare canal LED este controlat de la un pin GPIO de pe Raspberry Pi. PWM este utilizat pentru a controla intensitatea LED-ului. Un MOSFET de putere (Infineon IPD060N03LG) conduce fiecare LED printr-un rezistor de putere de 2W pentru a limita curentul LED.

Valorile lui R4 pentru fiecare dispozitiv și curentul măsurat sunt prezentate mai jos. Valoarea rezistorului se schimbă deoarece căderea de tensiune pe LED-urile cu lungime de undă mai mică este mai mare decât pentru LED-urile cu lungime de undă mai mare. R4 este un rezistor de 2W. Se va încălzi destul de bine în timpul funcționării, deci asigurați-vă că montați rezistențele la distanță de placa controlorului, menținând cablurile suficient de lungi, astfel încât corpul rezistorului să fie la cel puțin 5 mm distanță de placă.

Dispozitivele Infineon sunt disponibile ieftin pe eBay și sunt stocate și de furnizori precum Mouser. Acestea sunt evaluate la 30V 50A, ceea ce reprezintă o marjă uriașă, dar sunt ieftine și ușor de utilizat, fiind dispozitive DPAK și, prin urmare, ușor de sudat manual. Dacă doriți să înlocuiți dispozitivele, asigurați-vă că alegeți unul cu margini de curent adecvate și cu un prag de poartă astfel încât la 2-2,5 V dispozitivul să fie complet pornit, deoarece acesta corespunde nivelurilor logice (3,3 V max) disponibile de la GPIO Pi pini. Capacitatea porții / sursei este de 1700pf pentru aceste dispozitive și orice înlocuire ar trebui să aibă o capacitate aproximativ similară.

Rețeaua de snubber de pe MOSFET (condensator 10nF și rezistor de 10 ohmi 1 / 4W) trebuie să controleze timpul de creștere și scădere. Fără aceste componente și rezistorul de poartă de 330 ohmi, au existat dovezi de sunet și depășire a ieșirii care ar fi putut duce la interferențe electromagnetice nedorite (EMI).

Tabelul valorilor rezistorului pentru R4, rezistorul de putere de 2W

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 3,9 ohm 570mA 610nm 3,3 ohm 630m 6 ohm 630m

Pasul 4: Piese necesare: fibra optică și combinator

LED-urile sunt cuplate la un combinator optic prin fibră de plastic de 3 mm. Acest lucru este disponibil de la un număr de furnizori, dar produsele mai ieftine pot avea atenuare excesivă la lungimi de undă scurte. Am cumpărat niște fibre de pe eBay, ceea ce a fost excelent, dar câteva fibre mai ieftine pe Amazon, care au atenuat semnificativ la aproximativ 420nm și mai puțin. Fibra pe care am cumpărat-o de la eBay provine din această sursă. 10 metri ar trebui să fie ample. Aveți nevoie de doar 4 metri pentru a cupla LED-urile, presupunând lungimi de 12 X 300 mm, dar una dintre opțiuni atunci când construiți această unitate este de a cupla lungimi de undă individuale la o fibră de ieșire de 3 mm, deci este util să aveți suplimentar pentru această opțiune.

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

Fibra de ieșire este fibră flexibilă de 6 mm încastrată într-o manta exterioară din plastic dur. Este disponibil de aici. O lungime de 1 metru va fi probabil suficientă în majoritatea cazurilor.

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

Combinatorul optic este un ghidaj luminos din plastic conic, care este realizat dintr-o bucată de tijă pătrată de 15 x 15 mm, tăiată la aproximativ 73 mm și șlefuită, astfel încât capătul de ieșire al ghidajului să fie de 6 mm x 6 mm.

Din nou, rețineți că unele grade de acrilic pot avea atenuare excesivă la lungimi de undă scurte. Din păcate, este greu să stabiliți ce veți obține, dar tija din această sursă a funcționat bine

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

Cu toate acestea, tija din această sursă a avut o atenuare excesivă și a fost aproape complet opacă la 390nm de lumină UV.

