एंगस्ट्रॉम - एक ट्यून करने योग्य एलईडी लाइट स्रोत: 15 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

एंगस्ट्रॉम एक 12 चैनल ट्यून करने योग्य एलईडी प्रकाश स्रोत है जिसे £ 100 के तहत बनाया जा सकता है। इसमें 390nm-780nm फैले 12 PWM नियंत्रित एलईडी चैनल हैं और यह एक 6mm फाइबर-युग्मित आउटपुट के साथ-साथ किसी भी या सभी चैनलों को अलग-अलग 3mm फाइबर आउटपुट में एक साथ आउटपुट करने की क्षमता दोनों को मिलाने की क्षमता प्रदान करता है।

अनुप्रयोगों में माइक्रोस्कोपी, फोरेंसिक, वर्णमिति, दस्तावेज़ स्कैनिंग आदि शामिल हैं। आप कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप (सीएफएल) जैसे विभिन्न प्रकाश स्रोतों के स्पेक्ट्रम को आसानी से अनुकरण कर सकते हैं।

इसके अतिरिक्त प्रकाश स्रोतों का उपयोग दिलचस्प नाटकीय प्रकाश प्रभावों के लिए किया जा सकता है। पावर चैनल उच्च रेटेड बिजली आपूर्ति के साथ अतिरिक्त एल ई डी को संभालने में सक्षम से अधिक हैं, और कई तरंग दैर्ध्य एक सुंदर और अद्वितीय बहुरंगी छाया प्रभाव पैदा करते हैं जो सामान्य सफेद या आरजीबी एलईडी स्रोत डुप्लिकेट नहीं कर सकते हैं। यह एक बॉक्स में पूरा इंद्रधनुष है!.

चरण 1: आवश्यक भाग - बेसबोर्ड, पावर, कंट्रोलर और एलईडी असेंबली

बेसबोर्ड: इकाई को लकड़ी के आधार पर इकट्ठा किया जाता है, लगभग 600 मिमी X 200 मिमी x 20 मिमी। इसके अतिरिक्त, ऑप्टिकल फाइबर को संरेखित करने के लिए एक तनाव राहत लकड़ी के ब्लॉक 180 मिमी X 60 मिमी X 20 मिमी का उपयोग किया जाता है।

एक 5V 60W बिजली की आपूर्ति एक फ्यूज्ड IEC प्लग के माध्यम से मुख्य शक्ति से जुड़ी होती है, जो 700mA फ्यूज के साथ फिट होती है, और कम से कम 1A 240V रेटेड एक छोटा टॉगल स्विच मुख्य पावर स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है।

मुख्य सर्किट बोर्ड मानक फेनोलिक कॉपर-क्लैड स्ट्रिपबोर्ड, 0.1 इंच पिच से बनाया गया है। प्रोटोटाइप में, यह बोर्ड लगभग 130 मिमी X 100 मिमी मापता है। प्रोटोटाइप के लिए लगभग 100 मिमी X 100 मिमी का एक वैकल्पिक दूसरा बोर्ड लगाया गया था, लेकिन यह केवल अतिरिक्त सर्किटरी को फिट करने के लिए है, जैसे स्पेक्ट्रोस्कोपी आदि के लिए सिग्नल प्रोसेसिंग लॉजिक और आधार इकाई के लिए आवश्यक नहीं है।

मुख्य एलईडी असेंबली में 12 3W स्टार एल ई डी होते हैं, प्रत्येक एक अलग तरंग दैर्ध्य। इन पर नीचे एलईडी असेंबली के अनुभाग में अधिक विस्तार से चर्चा की गई है।

एल ई डी दो एल्यूमीनियम हीट सिंक पर लगाए गए हैं जो प्रोटोटाइप में 85 मिमी x 50 मिमी x 35 मिमी गहरे थे।

यूनिट को नियंत्रित करने के लिए रास्पबेरी पाई जीरो डब्ल्यू का उपयोग किया जाता है। यह एक हेडर के साथ लगाया जाता है और मुख्य सर्किट बोर्ड पर 40 पिन सॉकेट से मेल खाता है।

चरण 2: आवश्यक भाग: एल ई डी

12 एल ई डी में निम्नलिखित केंद्र तरंग दैर्ध्य हैं। वे 20mm हीटसिंक बेस के साथ 3W स्टार LEDS हैं।

390nm410nm 440nm460nm500nm520nm560nm580nm590nm630nm660nm780nm

560nm यूनिट को छोड़कर सभी को FutureEden से प्राप्त किया गया था। 560nm इकाई eBay से प्राप्त की गई थी क्योंकि FutureEden के पास इस तरंग दैर्ध्य को कवर करने वाला उपकरण नहीं है। ध्यान दें कि यह इकाई चीन से शिप होगी इसलिए डिलीवरी के लिए समय दें।

