DIY konvergentno sočivo. Leće za LED diode velike snage. Uradi sam sočiva od pleksiglasa

Što učiniti ako projekt zahtijeva mali objektiv, ali nema odgovarajuće veličine na zalihama? Odgoditi projekat i lutati buvljacima u nadi da ćete pronaći odgovarajućeg donatora? Nije potrebno. Strug vam omogućava da riješite ovaj problem:

Uzimam komad ispravnog pleksiglasa odgovarajuće debljine (in u ovom slučaju, 6 mm). Imam poseban korak mašinski obrađen na prednjoj strani čeljusti za steznu glavu, koji mi omogućava da stegnem ne cilindrične, već limove. Pogodno je oštriti tijela kao što su podloške i sl., iako se naravno mora uzeti u obzir da pouzdanost fiksiranja dijela nije baš dobra. Ali obrada pleksiglasa ne zahtijeva mnogo truda, a radni komad mora se na bilo koji način lagano stegnuti.
Općenito, radni komad od 6 mm, stegnut u ove izbočine, obrađuje se samo do polovine debljine. A onda se okreće i ponovo prolazi. Dobijamo "podlošku", ravni cilindar potrebnog prečnika.
Koristeći rezač, koji radi s dva dodavanja odjednom, dajem mu otprilike konveksan oblik:


Sada uzimam trokutasti strugač napravljen od turpije i izvlačim oblik, uklanjajući oznake sa rezača:


Ova metoda obrade omogućava vam da doslovno "brijete" pleksiglas, uklanjajući tanke, tanke strugotine u ravnom sloju. Kod bilo koje druge metode, rizici prstena ostaju.
Istina, prsti su u neposrednoj blizini rotirajućih bregova; na velikoj mašini ne bih rizikovao da to radim (o/min 800-1000).
Sad kap mašinsko ulje na komadu "nule", i završna obrada:


Ako se traži da sočivo bude bikonveksno, onda okrećem radni komad i obrađujem drugu stranu.
Skidam ga sa mašine i na kraju poliram diskom za navoj sa GOI pastom. Tehnika poliranja pleksiglasa razlikuje se od metala. Nanosim više paste na disk, a pritisak je mnogo manji. Lagani i kratkotrajni dodiri, ravnomjerno pomičući zonu trenja po cijeloj površini sočiva. Inače - "sagorevanje" i nepopravljiv brak.
Završeno sočivo:




A ovo je "objektiv", odnosno nosač za ovaj objektiv:


Fiksiranje sočiva kao u pravim optičkim sistemima, sa tankim prstenom sa navojem. Iako, naravno, možete koristiti elastični prsten-oprugu ili, ako je vrlo jednostavno, staviti je na ljepilo :-) Ali strug vam također omogućava da sve radite "na odrasli način", na finom navoju ( u ovom slučaju, odabirom zupčanika gitare bira se korak 0,7 mm). Sklop sočiva:


Da biste spriječili prebrzo grebanje sočiva, korisno je nekoliko puta napraviti vanjski rub cijevi. više od najkonveksnije tačke sočiva, to je očigledno.
A evo i mehanizma iz malog ženskog sata, za koji je napravljeno ovo sočivo:




Kao što vidite, optički kvaliteti sočiva su sasvim zadovoljavajući, uprkos činjenici da je geometrija izvedena gotovo od nule. Odnosno, takav objektiv sigurno neće raditi za teleskop, ali za fleš disk je vrlo prikladan :-)
Hvala vam na pažnji.

Zdravo svima!

Moje ime je Sergey.

I u ovom postu želim da vam ispričam jednu od upotreba 3D štampača, odnosno pravljenje sočiva.

Zadatak je bio sljedeći. Postoji RGB LED, ali izvor svjetlosti iz njega nije u obliku zraka, već je raspršen sa uglom divergencije od oko 38 stepeni. Na skici sam pokazao izvor svjetlosti i divergenciju zraka i odredio tačku gdje bi LED kristal trebao biti.

1/f=(n-1)(1/R1+1/R2)................................. ................................................................ .....................................(1)

Gdje su R1 i R2 polumjeri zakrivljenosti prve i druge površine sočiva, f je žižna daljina sočiva, n je indeks prelamanja sočiva.

n=n2/n1, gdje je n2 indeks loma materijala sočiva (pleksiglas 1,5), n1 je indeks loma medija koji okružuje sočivo (zrak, oko 1)

Radi jednostavnosti, pretpostavio sam da je R1=R2.

Znam samo po formuli f - 20 mm. Za nas je to u suštini udaljenost od LED kristala do optičkog centra sočiva.

Prepišimo formulu (1), uzimajući u obzir da je R1=R2=R:

R=f(n-1)2 ................................................... ................................................................ ..........................(2)

Zamjena podataka u formulu (2) n=1.5 i f=20

nalazimo da su radijusi zakrivljenosti površina sočiva 20 mm. Pogledajte šematski crtež.