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

Pasul 5: Piese necesare: Piese imprimate 3D

Unele părți sunt tipărite 3D. Sunt

Adaptoarele cu fibră LED

Placa de montare a fibrelor

Adaptorul de ieșire din fibră (opțional) (pentru ieșiri individuale). Aceasta este doar placa de montare din fibră reimprimată.

Placa de montare a cuplajului optic

Toate piesele sunt tipărite în PLA standard, cu excepția adaptoarelor de fibră. Recomand PETG pentru acestea deoarece PLA se înmoaie prea mult; LED-urile se încălzesc destul de mult.

Toate STL-urile pentru aceste părți sunt incluse în fișierele atașate pentru proiect. Vedeți pasul privind configurarea Raspberry Pi pentru fișierul zip care conține toate activele proiectului.

Imprimați adaptoarele de fibră pentru LED-uri cu umplutură 100%. Celelalte pot fi tipărite cu 20% umplutură.

Toate piesele au fost tipărite la o înălțime a stratului de 0,15 mm folosind o duză standard de 0,4 mm la 60 mm / sec pe un Creality Ender 3 și, de asemenea, un Magic Biqu. Orice imprimantă 3D ieftină ar trebui să facă treaba.

Părțile ar trebui să fie tipărite pe verticală cu orificiile îndreptate în sus - aceasta oferă cea mai bună precizie. Puteți sări peste suporturile acestora; aceasta va face ca placa de montare a cuplajului principal să arate puțin zdrențuită pe marginea din spate, dar acest lucru este doar cosmetic; o atingere de șmirghel o va ordona.

Important: Imprimați placa de montare a fibrelor (și a doua copie opțională a acesteia pentru adaptorul individual de ieșire din fibră) la o scară de 1,05 adică 5% mărită. Acest lucru asigură că găurile pentru fibră au un spațiu suficient.

Pasul 6: Asamblarea plăcii de control principale

Placa de control este fabricată din panouri standard de cupru (uneori cunoscute sub numele de veroboard). Nu includ un aspect detaliat, deoarece designul plăcii cu care am ajuns s-a cam dezordonat din cauza nevoii de a adăuga componente precum rețeaua snubber pe care inițial nu o planificasem. Partea superioară a plăcii, prezentată mai sus parțial construită, are rezistențele de putere și soclul pentru Raspberry Pi. Am folosit un antet cu unghi drept pentru Pi, astfel încât acesta să stea în unghi drept față de placa principală, dar dacă utilizați un antet normal normal, atunci va sta pur și simplu paralel cu placa. Va ocupa un pic mai mult spațiu în acest fel, așa că planificați în consecință.

Veropinurile au fost folosite pentru a conecta firele la placa. Pentru a tăia șenile este util un burghiu mic. Pentru soclul Pi, utilizați un cuțit ascuțit pentru a tăia șinele, deoarece nu aveți o gaură de rezervă între cele două seturi de știfturi.

Rețineți rândul dublu de sârmă de cupru de 1 mm. Aceasta este pentru a oferi o cale de impedanță redusă pentru cei aproape 7 amperi de curent pe care LED-urile le consumă la putere maximă. Aceste fire merg la terminalele sursă ale MOSFET-urilor de alimentare și de acolo la masă.

Pe această placă există doar un fir mic de 5V care furnizează energie Pi. Acest lucru se datorează faptului că alimentarea principală de 5V se îndreaptă către anodii LED-urilor, care sunt conectați printr-un cablu standard de disc PC IDE pe o a doua placă din prototipul meu. Cu toate acestea, nu trebuie să faceți acest lucru și le puteți conecta direct la o priză de pe prima placă. În acest caz, veți rula un set duplicat de fire de cupru de-a lungul părții anodice pentru a gestiona curentul de pe partea de + 5V. În prototip aceste fire erau pe a doua placă.