अकासा थर्मल टेप का उपयोग करके एलईडी को हीटसिंक से जोड़ा जाता है। 20 मिमी वर्ग काटें और फिर बस एक तरफ एलईडी और दूसरे को हीटसिंक से चिपका दें, यह सुनिश्चित करते हुए कि आप निर्माता के निर्देशों का पालन करें कि टेप का कौन सा पक्ष एलईडी हीटसिंक में जाता है।

चरण 3: आवश्यक भाग: एलईडी नियंत्रण सर्किटरी

प्रत्येक एलईडी चैनल को रास्पबेरी पाई पर एक GPIO पिन से नियंत्रित किया जाता है। PWM का उपयोग LED की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। एक पावर MOSFET (Infineon IPD060N03LG) एलईडी करंट को सीमित करने के लिए प्रत्येक एलईडी को 2W पावर रेसिस्टर के माध्यम से चलाता है।

प्रत्येक डिवाइस के लिए R4 का मान और मापा गया करंट नीचे दिखाया गया है। रोकनेवाला मान बदलता है क्योंकि छोटी तरंग दैर्ध्य एल ई डी में वोल्टेज ड्रॉप लंबी तरंग दैर्ध्य एल ई डी की तुलना में अधिक होता है। R4 एक 2W रोकनेवाला है। यह ऑपरेशन के दौरान काफी गर्म हो जाएगा, इसलिए कंट्रोलर बोर्ड के रेसिस्टर्स को माउंट करना सुनिश्चित करें, लीड्स को काफी लंबा रखें ताकि रेसिस्टर बॉडी बोर्ड से कम से कम 5 मिमी साफ हो।

Infineon डिवाइस ईबे पर सस्ते में उपलब्ध हैं और मूसर जैसे आपूर्तिकर्ताओं द्वारा भी स्टॉक किए जाते हैं। उन्हें 30V 50A पर रेट किया गया है जो एक बहुत बड़ा मार्जिन है लेकिन वे सस्ते और काम करने में आसान हैं, DPAK डिवाइस होने के कारण और इसलिए आसानी से हाथ से सोल्डर करने योग्य हैं। यदि आप उपकरणों को स्थानापन्न करना चाहते हैं, तो उचित वर्तमान मार्जिन के साथ और गेट थ्रेशोल्ड के साथ एक को चुनना सुनिश्चित करें जैसे कि 2-2.5V पर डिवाइस पूरी तरह से चालू है, क्योंकि यह पाई GPIO से उपलब्ध तर्क स्तर (3.3V अधिकतम) से मेल खाता है। पिन इन उपकरणों के लिए गेट/स्रोत समाई 1700pf है और किसी भी प्रतिस्थापन में लगभग समान समाई होनी चाहिए।

MOSFET (10nF कैपेसिटर और 10 ओम 1/4W रेसिस्टर) में स्नबर नेटवर्क वृद्धि और गिरावट के समय को नियंत्रित करने के लिए है। इन घटकों और 330 ओम गेट रोकनेवाला के बिना, आउटपुट पर रिंगिंग और ओवरशूट का सबूत था जिससे अवांछित विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) हो सकता था।

R4 के लिए प्रतिरोधक मानों की तालिका, 2W शक्ति अवरोधक

३८५ एनएम 2.2 ओम 560mA415nm 2.7 ओम

चरण 4: आवश्यक भाग: फाइबर ऑप्टिक्स और कॉम्बिनेर

एलईडी को 3 मिमी प्लास्टिक फाइबर के माध्यम से एक ऑप्टिकल कॉम्बिनर से जोड़ा जाता है। यह कई आपूर्तिकर्ताओं से उपलब्ध है लेकिन सस्ते उत्पादों में कम तरंग दैर्ध्य पर अत्यधिक क्षीणन हो सकता है। मैंने ईबे पर कुछ फाइबर खरीदा जो उत्कृष्ट था लेकिन अमेज़ॅन पर कुछ सस्ता फाइबर था जिसमें लगभग 420 एनएम और उससे कम पर महत्वपूर्ण क्षीणन था। मैंने eBay से जो फाइबर खरीदा था वह इसी स्रोत से था। 10 मीटर पर्याप्त होना चाहिए। 12 X 300mm लंबाई मानकर LED को जोड़ने के लिए आपको केवल 4 मीटर की आवश्यकता होती है, लेकिन इस इकाई का निर्माण करते समय विकल्पों में से एक 3mm आउटपुट फाइबर के लिए अलग-अलग तरंग दैर्ध्य को भी युगल करना है, इसलिए इस विकल्प के लिए अतिरिक्त होना आसान है।

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

आउटपुट फाइबर लचीला 6 मिमी फाइबर है जो एक कठिन प्लास्टिक बाहरी म्यान में घिरा हुआ है। यह यहाँ से उपलब्ध है। ज्यादातर मामलों में 1 मीटर की लंबाई शायद पर्याप्त होगी।

