Baue den Regenbogenapparat – wikiHow

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

The Rainbow Apparatus (auch bekannt als The Astral Chromascope) ist ein optischer Apparat, mit dem Sie die farbenfrohe Energie gewöhnlicher Dinge sehen können! In diesem Instructable zeige ich Ihnen, wie Sie Ihre eigenen bauen, um die Technicolor-Vibes der Dinge um Sie herum zu erkunden!

Schritt 1: Sammeln der benötigten Materialien

Dieser Build erfordert einen 3D-Drucker und einige grundlegende Löt- und Montagefähigkeiten. Du wirst brauchen:

• Ein 3D-Drucker.
• Durchsichtiges Packband (oder eine Laminiermaschine).
• Weißes Papier.
• Schere.
• Ein DC-Wandadapter, der aus einigen ausrangierten Elektronikgeräten recycelt wurde.
• Ein einstellbarer Mini-DC-zu-DC-Abwärtswandler.
• 20mm Hochleistungs-LED-Sterne in den Farben Rot, Grün und Blau.
• Ein Multimeter (optional: ein Tischnetzteil mit variabler Spannung).
• Ein Lötkolben und Kolophoniumkernlot.
• Etwas Drahtschrott, einige Drahtschneider und eine Abisolierzange.
• Isolierband.
• Eine Art Klebstoff für Kunststoffe. Etwas semipermanentes wie E6000 ist eine gute Wahl.
• Optional: Grüner Filz zum Abdecken der Unterseite des Sockels.

Beschaffung des Netzteils:

Das Netzteil ist ein normaler "Wandwarzentyp", der mit den meisten elektronischen Geräten geliefert wird. Idealerweise haben Sie etwas von weggeworfener Elektronik herumliegen, die Sie verwenden können. Die meisten Wandwarzen geben 4,5 V, 5 V, 9 V, 12 V oder manchmal sogar 24 V aus. Die andere wichtige Bewertung ist, ob es sich um Gleichstrom (allgemein) oder Wechselstrom (weniger gebräuchlich) am Ausgang handelt.

Für dieses Projekt benötigen Sie mindestens einen 9-V- oder einen 12-V-Adapter. Es muss mindestens 9 Watt abgeben. Die Wattzahl ist einfach das Produkt aus der Ausgangsspannung und dem auf dem Etikett angegebenen Ausgangsstrom. Wenn beispielsweise auf dem Etikett angegeben ist, dass die Ausgangsspannung 9 V bei 1 A beträgt, bedeutet dies, dass genau 9 Watt abgegeben werden. Hätte der Adapter einen 12V-Ausgang mit einem Strom von 0,85A (850mA), würde dies bedeuten, dass die Leistung 10,2 Watt beträgt und auch geeignet wäre.

Verwenden Sie zu Ihrer eigenen Sicherheit kein Netzteil größer als 12V oder 2 Ampere

Beschaffung der Teile bei eBay:

Die meisten elektronischen Teile können bei eBay sehr günstig bezogen werden. Suchen Sie für die LEDs nach "20mm LED-Stern". Sie werden wahrscheinlich viele Auswahlmöglichkeiten an Farben und Wattzahlen finden. Holen Sie sich eine (oder mehrere) von jeder Primärfarbe, Rot, Grün und Blau und wählen Sie die 3-Watt-Variante. Stellen Sie sicher, dass die Größe 20 mm beträgt, damit es richtig auf die 3D-gedruckte Basis passt.

Der andere kritische Teil dieses Aufbaus ist ein einstellbarer Mini-DC-DC-Abwärtswandler. Dies sind kleine Platinen, die eine höhere Gleichspannung in eine niedrigere Spannung umwandeln. Sie benötigen einen mit einer einstellbaren Spannung am Ausgang. Die von mir verwendeten sind sehr klein (17,5 mm x 11,14 mm) und die 3D-gedruckte Basis hat einen Ausschnitt für diese bestimmte Größe.

Ich habe sie bei eBay mit dem Titel "5Pcs MINI360 3A DC-DC Step Down Buck Power Supply Converter Module MP2307 Chip" gesehen, aber genau das gleiche wird von vielen Verkäufern verkauft. Stellen Sie sicher, dass das Bild übereinstimmt und dass sich an jedem Ende der Platine zwei Lötpads befinden. Siehe das Bild für den richtigen Typ und den falschen Typ.

Schritt 2: 3D-Druck der Teile

Sie müssen die folgenden Teile aus ihren STLs drucken:

• 1x Base.stl
• 1x EyeGuard.stl
• 3x Pillar.stl
• 1x Retainer.stl (Druck im "Spiralize"-Modus)
• 1x Ring.stl
• 1x TurnWheel.stl

Für fortgeschrittene Benutzer, die das Design anpassen möchten, habe ich auch die OpenSCAD-Quelldatei beigefügt.