Pasul 7: MOSFET-urile de alimentare

MOSFET-urile au fost montate pe partea de cupru a plăcii. Sunt dispozitive DPAK și, prin urmare, fila trebuie lipită direct pe tablă. Pentru a face acest lucru, utilizați un vârf adecvat pe fierul de lipit și tăiați rapid fileta ușor. Întindeți pistele de cupru unde veți atașa dispozitivul. Așezați-l pe tablă și încălziți din nou fila. Lipirea se va topi și dispozitivul va fi atașat. Încercați și faceți acest lucru în mod rezonabil pentru a nu supraîncălzi dispozitivul; va tolera câteva secunde de căldură, așa că nu vă panicați. Odată ce fila (golirea) este lipită, puteți lipi poarta și sursa duce la bord. Nu uitați să tăiați mai întâi șinele pentru poarta și sursele, astfel încât acestea să nu se scurteze la fila de scurgere !. Nu puteți vedea din imagine, dar tăieturile sunt sub cablurile către corpul dispozitivului.

Cititorii cu ochi de vultur vor nota doar 11 MOSFET-uri. Acest lucru se datorează faptului că al 12-lea a fost adăugat mai târziu, când am primit LED-urile de 560nm. Nu se potrivește pe tablă din cauza lățimii, așa că a fost plasat în altă parte.

Pasul 8: LED-uri și radiatoare

Iată o imagine de ansamblu a LED-urilor și radiatorilor. Cablajul plăcii controlerului provine dintr-o versiune anterioară a prototipului înainte de a trece la utilizarea unui cablu IDE pentru a conecta LED-urile la controler.

După cum sa menționat anterior, LED-urile sunt atașate folosind pătrate de bandă termică Akasa. Acest lucru are avantajul că, dacă un LED nu reușește, este ușor să îl scoateți folosind un cuțit ascuțit pentru a tăia banda.

Atâta timp cât radiatorul este suficient de mare, nu există nimic care să vă împiedice să montați toate LED-urile pe un singur radiator. Pe radiatoarele afișate, la putere maximă, temperatura radiatorului atinge 50 de grade C și astfel aceste radiatoare sunt probabil puțin mai mici decât cele optime. În retrospectivă, ar fi fost, de asemenea, o idee bună să puneți trei dintre LED-urile cu lungime de undă mai mare pe fiecare radiator, mai degrabă decât să puneți toți cei șase emițători de lungime de undă mai scurți pe unul și emițătorii cu lungime de undă mai lungă pe celălalt. Acest lucru se datorează faptului că, pentru un curent de transmisie dat, emițătorii de lungime de undă scurtă disipează mai multă putere datorită căderii mai mari de tensiune înainte și, prin urmare, se încălzesc.

Desigur, puteți adăuga răcirea ventilatorului. Dacă intenționați să închideți complet ansamblul LED, ar fi înțelept.

Pasul 9: Cablare LED

LED-urile sunt conectate la placa controlerului printr-un cablu IDE standard cu 40 de pini. Nu sunt utilizate toate perechile de cabluri, ceea ce permite spațiu pentru extindere.

Diagramele de cablare de mai sus arată cablajul conectorului IDE și, de asemenea, cablarea la Raspberry Pi în sine.

LED-urile sunt indicate prin culorile lor (UV = ultraviolet, V = violet, RB = albastru regal, B = albastru, C = cian, G = verde, YG = galben-verde, Y = galben, A = chihlimbar, R = luminos roșu, DR = roșu intens, IR = infraroșu), adică prin lungimea de undă ascendentă.

Notă: nu uitați să vă asigurați că partea de conexiune + 5V a prizei de cablu are fire groase de 2 x 1 mm care rulează în paralel în jos pentru a furniza o cale de curent mare. În mod similar, conexiunile sursă la MOSFET-urile, care sunt împământate, ar trebui să aibă fire similare rulate pentru a oferi calea de curent mare la masă.

Pasul 10: Testarea plăcii de control

Fără a conecta Raspberry Pi la placă, puteți testa dacă driverele dvs. LED funcționează corect conectând pinii GPIO printr-un cliplead, la șina + 5V. LED-ul corespunzător ar trebui să se aprindă.

Nu conectați niciodată pinii GPIO la + 5V când Pi este conectat. Veți deteriora dispozitivul, acesta funcționează intern pe 3,3V.