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

ऑप्टिकल कॉम्बिनर एक पतला प्लास्टिक लाइटगाइड है जो 15 x 15 मिमी वर्ग रॉड के टुकड़े से बना है, लगभग 73 मिमी तक काटा जाता है और नीचे रेत किया जाता है ताकि गाइड का आउटपुट अंत 6 मिमी x 6 मिमी हो।

फिर से, ध्यान दें कि ऐक्रेलिक के कुछ ग्रेड में कम तरंग दैर्ध्य पर अत्यधिक क्षीणन हो सकता है। दुर्भाग्य से यह निर्धारित करना कठिन है कि आप क्या प्राप्त करने जा रहे हैं, लेकिन इस स्रोत से रॉड ने अच्छा काम किया

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

हालांकि इस स्रोत की छड़ में अत्यधिक क्षीणन था और 390nm यूवी प्रकाश के लिए लगभग पूरी तरह से अपारदर्शी था।

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

चरण 5: आवश्यक भाग: 3 डी मुद्रित भाग

कुछ भाग 3डी प्रिंटेड हैं। वे

एलईडी फाइबर एडेप्टर

फाइबर बढ़ते प्लेट

(वैकल्पिक) फाइबर आउटपुट एडेप्टर (व्यक्तिगत बहिष्कार के लिए)। यह सिर्फ फाइबर माउंटिंग प्लेट री-प्रिंटेड है।

ऑप्टिकल कपलर माउंटिंग प्लेट

फाइबर एडेप्टर को छोड़कर सभी भागों को मानक पीएलए में मुद्रित किया जाता है। मैं इनके लिए PETG की अनुशंसा करता हूं क्योंकि PLA बहुत अधिक नरम होता है; एल ई डी काफी गर्म हो जाते हैं।

इन भागों के लिए सभी एसटीएल परियोजना के लिए संलग्न फाइलों में शामिल हैं। ज़िप फ़ाइल के लिए रास्पबेरी पाई को कॉन्फ़िगर करने का चरण देखें जिसमें सभी प्रोजेक्ट एसेट शामिल हैं।

एल ई डी के लिए १००% इन्फिल के साथ फाइबर एडेप्टर प्रिंट करें। अन्य को 20% इन्फिल के साथ मुद्रित किया जा सकता है।

सभी भागों को एक Creality Ender 3 पर एक मानक 0.4mm नोजल का उपयोग करके 0.15mm की परत ऊंचाई पर 60mm/sec और एक Biqu जादूगर पर मुद्रित किया गया था। किसी भी कम लागत वाले 3D प्रिंटर को काम करना चाहिए।

सभी भागों को ऊपर की ओर इशारा करते हुए छेद के साथ लंबवत रूप से मुद्रित किया जाना चाहिए - यह सबसे अच्छी सटीकता देता है। आप उनके लिए समर्थन छोड़ सकते हैं; यह मुख्य कपलर माउंटिंग प्लेट को पीछे के किनारे पर थोड़ा चीर-फाड़ वाला बना देगा लेकिन यह सिर्फ कॉस्मेटिक है; सैंडपेपर का एक स्पर्श इसे साफ कर देगा।

महत्वपूर्ण: 1.05 यानी 5% बढ़े हुए पैमाने पर फाइबर माउंटिंग प्लेट (और व्यक्तिगत फाइबर आउटपुट एडेप्टर के लिए इसकी वैकल्पिक दूसरी प्रति) प्रिंट करें। यह सुनिश्चित करता है कि फाइबर के छिद्रों में पर्याप्त निकासी हो।

चरण 6: मुख्य नियंत्रक बोर्ड को असेंबल करना

नियंत्रक बोर्ड मानक तांबे के स्ट्रिपबोर्ड (कभी-कभी वर्बार्ड के रूप में जाना जाता है) से निर्मित होता है। मैं एक विस्तृत लेआउट शामिल नहीं कर रहा हूं क्योंकि जिस बोर्ड डिजाइन के साथ मैंने समाप्त किया था, वह स्नबर नेटवर्क जैसे घटकों को जोड़ने के कारण थोड़ा सा गन्दा हो गया था, जिसकी मैंने मूल रूप से योजना नहीं बनाई थी। आंशिक रूप से निर्मित ऊपर दिखाए गए बोर्ड के शीर्ष में रास्पबेरी पाई के लिए पावर रेसिस्टर्स और सॉकेट है। मैंने पाई के लिए एक समकोण हेडर का उपयोग किया है, इसलिए यह मुख्य बोर्ड के समकोण पर बैठता है, लेकिन यदि आप एक सामान्य सीधे हेडर का उपयोग करते हैं तो यह इसके बजाय बस बोर्ड के समानांतर बैठेगा। यह उस तरह से थोड़ा और कमरा घेर लेगा इसलिए उसके अनुसार योजना बनाएं।