Schritt 3: Drucken Sie die Projektorbildschirmvorlage und das Aufkleber aus

• Laden Sie die angehängte ".svg"-Vorlage in Inkscape und drucken Sie sie aus.

• Verwenden Sie entweder eine Laminiermaschine, um die Seite zu laminieren, oder:

  • Decken Sie den weißen Kreis und das Abziehbild mit parallelen Streifen durchsichtigem Klebeband ab.
  • Auf der Rückseite wiederholen.
• Schneide den Kreis aus.
• Schneiden Sie den Aufkleber aus.

Schritt 4: Bauen Sie die Projektionswand zusammen

• Setzen Sie den Bildschirm in das Ringteil ein, um einen richtigen Sitz zu gewährleisten.
• Tragen Sie etwas Klebstoff um die Kanten auf, um es zu befestigen.
• Schieben Sie den Haltering für zusätzlichen Halt ein.

Schritt 5: Lernen Sie etwas Elektronik: Was ist ein Buck-Konverter?

Ein Abwärtswandler ist ein Gerät, das eine Gleichspannung in eine andere Gleichspannung umwandelt, ähnlich wie ein Transformator, jedoch für Gleichstrom und nicht für Wechselstrom.

Beim Anzünden kleiner LEDs ist es üblich, einen Widerstand zur Strombegrenzung zu verwenden, aber für LEDs mit höherer Leistung wäre dies sehr ineffizient, da viel Energie in Wärme umgewandelt würde!

Um dies zu vermeiden, können wir einen benutzerdefinierten Konstantstrom-LED-Treiber verwenden oder einen generischen Abwärtswandler verwenden, der eine einstellbare Spannung ausgibt. Ein Abwärtswandler begrenzt den Strom nicht, aber der durch die LEDs fließende Strom ist proportional zur Spannung. Wenn wir also mit einer niedrigen Spannung beginnen, können wir sie langsam erhöhen, bis der gewünschte Strom durch die LEDs fließt. Es ist kein Plug-and-Play wie ein LED-Treiber, aber es macht seine Arbeit genauso gut, wenn es richtig eingestellt ist.

Für die folgenden Schritte beginnen wir mit 7V-Ausgang am Abwärtswandler und drehen ihn dann ganz allmählich auf. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, denn wenn wir die Betriebsspannung überschreiten, wird der Strom dramatisch ansteigen und etwas wird den magischen Rauch entweichen lassen!

Schritt 6: Erstmontage und Spannungsabstimmung

Schneiden Sie den DC-Stecker vom Ende des Kabels der Wandwarze ab und trennen Sie die beiden Drähte.

Die Enden etwa 5 mm abziehen und darauf achten, dass sich die Enden nicht berühren. Verwenden Sie nun, wenn die Wandwarze eingesteckt ist, Ihr Multimeter, um die Spannung an den Enden des Kabels zu messen. Notieren Sie sich für später, welches Ende positiv ist.

Ziehen Sie nun die Wandwarze ab und löten Sie die Drahtenden an die "in+" und "in-" Pads des DC-zu-DC-Wandlers. Achten Sie unbedingt auf die richtige Polarität und löten Sie auf die Eingangsseite der Platine (prüfen Sie die Rückseite der Platine auf die Beschriftung).

Bevor Sie fortfahren, messen Sie die Spannung an den Ausgangspads. Drehen Sie die kleine Abstimmschraube herunter, bis die Spannung 7 V beträgt, und notieren Sie, in welche Richtung Sie den Abstimmknopf drehen müssen, um die Spannung zu erhöhen oder zu verringern. Beachten Sie, wie empfindlich die Einstellung ist. Für den nächsten Schritt müssen Sie die Spannung in feinen Schritten einstellen können.

Dies ist wichtig: Stellen Sie die Ausgangsspannung nicht höher als 7V ein, bevor Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren! Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie rote, grüne und blaue LEDs verwenden! Die Wahl der Startspannung ergibt sich aus der Summe der Nennspannungen dieser speziellen LEDs, die jeweils 1,8 V, 2,0 V und 3,3 V betragen.