Odată ce sunteți sigur că driverele de alimentare și LED-urile funcționează corect, puteți continua cu pasul următor, care este configurarea Raspberry Pi.

Nu priviți direct în capătul fibrelor optice cu LED-urile care funcționează la putere maximă. Sunt extrem de luminoase.

Pasul 11: Cuplarea cu fibră optică a LED-urilor

Fiecare LED este cuplat prin fibră optică de 3 mm. Adaptorul de fibre imprimate 3D se potrivește perfect pe ansamblul LED și ghidează fibra. Blocul de siguranță este montat la aproximativ 65 mm în fața radiatorului cu LED-uri.

Acest lucru oferă suficient spațiu pentru a vă introduce degetele și a împinge adaptoarele de fibră pe LED-uri și apoi a le potrivi.

Găuriți găuri de 4 mm prin blocul de detensionare în linie cu LED-urile.

Fiecare lungime a fibrei are aproximativ 250 mm lungime, totuși, deoarece fiecare fibră ia o cale diferită, lungimea reală montată va varia. Cel mai simplu mod de a obține acest lucru corect este de a tăia lungimi de fibre de 300 mm. Apoi trebuie să îndreptați fibra sau va fi imposibil de gestionat. Este ca o tijă de perspex de 3 mm grosime și este mult mai rigid decât vă imaginați.

Pentru a îndrepta fibra, am folosit o lungime de 300 mm (aproximativ) de tijă de alamă OD de 4 mm. Diametrul interior al tijei este suficient pentru ca fibra să alunece lin în tijă. Asigurați-vă că ambele capete ale tijei sunt netede, astfel încât să nu zgâriați fibra în timp ce o glisați în și din tijă.

Împingeți fibra în tijă, astfel încât să fie la un capăt și cu o lungime mică care să iasă pe cealaltă, sau până la capăt, dacă tija este mai lungă decât fibra. Apoi introduceți tija într-o cratiță adâncă umplută cu apă clocotită timp de aproximativ 15 secunde. Scoateți tija și repoziționați fibra, dacă este necesar, astfel încât celălalt capăt să fie la același nivel cu capătul tijei, apoi încălziți acel capăt în același mod.

Ar trebui să aveți acum o bucată de fibră perfect dreaptă. Îndepărtați împingând o altă bucată de fibră până când puteți prinde și scoate fibra îndreptată.

După ce ați îndreptat toate cele douăsprezece bucăți de fibră, tăiați încă douăsprezece bucăți de aproximativ 70 mm lungime. Acestea vor fi utilizate pentru a ghida fibrele prin placa de cuplare. Apoi, când construcția este finalizată, acestea vor fi folosite pentru a completa cuplajul individual de fibră, astfel încât să nu fie risipite.

Îndreptați aceste bucăți tăiate în același mod. Apoi montați-le pe placa de cuplare. Puteți vedea cum ar trebui să arate în fotografia de mai sus. Dispunerea eșalonată este de a reduce la minimum suprafața ocupată de fibre (densitate de ambalare sferică minimă). Acest lucru asigură că combinatorul de fibre poate funcționa cât mai eficient posibil.

Luați fiecare bucată întreagă de fibră tăiată și șlefuiți un capăt plat, lucrând până la 800 și apoi 1500 de șmirghel. Apoi lustruiți cu metal sau plastic - un instrument mic rotativ cu un tampon de lustruit este la îndemână aici.

Acum scoateți o fibră tăiată și glisați fibra lungă întreagă în placa de cuplare. Apoi montați-l înapoi prin dispozitivul de eliberare a tensiunii, astfel încât capătul lustruit să atingă obiectivul LED din față prin cuplajul cu fibră LED. Repetați pentru fiecare fibră. Păstrarea bucăților scurte de fibră în găuri vă asigură că fiecare fibră lungă este ușor de obținut exact în locul potrivit.