तारों को बोर्ड से जोड़ने के लिए वेरोपिन का उपयोग किया जाता था। पटरियों को काटने के लिए एक छोटा ट्विस्ट ड्रिल बिट उपयोगी है। पाई सॉकेट के लिए पटरियों को काटने के लिए एक तेज क्राफ्ट चाकू का उपयोग करें क्योंकि आपके पास सॉकेट पिन के दो सेटों के बीच एक अतिरिक्त छेद नहीं है।

1 मिमी तांबे के तार की दोहरी पंक्ति पर ध्यान दें। यह लगभग 7 एएमपीएस वर्तमान के लिए कम प्रतिबाधा पथ प्रदान करना है जो एल ई डी पूरी शक्ति पर खपत करता है। ये तार बिजली MOSFETs के स्रोत टर्मिनलों और वहां से जमीन पर जाते हैं।

इस बोर्ड पर पाई को बिजली की आपूर्ति करने वाला केवल एक छोटा 5V तार है। ऐसा इसलिए है क्योंकि 5V मुख्य पावर फीड एल ई डी के एनोड में जाता है, जो मेरे प्रोटोटाइप में एक दूसरे बोर्ड पर एक मानक पीसी आईडीई डिस्क केबल के माध्यम से जुड़ा हुआ है। हालाँकि आपको ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है और आप उन्हें सीधे पहले बोर्ड पर एक सॉकेट में तार कर सकते हैं। उस स्थिति में आप +5V की तरफ करंट को संभालने के लिए एनोड की तरफ तांबे के तारों का एक डुप्लिकेट सेट चला रहे होंगे। प्रोटोटाइप में ये तार दूसरे बोर्ड पर थे।

चरण 7: पावर MOSFETs

MOSFETs बोर्ड के तांबे की तरफ लगे होते थे। वे DPAK डिवाइस हैं और इसलिए टैब को सीधे बोर्ड में मिलाया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, टांका लगाने वाले लोहे पर उचित रूप से बड़े सिरे का उपयोग करें और जल्दी से टैब को हल्के से टिन करें। तांबे की पटरियों को टिन करें जहां आप डिवाइस को संलग्न करने जा रहे हैं। इसे बोर्ड पर रखें और टैब को फिर से गर्म करें। मिलाप पिघल जाएगा और उपकरण संलग्न हो जाएगा। कोशिश करें और इसे यथोचित रूप से जल्दी करें ताकि डिवाइस को ज़्यादा गरम न करें; यह कई सेकंड की गर्मी सहन करेगा इसलिए घबराएं नहीं। एक बार टैब (नाली) को मिलाप करने के बाद आप गेट को मिलाप कर सकते हैं और स्रोत बोर्ड की ओर जाता है। गेट और सोर्स लीड के लिए पहले पटरियों को काटना न भूलें ताकि वे ड्रेन टैब को छोटा न करें! आप तस्वीर से नहीं देख सकते हैं लेकिन कट डिवाइस की बॉडी की ओर लीड के नीचे हैं।

ईगल-आइड रीडर केवल 11 MOSFETs को नोट करेंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि १२ वीं को बाद में जोड़ा गया था जब मुझे ५६० एनएम एलईडी मिली थी। यह चौड़ाई के कारण बोर्ड पर फिट नहीं होता है, इसलिए इसे कहीं और रखा गया था।

चरण 8: एलईडी और हीट सिंक

यहाँ एल ई डी और हीट सिंक की एक क्लोजअप तस्वीर है। कंट्रोलर बोर्ड वायरिंग प्रोटोटाइप के पुराने संस्करण से थी, इससे पहले कि मैं एल ई डी को कंट्रोलर से जोड़ने के लिए आईडीई केबल का उपयोग करने के लिए स्विच करता।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एल ई डी अकासा थर्मल टेप के वर्गों का उपयोग करके जुड़े हुए हैं। इसका यह लाभ है कि यदि एक एलईडी विफल हो जाती है, तो टेप के माध्यम से काटने के लिए एक तेज चाकू का उपयोग करके इसे निकालना आसान होता है।

जब तक हीटसिंक पर्याप्त रूप से बड़ा है, तब तक आपको सभी एलईडी को एक ही हीटसिंक पर माउंट करने से रोकने के लिए कुछ भी नहीं है। दिखाए गए हीटसिंक पर, पूरी शक्ति पर, हीटसिंक का तापमान 50 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है और इसलिए ये हीटसिंक शायद इष्टतम से थोड़े छोटे होते हैं। अंत में, शायद यह भी एक अच्छा विचार होगा कि प्रत्येक हीटसिंक पर तीन लंबी तरंग दैर्ध्य एल ई डी लगाएं, बजाय इसके कि सभी छह छोटे तरंग दैर्ध्य उत्सर्जकों को एक पर और दूसरे पर लंबी तरंग दैर्ध्य उत्सर्जक लगाएं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि किसी दिए गए फॉरवर्ड करंट के लिए, शॉर्ट वेवलेंथ एमिटर अपने उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के कारण अधिक बिजली का प्रसार करते हैं, और इसलिए गर्म हो जाते हैं।