Schritt 7: Verdrahten der LEDs und des Feinabstimmungsstroms

1. Setzen Sie die LEDs auf die Schlitze in der Basis und schneiden Sie die Länge des Drahtes ab, die Sie benötigen, um sie in Reihe zu verdrahten. Sie müssen vom + einer LED zum - der nächsten gehen.
2. Löten Sie die LEDs in Reihe. Ein Set von Tischhelfern ist bei dieser Aufgabe sehr hilfreich!
3. Löten Sie am Anfang und Ende der LED-Kette zwei längere Drahtlängen, vorzugsweise in zwei verschiedenen Farben, damit Sie den Überblick behalten können, was positiv und was negativ ist. Dieser Draht muss lang genug sein, um durch die Löcher zu gehen, um den Kanal auf der Rückseite und in die Kerbe für den Abwärtswandler zu wickeln.
4. Kleben Sie die LEDs in die Schlitze an der Basis und führen Sie die längeren Drähte durch eine der vertikalen Wellen.
5. Drehen Sie die Basis um. Löten Sie den "-"-Draht an den "out-"-Anschluss des DC-zu-DC-Wandlers. Beachten Sie die Polarität - wenn Sie es vertauschen, leuchten die LEDs nicht!
6. Zu diesem Zeitpunkt ist der "+"-Draht noch vom "out+"-Pad getrennt. Stellen Sie Ihr Multimeter auf DC-Verstärker ein und stecken Sie die Wandwarze ein. Schließen Sie das Multimeter in Reihe mit dem losen Draht und dem Pad an und stellen Sie sicher, dass der Strom etwa 400 mA beträgt.
7. Wenn Sie den Strom anpassen müssen, drehen Sie die Einstellschraube um sehr kleine Beträge und überprüfen Sie den Strom.

Hinweis: Wenn Sie ein Tischnetzteil mit eingebautem Strommesser haben, ist es einfacher, die Spannung und Helligkeit der LED-Kette separat abzustimmen. Wenn Sie die richtige Betriebsspannung gefunden haben, können Sie die Spannung am DC-zu-DC-Regler, um diese ideale Betriebsspannung zu erreichen, bevor Sie die LEDs anschließen.

Schritt 8: Beenden der Verdrahtung und Prüfung

• Trennen Sie die Wandwarze und löten Sie das "+" -Kabel an das "out +" -Pad, um den Stromkreis zu vervollständigen.
• Sichern Sie den DC-zu-DC-Wandler in der Aussparung mit einem Klecks Klebstoff und wickeln Sie überschüssigen Draht in den Kanal ein.
• Stecken Sie den Wandadapter ein und vergewissern Sie sich, dass er funktioniert.

Stecken Sie nun die Wandwarze für den letzten Test ein. Die LEDs werden wahrscheinlich ziemlich hell und unangenehm anzusehen sein, also tun Sie das nicht (schalten Sie stattdessen die Lichter in Ihrem Zimmer aus und schauen Sie sich die schönen Farben an, die an Ihre Wände projiziert werden!).

Bevor Sie mit dem Zusammenbau fortfahren, lassen Sie es ein paar Minuten laufen und überprüfen Sie es regelmäßig, um sicherzustellen, dass es sich nicht zu heiß anfühlt. Wenn dies der Fall ist, stellen Sie die Spannung am DC-zu-DC-Wandler zurück - tun Sie es langsam und achten Sie sehr darauf, dass Sie ihn nicht falsch drehen! Sie können die LEDs warm laufen lassen, aber nicht heiß genug, um das Plastik zu schmelzen, komische Gerüche zu erzeugen oder Ihr Haus niederzubrennen!

Betreiben Sie dieses Gerät als zusätzliche Sicherheitsvorkehrung nicht unbeaufsichtigt

Schritt 9: Fertigstellung der Basis

Decken Sie den DC-zu-DC-Wandler und den Kanal mit Isolierband ab. Schneiden Sie dann ein Stück grünen Filz aus und bedecken Sie damit die Unterseite des Geräts. Verwenden Sie etwas Kleber oder Sprühkleber, um den Filz auf die Unterseite zu kleben.

Schritt 10: Fertigstellen der Montage

Fahren Sie mit der Montage fort, indem Sie die drei Säulen in ihre Schlitze im Sockel einkleben. Bringen Sie dann die Projektionswand oben auf den Säulen an.

Setzen Sie nun den Augenschutz ein (ich nenne ihn so, weil er verhindert, dass das Licht den Benutzer blendet). Der Augenschutz und das Drehrad sehen ähnlich aus, aber der kleinere ist der Augenschutz. Es hat Trennwände auf der Innenseite, um zu verhindern, dass sich das Licht der LEDs vermischt.

Setzen Sie den Augenschutz auf die Basis und richten Sie ihn aus, bis alle Farben zu einer weißlichen Farbe verschmelzen, die den gesamten Bildschirm bedeckt. Führen Sie eine Kleberaupe um die Kante herum und heften Sie sie fest. Verwenden Sie doppelseitiges Klebeband, um den Aufkleber an der Basis zu befestigen.

Schritt 11: Haben Sie eine sehr groovige Zeit

Setzen Sie nun das Drehrad über den Augenschutz. Dieses letzte Stück sollte nicht verklebt werden. Sie können es drehen, um das Licht teilweise zu verdecken und coole Farbmuster zu erstellen! Kleben Sie verschiedene Objekte, wie zum Beispiel 3D-Druckfetzen, hinter den Bildschirm, um total groovige Regenbogenschatten zu werfen!

Erster Preis beim Make it Glow Contest 2018