NOTĂ: Nu împingeți prea tare LED-urile violet și ultraviolete. Sunt încapsulate cu un material moale din polimer, spre deosebire de celelalte LED-uri, care sunt încapsulate epoxidic. Este ușor să se deformeze lentila și să se rupă firele de legătură. Ai încredere în mine, am învățat asta în mod greu. Așadar, fiți blânzi atunci când montați fibrele pe aceste două LED-uri.

Nu contează prea mult ordinea în care direcționați fibrele prin cuplaj, dar încercați să acoperiți fibrele astfel încât să nu se încrucișeze una peste alta. În proiectarea mea, cele șase LED-uri inferioare au fost direcționate către cele mai mici trei găuri pentru cele trei LED-uri din stânga și apoi următoarele trei găuri pentru cele trei LED-uri din dreapta și așa mai departe.

Când aveți toate fibrele trase prin cuplaj, poziționați-l pe placa de bază și găuriți două găuri de montare, apoi înșurubați-l.

Apoi, folosind o pereche foarte ascuțită de freze diagonale, tăiați fiecare bucată de fibră cât mai aproape de fața cuplajului. Apoi trageți fiecare piesă afară, șlefuiți și lustruiți capătul tăiat și înlocuiți-o, înainte de a trece la următoarea fibră.

Nu vă faceți griji dacă fibrele nu sunt exact la același nivel cu fața cuplajului. Cel mai bine este să greșești dacă le ai ușor încastrate, mai degrabă decât proeminente, dar o diferență de milimetru sau doi nu va conta cu adevărat.

Pasul 12: Configurarea Raspberry Pi

Procesul de configurare Raspberry Pi este documentat în documentul rtf atașat, care face parte din atașamentul fișierului zip. Nu aveți nevoie de hardware suplimentar pentru a configura Pi, altul decât un port USB de rezervă pe un computer pentru al conecta, un cablu USB adecvat și un cititor de card SD pentru a crea imaginea cardului MicroSD. De asemenea, aveți nevoie de un card MicroSD; 8G este mai mult decât suficient de mare.

După ce ați configurat Pi și l-ați conectat la placa principală a controlerului, acesta ar trebui să apară ca punct de acces WiFi. Când vă conectați computerul la acest AP și navigați la https://raspberrypi.local sau https://172.24.1.1 ar trebui să vedeți pagina de mai sus. Pur și simplu glisați glisoarele pentru a configura intensitatea și lungimile de undă ale luminii pe care doriți să o vedeți.

Rețineți că intensitatea minimă este 2; aceasta este o particularitate a bibliotecii Pi PWM.

A doua imagine arată unitatea care emulează spectrul unei lămpi CFL, cu emisii la aproximativ 420nm, 490nm și 590nm (violet, turcoaz și chihlimbar) corespunzătoare celor trei lămpi tipice de acoperire cu fosfor.

Pasul 13: Combinatorul de fibre

Combinatorul cu fascicul de fibră este fabricat dintr-o tijă acrilică pătrată de 15 x 15 mm. Rețineți că unele materiale plastice acrilice au o absorbție excesivă în spectru de la 420nm și mai jos; pentru a verifica acest lucru înainte de a începe, străluciți LED-ul UV prin tijă și verificați dacă nu atenuează excesiv fasciculul (utilizați o bucată de hârtie albă, astfel încât să puteți vedea strălucirea albastră de la albitorii optici din hârtie).

Puteți imprima jigul imprimabil 3D pentru șlefuirea tijei sau vă puteți construi propriul din o foaie de plastic adecvată. Tăiați tija la aproximativ 73 mm și șlefuiți și lustruiți ambele capete. Apoi fixați jigul pe două părți opuse ale tijei folosind bandă adezivă pe două fețe. Șlefuiți folosind hârtie granulată de 40 până când vă aflați la aproximativ 0,5 mm de liniile de jig, apoi creșteți progresiv la 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 și în cele din urmă 7000 hârtie granulată pentru a obține o suprafață lustruită conică. Apoi scoateți jigul și repoziționați pentru a șlefui celelalte două părți. Acum ar trebui să aveți o piramidă conică potrivită pentru montare pe placa de combinare a fibrelor. Capătul îngust este de 6 mm x 6 mm pentru a se potrivi cu decolarea fibrelor.