आप निश्चित रूप से फैन कूलिंग जोड़ सकते हैं। यदि आप एलईडी असेंबली को पूरी तरह से संलग्न करने की योजना बना रहे हैं तो यह बुद्धिमानी होगी।

चरण 9: एलईडी वायरिंग

एल ई डी एक मानक 40 पिन आईडीई केबल के माध्यम से नियंत्रक बोर्ड से जुड़े हुए हैं। सभी केबल जोड़े का उपयोग नहीं किया जाता है, जिससे विस्तार के लिए जगह मिलती है।

ऊपर दिए गए वायरिंग आरेख आईडीई कनेक्टर वायरिंग और वायरिंग को रास्पबेरी पाई को भी दिखाते हैं।

एल ई डी को उनके रंगों (यूवी = पराबैंगनी, वी = बैंगनी, आरबी = शाही नीला, बी = नीला, सी = सियान, जी = हरा, वाईजी = पीला-हरा, वाई = पीला, ए = एम्बर, आर = उज्ज्वल द्वारा दर्शाया जाता है। लाल, DR = गहरा लाल, IR = अवरक्त), यानी आरोही तरंग दैर्ध्य द्वारा।

नोट: यह सुनिश्चित करना न भूलें कि केबल सॉकेट के +5V कनेक्शन पक्ष में 2 x 1 मिमी मोटे तार हैं जो एक उच्च धारा पथ प्रदान करने के लिए स्ट्रिपबोर्ड के समानांतर चल रहे हैं। इसी तरह MOSFETs के स्रोत कनेक्शन, जो ग्राउंडेड हैं, में जमीन पर उच्च धारा पथ प्रदान करने के लिए समान तार चलने चाहिए।

चरण 10: नियंत्रक बोर्ड का परीक्षण

रास्पबेरी पाई को बोर्ड में प्लग किए बिना, आप परीक्षण कर सकते हैं कि आपके एलईडी ड्राइवर GPIO पिन को क्लिपलीड के माध्यम से +5V रेल से जोड़कर सही तरीके से काम कर रहे हैं। उपयुक्त एलईडी को प्रकाश देना चाहिए।

जब पाई प्लग इन हो तो GPIO पिन को +5V से कभी भी कनेक्ट न करें। आप डिवाइस को नुकसान पहुंचाएंगे, यह आंतरिक रूप से 3.3V पर चलता है।

एक बार जब आप आश्वस्त हो जाएं कि पावर ड्राइवर और एलईडी सही तरीके से काम कर रहे हैं, तो आप अगले चरण के साथ आगे बढ़ सकते हैं, जो कि रास्पबेरी पाई को कॉन्फ़िगर करना है।

पूरी शक्ति से चलने वाले एल ई डी के साथ सीधे ऑप्टिकल फाइबर के अंत में न देखें। वे अत्यंत उज्ज्वल हैं।

चरण 11: फाइबर ऑप्टिक एल ई डी युग्मन

प्रत्येक एलईडी को 3 मिमी ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से जोड़ा जाता है। 3डी प्रिंटेड फाइबर अडैप्टर एलईडी असेंबली के ऊपर अच्छी तरह से फिट बैठता है और फाइबर को गाइड करता है। एलईडी हीट सिंक के सामने स्ट्रेन रिलीफ ब्लॉक लगभग 65 मिमी लगाया गया है।

यह आपकी उंगलियों को अंदर लाने और फाइबर एडेप्टर को एलईडी पर धकेलने और फिर फाइबर को फिट करने के लिए पर्याप्त जगह प्रदान करता है।

एल ई डी के अनुरूप तनाव राहत ब्लॉक के माध्यम से 4 मिमी छेद ड्रिल करें।

फाइबर की प्रत्येक लंबाई लगभग 250 मिमी लंबी होती है, हालांकि क्योंकि प्रत्येक फाइबर एक अलग पथ लेता है, वास्तविक फिट लंबाई अलग-अलग होगी। इस अधिकार को प्राप्त करने का सबसे आसान तरीका है कि फाइबर की लंबाई 300 मिमी में कटौती की जाए। फिर आपको फाइबर को सीधा करना होगा या इसे प्रबंधित करना असंभव होगा। यह 3 मिमी मोटी पर्सपेक्स रॉड की तरह है, और आपकी कल्पना से कहीं अधिक कठोर है।

फाइबर को सीधा करने के लिए, मैंने 4 मिमी ओडी पीतल की छड़ की 300 मिमी लंबाई (लगभग) का उपयोग किया। रॉड के अंदर का व्यास फाइबर को रॉड में आसानी से स्लाइड करने के लिए पर्याप्त है। सुनिश्चित करें कि रॉड के दोनों सिरे चिकने हैं, इसलिए आप फाइबर को रॉड के अंदर और बाहर खिसकाते समय खरोंच न करें।

