Fluorescerende kristal vertoonstandaard: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Toe ek aan die universiteit studeer, was ek besig met 'n eksperiment vir direkte opsporing van donker materie, genaamd CRESST. Hierdie eksperiment gebruik deeltjiedetektore wat gebaseer is op skitterende kalsiumwolfstaat (CaWO4) kristalle. Ek het nog steeds 'n gebreekte kristal as aandenking en wou nog altyd 'n vertoonstaander bou wat die fluoressensie van die kristal opgewonde maak.

Ek besef dat mense waarskynlik nie hierdie presiese konstruksie sal kopieer nie, aangesien kalsiumwolframaatkristalle nie in die handel beskikbaar is nie en ook die UVC -LED's wat ek gebruik het, redelik duur is. Dit kan u egter help as u 'n uitstallingstaander vir ander fluoresserende minerale soos amber of fluoriet wil bou.

Stap 1: Versamel materiaal

• fluorescerende CaWO4 kristal
• klein projekboks (bv. conrad.de)
• 278 nm UVC LED (bv. Crystal IS)
• LED stuurboord (metaalkern PCB) (bv. Lumitronix)
• termiese kussing (bv. Lumitronix)
• heatsink (bv. Lumitronix)
• opstapmodule (bv. ebay.de)
• LED -hupstootbestuurder (bv. Ebay.de)
• LiPo -battery (bv. Ebay.de)
• skuifskakelaar
• 0,82 Ohm 1206 SMD -weerstand

Fluoressensie in kalsiumwolfstaat kan opgewonde word by golflengtes <280 nm. Dit is redelik ver in die UV en LED's op hierdie golflengte is gewoonlik redelik duur (~ 150 $/stuk). Gelukkig het ek 'n paar 278 nm SMD LED's gratis gekry, aangesien dit oorblywende ingenieursmonsters was van die onderneming by wie ek werk. Hierdie tipe LED's word gewoonlik gebruik vir ontsmetting.

WAARSKUWING: UV -lig kan skade aan die oë en vel veroorsaak. Maak seker dat u die regte beskerming het, bv. UV -bril

Volgens die spesifikasieblad het die LED's 'n optiese uitsetvermoë van ~ 25 mW, 'n werkstroom van 300 mA en 'n hoë voorspanning van ~ 12 V. 'n behoorlike hittebak. Daarom het ek 'n metaalkern -PCB (stuurboord) gekoop met die regte voetafdruk, 'n termiese kussing en 'n klein koellichaam. Aangesien LED's maklik beskadig kan word deur te hoë strome, moet dit met 'n konstante stroombestuurder bestuur word. Ek het 'n baie goedkoop bestuurderbord met konstante stroomverbetering gekry, gebaseer op die XL6003 IC, wat ook die uitsetspanning verhoog. Volgens die datablad mag die uitsetspanning nie hoër wees as 2x die ingangsspanning nie. Aangesien ek egter alles van 'n 3,7 V LiPo -battery wou dryf, het ek nog 'n stap -omskakelaar bygevoeg wat die batteryspanning tot ~ 6V verhoog voor die LED -bestuurder. Die uitsetstroom van die LED -bestuurder word bepaal deur twee SMD -weerstande wat parallel op die bord gekoppel is. Volgens die XL6003 -datablad word die stroom gegee deur I = 0,22 V/Rs. Standaard is daar twee 0.68 Ohm weerstande wat parallel aangeskakel is, wat ongeveer 650 mA beloop. Om die stroom te verlaag, moes ek hierdie weerstande vervang met 'n weerstand van 0.82 Ohm wat ~ 270 mA sal lewer.

Stap 2: Monteer die LED

In die volgende stap het ek die LED aan die stuurboord gesoldeer. Soos reeds genoem, is dit belangrik om 'n PCB met die ooreenstemmende voetspoor van u LED te kry. Soldeer op 'n metaalkern -PCB kan moeilik wees, aangesien die bord die hitte redelik goed laat verdwyn. Om die soldering makliker te maak, word dit aanbeveel om die printplaat op 'n kookplaat te sit, maar ek het dit ook reggekry. Die LED moet met termiese pasta aan die bord gekoppel word. Na soldeer het ek die stuurboord met die termiese kussing aan die koellichaam vasgemaak.

Stap 3: Koppel elektronika aan

Ek het alle elektroniese komponente aan die onderplaat van my omhulsel vasgeplak. Let daarop dat die koellichaam baie warm word, dus dit is handig om 'n gom te gebruik wat hoë temperature kan weerstaan. Die battery word verbind met die opstapmodule wat die spanning tot ongeveer 6 V. verhoog. Die uitset word dan bedraad met die LED -versterkingsbestuurder wat aan die LED gekoppel is. Na die battery is 'n skyfskakelaar bygevoeg, maar u kan eers soldeer nadat u die skyfskakelaar in die volgende stap gemonteer het.

Stap 4: Pas bylaag aan

Ek het 'n paar aanpassings aan die omhulsel gemaak met behulp van my dremel -instrument. 'N Spleetvormige gat is aan die bokant geplaas sodat die LED-lig kan ontsnap. Boonop sit ek 'n paar openinge aan die sykant vir ventilasie. 'N Ander gat is gemaak vir die skuifskakelaar wat met warm gom vasgemaak is. Ek is nie baie tevrede met die voorkoms van die omhulsel nie, aangesien die gate redelik rof lyk. Gelukkig is die meeste van hulle nie sigbaar nie. Volgende keer maak ek waarskynlik 'n pasgemaakte boks met 'n lasersnyer.

Stap 5: klaar

Nadat die omhulsel toegemaak is, is die projek voltooi. Die kristal kan bo -op die spleet geplaas word en word deur die LED van onder opgewonde. Die fluorescentie -uitstoot is redelik helder. Let daarop dat alle lig werklik uit die kristal kom, aangesien die UVC -lig onsigbaar is.

Die konstruksie kan beslis op 'n paar maniere verbeter word. In die eerste plek is die termiese hantering van die LED nie goed nie, en word die koeler baie warm. Dit is omdat daar baie min ventilasie is aangesien die koellichaam in die omhulsel gemonteer is. Tot dusver het ek dit nie gewaag om die LED langer as 'n paar minute te laat loop nie. Tweedens wil ek die volgende keer 'n mooier omhulsel maak met 'n pasgemaakte lasersnydkas van swart akriel. Daarbenewens kan 'n LiPo -laadmodule met 'n microUSB -prop ingevoeg word, sodat u nie die boks hoef oop te maak vir herlaai nie.