Na osnovu ovih podataka gradimo 3D model sočiva. Ispada nešto ovako.

Napravio sam sočivo sa bazom.

Ostaje samo da ga odštampate, što takođe nije teško. Rezultat nakon štampanja (samo štampanje, bez obrade).

Nakon toga sam sočivo malo izbrusio sa 1500 brusnim papirom i ispolirao ga pastom. Nažalost, fotografija konačni rezultat Nisam zadržao ni sočiva.

Ostaje samo da testirate sočivo u akciji. Ovako izgleda LED spot bez sočiva

Tako je i sa objektivom.

Zaključci.

1. Nisam uspeo da postignem paralelni snop, ali mislim da bih to mogao da uradim ako bih ponovo napravio sočivo sa različitim parametrima.

2. Divergencija greda je smanjena za više od 3 puta (kupac je bio zadovoljan sa ovim)

3. Indeks prelamanja je najvjerovatnije korišten pogrešno. Sočivo je napravljeno od polimera i njegov indeks prelamanja je nepoznat.

4. Objektiv je morao biti napravljen sa većim prečnikom.

Najjednostavniji elektronski digitalni mikroskop možete napraviti vlastitim rukama pomoću starog telefona s kamerom, iako je ipak bolje koristiti pametni telefon (u našem slučaju iPhone) s većim ekranom i boljom kamerom.

Ukupna snaga uvećanja mikroskopa može biti do 375 puta, ovisno o broju i klasi korištenih sočiva.
Inače, pri izradi mikroskopa sami smo sočiva uzeli od starog laserski pokazivač, ali ako ga nemate, možete ih kupiti jeftino u bilo kojoj kineskoj internet trgovini.

Cijena domaći mikroskop ne prelazi 300 rubalja, ako uzmemo u obzir troškove materijala:

Materijali za proizvodnju

Cijela lista neophodni materijali za projekat:



Manufacturing

1) Rastavljanje laserskog pokazivača i uklanjanje sočiva.


Za to koristimo najjeftiniji pokazivač, tako da ne kupujte skupe modele za ovo. Ukupno će biti potrebna 2 sočiva. (Ovaj korak možete preskočiti ako kupite sam objektiv u trgovini.)

Da biste rastavili pokazivač, odvrnite zadnji poklopac i izvadite baterije. Pomoću uklanjamo sve unutrašnjosti jednostavna olovka gumicom. Objektiv se nalazi u sočivu, a da biste ga izvadili potrebno je odvrnuti komad male crne plastike.





Sam objektiv se sastoji od tankog prozirnog stakla, debljine oko 1 mm, možete ga pričvrstiti na kameru telefona da eksperimentišete sa uvećanom fotografijom, veoma je teško napraviti kvalitetnu fotografiju, pa sam odlučio da napravim stezaljku za mikroskop.



2) Izrada osnove karoserije.
Ulaz je bio komad šperploče dimenzija 7 x 7 cm u kojem izbušimo 3 rupe za nosače (šrafove).Mjesta za bušenje rupa prikazana su na fotografiji sa oznakama.






3) Priprema pleksiglasa i sočiva.
Izrezali smo 2 komada pleksiglasa dimenzija 7 x 7 cm i 3 x 7 cm Na prvom komadu pleksiglasa izbušimo 3 rupe prema šablonu od šperploče, ovo će biti gornji dio kućišta. Na 2. komadu izbušimo 2 rupe prema šablonu od šperploče, ovo će biti srednja polica mikroskopa.
Prilikom bušenja pleksiglasa nemojte snažno pritiskati.



Sada ćete morati izbušiti rupe u pleksiglasu za sočivo i sočivo, to će zahtijevati D = D bušilicu za sočivo ili nešto manju. Završno podešavanje rupe vršimo pomoću okruglih turpija ili rašpica.
Objektivi moraju biti ugrađeni izbušena rupa u obe čaše.

4) Sklop kućišta.
Kada su svi dijelovi mikroskopa spremni, možete započeti samu montažu, ali prije toga ostaje još 1 bod:
- potrebno je napajati izvor svjetlosti odozdo, za to sam izbušio rupu u donjem dijelu kućišta za montažu male diodne lampe.



Hajde da počnemo finalna montaža. Vijke čvrsto zategnemo na bazu.
Srednji stalak mikroskopa sa o 2 sočivom mora biti postavljen gore-dole tako da se veličina uvećanja može podešavati pomoću optike.




Da biste to učinili, zategnite krilne matice i 2 podloške na 2 vijka i montirajte staklo sa već zalijepljenim sočivom 3*7 cm.


Zatim postavljamo gornji poklopac, ovdje već koristimo obične matice, ali ih postavljamo i na gornji i na donji dio.



Čestitamo, upravo ste napravili jeftin digitalni mikroskop, evo nekoliko fotografija snimljenih njime.