फाइबर को रॉड में दबाएं ताकि यह एक छोर पर फ्लश हो और थोड़ी लंबाई दूसरे से चिपकी हो, या पूरी तरह से अगर रॉड फाइबर से लंबी हो। फिर रॉड को लगभग 15 सेकंड के लिए उबलते पानी से भरे गहरे सॉस पैन में डुबोएं। रॉड को हटा दें और यदि आवश्यक हो तो फाइबर को फिर से लगाएं ताकि दूसरा सिरा रॉड के सिरे से फ्लश हो जाए, फिर उसी तरह से उस सिरे को गर्म करें।

अब आपके पास फाइबर का बिल्कुल सीधा टुकड़ा होना चाहिए। फाइबर के दूसरे टुकड़े को तब तक धक्का देकर निकालें जब तक कि आप सीधे फाइबर को पकड़ कर हटा नहीं सकते।

जब आप फाइबर के सभी बारह टुकड़ों को सीधा कर लें, तो लगभग ७० मिमी लंबे बारह टुकड़े काट लें। इनका उपयोग कपलिंग प्लेट के माध्यम से तंतुओं का मार्गदर्शन करने के लिए किया जाएगा। फिर जब निर्माण पूरा हो जाता है, तो उनका उपयोग अलग-अलग फाइबर आउट कपलर को पॉप्युलेट करने के लिए किया जाएगा, ताकि वे बर्बाद न हों।

इन कटे हुए टुकड़ों को भी इसी तरह सीधा कर लें। फिर उन्हें कपलर प्लेट में फिट कर दें। आप देख सकते हैं कि ऊपर की तस्वीर में उन्हें कैसा दिखना चाहिए। कंपित लेआउट फाइबर (न्यूनतम गोलाकार पैकिंग घनत्व) के कब्जे वाले क्षेत्र को कम करने के लिए है। यह सुनिश्चित करता है कि फाइबर कॉम्बिनर यथासंभव कुशलता से काम कर सके।

कटे हुए फाइबर और रेत के प्रत्येक पूर्ण लंबाई के टुकड़े को एक छोर पर लें, जो 800 तक काम कर रहा हो और फिर 1500 ग्रिट सैंडपेपर। फिर धातु या प्लास्टिक की पॉलिश से पॉलिश करें - पॉलिशिंग पैड के साथ एक छोटा रोटरी उपकरण यहां काम आता है।

अब एक कटे हुए फाइबर को हटा दें और पूरी लंबाई के फाइबर को कपलर प्लेट में स्लाइड करें। फिर इसे स्ट्रेन रिलीफ के माध्यम से वापस फिट करें ताकि पॉलिश किया हुआ छोर एलईडी फाइबर कपलर के माध्यम से एलईडी लेंस के सामने को छू रहा हो। प्रत्येक फाइबर के लिए दोहराएं। फाइबर के छोटे टुकड़ों को छेदों में रखने से यह सुनिश्चित हो जाता है कि प्रत्येक लंबा फाइबर बिल्कुल सही जगह पर पहुंचना आसान है।

नोट: बैंगनी और पराबैंगनी एल ई डी पर बहुत कठिन धक्का न दें वे अन्य एल ई डी के विपरीत एक नरम बहुलक सामग्री के साथ समझाया जाता है, जो एपॉक्सी समझाया जाता है। लेंस को विकृत करना और बंधन तारों को तोड़ना आसान है। मेरा विश्वास करो, मैंने इसे कठिन तरीके से सीखा। तो इन दो एल ई डी के लिए तंतुओं को फिट करते समय कोमल रहें।

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप युग्मक के माध्यम से तंतुओं को किस क्रम में रूट करते हैं, लेकिन कोशिश करें और तंतुओं को परत करें ताकि वे एक-दूसरे को पार न करें। मेरे डिजाइन में नीचे के छह एल ई डी को बाएं तीन एल ई डी के लिए सबसे कम तीन छेदों में और फिर अगले तीन छेदों को दाएं तीन एल ई डी और आगे के लिए रूट किया गया था।

जब आपके पास युग्मक के माध्यम से सभी फाइबर होते हैं, तो इसे आधार बोर्ड पर रखें और दो बढ़ते छेद ड्रिल करें, फिर इसे नीचे पेंच करें।

फिर, विकर्ण कटर की एक बहुत तेज जोड़ी का उपयोग करके, फाइबर के प्रत्येक टुकड़े को जितना संभव हो सके कपलर चेहरे के करीब काट लें। फिर प्रत्येक टुकड़े को बाहर निकालें, रेत और कटे हुए सिरे को पॉलिश करें और अगले फाइबर पर जाने से पहले इसे बदल दें।