Notă: în cazul meu nu am șlefuit până la 6 mm x 6 mm, așa că combinatorul iese puțin din placa de montare. Acest lucru nu contează, deoarece fibra de 6 mm se potrivește și va atinge capătul îngust al combinatorului dacă este împins suficient de departe.

Îndepărtați în jur de 1 inch din mantaua exterioară din fibra de 6 mm, având grijă să nu deteriorați fibra în sine. Apoi, dacă mantaua exterioară a fibrei nu se potrivește suficient de bine în placa de cuplare, înfășurați o bucată de bandă în jurul ei. Apoi ar trebui să poată fi împins în pat și confortabil cu piramida combinată. Montați întregul ansamblu pe placa de bază în conformitate cu ieșirile din fibră.

Rețineți că pierdeți puțină lumină atunci când combinați. Puteți vedea motivul din urmele optice de mai sus, deoarece concentrarea luminii în jos determină creșterea unghiului fasciculului și pierdem puțină lumină în acest proces. Pentru intensitate maximă la o singură lungime de undă, utilizați placa opțională de cuplare a fibrelor pentru a alege un LED sau LED-uri direct pe fibră de 3 mm.

Pasul 14: placa individuală de cuplare cu ieșire din fibră

Aceasta este doar o a doua imprimare a ghidului principal de fibră. Din nou, nu uitați să imprimați la o scară de 105% pentru a permite spațiul liber al fibrelor prin găuri. Pur și simplu înșurubați această placă în conformitate cu ghidajul principal al fibrelor, deșurubați ansamblul combinator și înlocuiți-l cu această placă. Nu uitați să o montați corect, orificiile se aliniază numai într-o singură direcție !.

Acum puneți cele 12 bucăți de fibre pe care le-ați tăiat în găurile din farfurie. Pentru a alege una sau mai multe lungimi de undă, îndepărtați doar o bucată de fibră și așezați o lungime mai mare în gaură. Puteți alege toate cele 12 lungimi de undă simultan, dacă doriți.

Pasul 15: Mai multă putere !. Mai multe lungimi de undă

Pi poate conduce mai multe canale, dacă doriți. Cu toate acestea, disponibilitatea LED-urilor în alte lungimi de undă este probabil o provocare. Puteți obține LED-uri UV de 365 nm ieftin, dar cablul flexibil din fibră de 6 mm începe să se absoarbă puternic chiar și la 390 nm. Cu toate acestea, am constatat că fibrele individuale ar funcționa cu acea lungime de undă, așa că, dacă doriți, puteți adăuga sau înlocui un LED pentru a vă oferi o lungime de undă UV mai mică.

O altă posibilitate este creșterea luminozității prin dublarea LED-urilor. Puteți, de exemplu, să proiectați și să imprimați un cuplaj cu fibră 5 X 5 (sau 4 X 6) și să aveți 2 LED-uri pe canal. Rețineți că veți avea nevoie de o sursă de alimentare mult mai mare, deoarece veți trage aproape 20 de amperi. Fiecare LED are nevoie de propriul rezistor de cădere; nu paralelați LED-urile direct. MOSFET-urile au o capacitate mai mult decât suficientă pentru a conduce două sau chiar mai multe LED-uri pe canal.

Nu puteți folosi cu adevărat LED-uri de putere mai mare, deoarece acestea nu emit lumină dintr-o zonă mică, cum ar fi LED-urile de 3W și astfel nu le puteți cupla în mod eficient. Căutați „conservarea etenduei” pentru a înțelege de ce este aceasta.

Pierderea de lumină prin combinator este destul de mare. Din păcate, aceasta este o consecință a legilor fizicii. Reducând raza fasciculului, creștem și unghiul de divergență al acestuia, astfel încât o anumită lumină scapă, deoarece ghidajul luminii și fibra au doar un unghi de acceptare în jur de 45 de grade. Rețineți că puterea de ieșire de la ieșirile individuale de fibră este semnificativ mai mare decât cuplatorul combinat cu lungime de undă.