Video uputstva za izradu i demonstraciju rada

(na engleskom)


Jedna od neospornih prednosti LED dioda u odnosu na tradicionalne izvore svjetlosti je mogućnost stvaranja gotovo svake distribucije svjetlosnog toka za maksimalnu efektivna upotreba energije. Ova formacija se provodi pomoću sekundarne optike - reflektora (reflektora) ili leće.

Da bi se označio oblik distribucije svjetlosti u rasvjeti, koristi se izraz “kriva intenziteta svjetlosti” ili skraćeno LSI. LED diode u većini slučajeva imaju primarno sočivo (providni silikon ili staklo), koje formira CSS prikazan na slici ispod.

Kao što se može vidjeti iz grafikona, intenzitet svjetlosti postepeno opada sa povećanjem ugla odstupanja od centralne ose. Da bi se dobila drugačija vrsta distribucije, sočivo ili reflektor odgovarajućeg tipa se postavlja na LED. Otuda i naziv – sekundarna optika. Reflektora ima dovoljno ograničeno područje aplikacije - omogućavaju vam da radite samo na koncentraciji svjetlosnog toka, tj. smanjenje ugla zračenja. Objektivi pružaju širi spektar mogućnosti, pa ih vrijedi detaljnije razmotriti.

Najčešći materijali za izradu sočiva su polimetil metakrilat (poznatiji kao pleksiglas) i polikarbonat. Izrađuju se brizganjem, uz striktno poštovanje tehnoloških standarda. Stoga izrada vlastitih sočiva ne dolazi u obzir. Kada pokušate mehanički obraditi ove materijale, sve što možete postići je dosadan, izgreban komad pleksiglasa.

Metode za uparivanje sa LED

Postoji nekoliko načina za postavljanje objektiva. Najjednostavnije je lijepljenje. sočiva, mala velicina Može se zalijepiti direktno na LED ploču. Za veće i masivnije je potreban držač. Držač ima ljepljivu podlogu sa zaštitnim filmom (u suštini dvostranom trakom), a sočivo jednostavno škljocne u njega. Idealna opcija za proizvode izrađene ručno kod kuće, ali nedovoljno pouzdana za oštre radne uvjete (promjene temperature, mehaničko podrhtavanje i vibracije). Druga metoda - pričvršćivanje vijcima - je pouzdanija, ali zahtijeva prisustvo odgovarajućih strukturnih elemenata na sočivu. I na kraju, možete pričvrstiti sekundarnu optiku pomoću elemenata tijela proizvoda (lampa, baterijska lampa, itd.). Na primjer, pritisnite zaštitnim staklom. U svakom slučaju veliki značaj ima precizno poravnanje sočiva u odnosu na LED diode; u tu svrhu neka sočiva i držači imaju posebne stalke (pinove). Naravno, na ploči moraju biti predviđene odgovarajuće rupe. Prilikom ugradnje nemojte rukama dodirivati ​​radne površine sočiva.

Vrste sočiva

Tipično, proizvođač klasificira sočiva prema dva glavna kriterija - prema vrsti LED-a i prema vrsti distribucije svjetla. Takođe, optika može biti jednostruka i grupna, kada se jedan modul sočiva stavlja na više LED dioda, providnih i mat, simetričnih i asimetričnih itd.

Trenutno proizvođači sekundarne optike „idu u korak“ sa proizvođačima svjetlećih dioda, a nakon pojave novog tipa ili familije LED dioda, za skoro par mjeseci već možemo nabaviti odgovarajuća nova sočiva za nju.

Najčešći oblik distribucije svjetlosti je kružno simetričan. Ova sočiva proizvode okruglu svjetlosnu mrlju. Ugao svetlosnog snopa može biti potpuno različit: od 3˚ do 150˚. Koncentrirajuća sočiva sa uglom manjim od 10˚ obično se nazivaju “spot” (od engleskog Spot - spot).

Postoji optika sa posebnom distribucijom svjetlosti.

Na slici ispod prikazano je sočivo za uličnu rasvjetu i njegov KSS.

DIY remek djelo za rasvjetu

Raznolikost sočiva za LED diode i njihova široka dostupnost omogućavaju implementaciju prilično složenih svjetlosnih rješenja vlastitim rukama. Lens LED diode mogu dati najsloženije oblike CSS-a, neki od njih su predstavljeni na slikama ispod.

Kombinacijom različitih sočiva u jednoj lampi možete postići distribuciju svjetlosti gotovo bilo koje složenosti.

Jednostavni zadaci se također efikasnije rješavaju korištenjem sekundarne optike. Tako će LED baterijska lampa, sastavljena vlastitim rukama pomoću CREE LED od jednog vata, sa jednim LEDIL sočivom uskog stepena „probiti“ mrak na nekoliko stotina metara, dajući pritom jasno definisanu svjetlosnu tačku. Dok je njegov kupljeni pandan, dolazi iz Jugoistočna Azija, sa gomilom malih LED dioda i sjajnim reflektorom, teško da će "savladati" polovinu ove udaljenosti.

Mogućnosti sekundarne optike su impresivne!

Učitavanje...Učitavanje...