चिंता न करें यदि तंतु कपलर के चेहरे से बिल्कुल ठीक नहीं हैं। यह सबसे अच्छा है कि उन्हें बाहर निकालने के बजाय थोड़ा पीछे हटा दिया जाए, लेकिन एक मिलीमीटर या दो अंतर वास्तव में मायने नहीं रखेंगे।

चरण 12: रास्पबेरी पाई को कॉन्फ़िगर करना

रास्पबेरी पाई कॉन्फ़िगरेशन प्रक्रिया संलग्न आरटीएफ दस्तावेज़ में प्रलेखित है जो ज़िप फ़ाइल अनुलग्नक का हिस्सा है। पीसी पर एक अतिरिक्त यूएसबी पोर्ट के अलावा इसे प्लग इन करने के लिए आपको किसी अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं है, माइक्रोएसडी कार्ड छवि बनाने के लिए एक उपयुक्त यूएसबी केबल और एक एसडी कार्ड रीडर। आपको एक माइक्रोएसडी कार्ड भी चाहिए; 8G पर्याप्त से अधिक बड़ा है।

जब आपने पाई को कॉन्फ़िगर किया है, और इसे मुख्य नियंत्रक बोर्ड में प्लग किया है, तो इसे वाईफाई एक्सेस प्वाइंट के रूप में आना चाहिए। जब आप अपने पीसी को इस एपी से कनेक्ट करते हैं और https://raspberrypi.local या https://172.24.1.1 पर ब्राउज़ करते हैं तो आपको उपरोक्त पृष्ठ देखना चाहिए। आप जिस प्रकाश को देखना चाहते हैं उसकी तीव्रता और तरंगदैर्घ्य सेट करने के लिए बस स्लाइडर्स को स्लाइड करें।

ध्यान दें कि न्यूनतम तीव्रता 2 है; यह Pi PWM लाइब्रेरी की ख़ासियत है।

दूसरी तस्वीर एक सीएफएल लैंप के स्पेक्ट्रम का अनुकरण करने वाली इकाई को दिखाती है, जिसमें लगभग 420nm, 490nm और 590nm (वायलेट, फ़िरोज़ा और एम्बर) का उत्सर्जन होता है, जो विशिष्ट तीन फॉस्फोर कोटिंग लैंप के अनुरूप होता है।

चरण 13: फाइबर कॉम्बिनर

फाइबर बीम कॉम्बिनर 15 x 15 मिमी वर्ग ऐक्रेलिक रॉड से बनाया गया है। ध्यान दें कि कुछ ऐक्रेलिक प्लास्टिक का स्पेक्ट्रम में ४२०एनएम और उससे कम से अत्यधिक अवशोषण होता है; शुरू करने से पहले इसे जांचने के लिए, रॉड के माध्यम से यूवी एलईडी को चमकाएं और सत्यापित करें कि यह बीम को अत्यधिक क्षीण नहीं करता है (सफेद कागज के एक टुकड़े का उपयोग करें ताकि आप कागज में ऑप्टिकल व्हाइटनर से नीली चमक देख सकें)।

आप रॉड को सैंड करने के लिए 3डी प्रिंट करने योग्य जिग को प्रिंट कर सकते हैं या किसी उपयुक्त प्लास्टिक शीट से अपना खुद का निर्माण कर सकते हैं।रॉड को लगभग 73 मिमी तक काटें और दोनों सिरों को रेत और पॉलिश करें। फिर दो तरफा चिपकने वाली टेप का उपयोग करके रॉड के दो विपरीत किनारों पर जिग को ठीक करें। जब तक आप जिग लाइनों के 0.5 मिमी या इतने के भीतर न हों, तब तक 40 ग्रिट पेपर का उपयोग करके रेत करें, फिर एक पतला पॉलिश सतह प्राप्त करने के लिए उत्तरोत्तर 80, 160, 400, 800, 1500, 3000, 5000 और अंत में 7000 ग्रिट पेपर तक बढ़ाएं। फिर जिग को हटा दें और अन्य दो पक्षों को रेत करने के लिए पुनर्स्थापित करें। अब आपके पास फाइबर कॉम्बिनर प्लेट में माउंट करने के लिए उपयुक्त एक पतला पिरामिड होना चाहिए। फाइबर टेकऑफ़ से मेल खाने के लिए संकीर्ण अंत 6 मिमी x 6 मिमी है।

नोट: मेरे मामले में मैंने ६ मिमी x ६ मिमी तक काफी रेत नहीं डाली है, इसलिए कंबाइनर बढ़ते प्लेट से थोड़ा बाहर निकलता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता क्योंकि 6 मिमी फाइबर एक प्रेस फिट है और अगर काफी दूर धकेल दिया जाए तो यह कॉम्बिनर के संकीर्ण सिरे से बट जाएगा।

6 मिमी फाइबर से बाहरी जैकेट के लगभग 1 इंच को पीछे हटा दें, इस बात का ध्यान रखें कि फाइबर स्वयं को नुकसान न पहुंचाए। फिर, यदि फाइबर की बाहरी जैकेट कपलर प्लेट में पर्याप्त रूप से फिट नहीं है, तो बस इसके चारों ओर टेप का एक टुकड़ा लपेटें। इसके बाद इसे कॉम्बिनर पिरामिड के साथ अंदर और आराम से बिस्तर में धकेलने में सक्षम होना चाहिए। फाइबर आउटपुट के अनुरूप पूरे असेंबली को बेसप्लेट पर माउंट करें।

ध्यान दें कि संयोजन करते समय आप कुछ प्रकाश खो देते हैं। आप ऊपर के ऑप्टिकल निशान से कारण देख सकते हैं, क्योंकि प्रकाश को नीचे केंद्रित करने से बीम कोण भी बढ़ जाता है और हम इस प्रक्रिया में कुछ प्रकाश खो देते हैं। एकल तरंग दैर्ध्य पर अधिकतम तीव्रता के लिए, वैकल्पिक फाइबर कपलर प्लेट का उपयोग करके एलईडी या एलईडी को सीधे 3 मिमी फाइबर तक ले जाएं।

चरण 14: व्यक्तिगत फाइबर आउटपुट कपलर प्लेट

यह मुख्य फाइबर गाइड का सिर्फ दूसरा प्रिंट है। फिर से, छिद्रों के माध्यम से तंतुओं के लिए निकासी की अनुमति देने के लिए 105% पैमाने पर प्रिंट करना याद रखें। आप बस इस प्लेट को मुख्य फाइबर गाइड के अनुरूप स्क्रू करें, कंबाइनर असेंबली को हटा दें और इसे इस प्लेट से बदल दें। इसे सही तरीके से फिट करना न भूलें, छेद केवल एक दिशा में पंक्तिबद्ध होते हैं!

अब फाइबर के उन 12 टुकड़ों को प्लेट में छेद में डाल दें जिन्हें आपने काटा था। एक या अधिक तरंगदैर्घ्य लेने के लिए, बस फाइबर का एक टुकड़ा निकालें और छेद में एक लंबी लंबाई रखें। आप चाहें तो सभी 12 वेवलेंथ को एक साथ उठा सकते हैं।

चरण 15: अधिक शक्ति!। अधिक तरंग दैर्ध्य

यदि आप चाहें तो पाई अधिक चैनल चला सकता है। हालांकि अन्य तरंग दैर्ध्य में एलईडी की उपलब्धता एक चुनौती होने की संभावना है। आप 365nm UV LED सस्ते में प्राप्त कर सकते हैं लेकिन लचीला फाइबर 6mm केबल 390nm पर भी मजबूती से अवशोषित होने लगता है। हालाँकि मैंने पाया कि व्यक्तिगत तंतु उस तरंग दैर्ध्य के साथ काम करेंगे, इसलिए यदि आप चाहें, तो आप एक छोटी यूवी तरंग दैर्ध्य देने के लिए एक एलईडी जोड़ या बदल सकते हैं।

एक और संभावना एल ई डी पर दोहरीकरण करके चमक बढ़ाने की है। उदाहरण के लिए, आप 5 X 5 फाइबर कपलर (या 4 X 6) डिज़ाइन और प्रिंट कर सकते हैं और प्रति चैनल 2 LED लगा सकते हैं। ध्यान दें कि आपको बहुत अधिक बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होगी क्योंकि आप लगभग 20 एम्पियर खींच रहे होंगे। प्रत्येक एलईडी को अपने स्वयं के छोड़ने वाले अवरोधक की आवश्यकता होती है; एलईडी को सीधे समानांतर न करें। एमओएसएफईटी में प्रति चैनल दो या कई एल ई डी चलाने की पर्याप्त क्षमता है।

आप वास्तव में उच्च शक्ति वाले एल ई डी का उपयोग नहीं कर सकते क्योंकि वे 3W एल ई डी जैसे छोटे क्षेत्र से प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करते हैं और इसलिए आप उन्हें कुशलता से फाइबर कपल नहीं कर सकते हैं। ऐसा क्यों है, इसे समझने के लिए 'एटेंड्यू का संरक्षण' देखें।

संयोजक के माध्यम से प्रकाश हानि काफी अधिक है। यह दुर्भाग्य से भौतिकी के नियमों का परिणाम है। बीम त्रिज्या को कम करने में हम इसके विचलन कोण को भी बढ़ाते हैं और इसलिए कुछ प्रकाश बच जाता है क्योंकि प्रकाश गाइड और फाइबर में केवल 45 डिग्री के आसपास स्वीकृति कोण होता है। ध्यान दें कि व्यक्तिगत फाइबर आउटपुट से बिजली उत्पादन संयुक्त तरंग दैर्ध्य युग्मक की तुलना में काफी अधिक है।