Kendi ellerinizle yakınsak mercek. Yüksek güçlü LED'ler için lensler Kendin yap pleksiglas lens

Ya proje küçük bir lens gerektiriyorsa, ancak kutularda uygun bir boyut yoksa? Uygun bir bağışçı bulma umuduyla projeyi erteleyip bit pazarlarında dolaşmak mı? Gerekli değil. Torna, bu sorunu çözmenizi sağlar:

Uygun kalınlıkta doğru pleksiglastan bir parça alıyorum (bu durumda 6 mm). Ayna çenelerinin önünde, silindirik değil, sac boşlukları sıkıştırmama izin veren özel bir adım işlenmiş. Rondela vb. gibi gövdeleri bilemek uygundur, ancak elbette parçanın sabitlenmesinin güvenilirliğinin çok iyi olmadığı dikkate alınmalıdır. Ancak pleksiglasın işlenmesi için büyük çabalara gerek yoktur ve her durumda iş parçasını nazikçe sıkıştırmak gerekir.
Genel olarak, bu çıkıntılara kenetlenen 6 mm'lik bir iş parçası, kalınlığın sadece yarısına kadar işlenir. Sonra döner ve tekrar delinir. Gerekli çapta düz bir silindir olan bir "yıkayıcı" alıyoruz.
Aynı anda iki besleme ile çalışan bir kesici ile kabaca dışbükey bir şekil veriyorum:


Ve şimdi bir iğne dosyasından yapılmış üç yüzlü bir kazıyıcı alıyorum ve şekli çizerek kesicideki riskleri ortadan kaldırıyorum:


Bu işleme yöntemi, pleksiglası tam anlamıyla "tıraş etmenize", ince ince talaşları düz bir tabaka ile çıkarmanıza olanak tanır. Başka herhangi bir yöntemle halka riskleri devam eder.
Doğru, parmaklar dönen kamlara yakın, büyük bir makinede bunu yapmaya cesaret edemem (800-1000 devir).
Şimdi bir parça "sıfır" üzerine bir damla motor yağı ve bitirme:


Bikonveks lens gerekiyorsa, iş parçasını ters çevirip ikinci tarafı işliyorum.
Makineden çıkardım ve sonunda GOI macunlu bir dişli diskle cilaladım. Pleksiglas parlatma tekniği metalden farklıdır. Diske daha fazla macun koydum ve basınç çok daha az. Hafif ve kısa süreli dokunuşlar, sürtünme bölgesini lensin tüm yüzeyi üzerinde eşit olarak hareket ettirir. Aksi takdirde - "tükenmişlik" ve düzeltilemez bir evlilik.
Bitmiş lens:




Ve bu "lens", yani bu merceğin yuvası:


İnce dişli bir halka ile gerçek optik sistemlerde olduğu gibi merceğin sabitlenmesi. Tabii ki, elastik bir genişleyen halka yayı da kullanabilseniz de ve oldukça basitse, tutkal üzerine koyun :-) Ancak torna tezgahı, ince adımlı dişlerde her şeyi “yetişkin bir şekilde” yapmanıza izin verir. (bu durumda, gitar dişlileri seçilerek 0,7 mm adım seçilir). Lens montajı:


Lensi çok hızlı çizmemek için tüpün dış kenarını birkaç kez yapmakta fayda var. açıkçası merceğin en dışbükey noktasından daha yüksek.
Ve işte bu lensin yapıldığı küçük bir kadın saatinin mekanizması:




Gördüğünüz gibi, geometrinin neredeyse “buldozerden” türetilmiş olmasına rağmen, merceğin optik nitelikleri oldukça tatmin edici. Yani, böyle bir lens kesinlikle bir teleskop için çalışmayacaktır, ancak bir flash sürücü için çok uygundur :-)
İlginiz için teşekkür ederiz.

Herkese merhaba!

Benim adım Sergey.

Ve bu yazımda sizlere bir 3D yazıcının uygulamalarından biri olan lens imalatını anlatmak istiyorum.

Görev şuydu. Bir RGB LED var, ancak ondan gelen ışık kaynağı bir ışın şeklinde değil, yaklaşık 38 derecelik bir sapma açısı ile dağılıyor. Işık kaynağını ve ışınların sapmasını kroki üzerinde gösterdim, LED kristalin olması gereken noktayı belirledim.

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

R1 ve R2 merceğin birinci ve ikinci yüzeylerinin eğrilik yarıçapları olduğunda, f merceğin odak uzaklığı, n merceğin kırılma indisidir.

n=n2/n1, burada n2 lens malzemesinin (pleksiglas 1.5) kırılma indisidir, n1 lensi çevreleyen ortamın (hava, yaklaşık 1) kırılma indisidir.

Basit olması için R1=R2 olduğunu varsaydım.

Formülden sadece f - 20 mm biliyorum. Bizim için aslında bu, LED kristalinden merceğin optik merkezine olan mesafedir.

R1=R2=R olduğunu göz önünde bulundurarak (1) formülünü yeniden yazalım:

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

Verileri formül (2)'de yerine koyma n=1,5 ve f=20

lens yüzeylerinin eğrilik yarıçaplarının 20 mm olduğunu elde ederiz. Şematik çizime bakın.

Bu verilere dayanarak, lensin 3 boyutlu bir modelini oluşturuyoruz. Böyle bir şey çıkıyor.

Tabanı olan bir lens yaptım.

Sadece yazdırmak için kalır, bu da zor değildir. Yazdırmadan sonraki sonuç (yalnızca yazdırma, işleme yok).

Lensten sonra 1500 zımpara ile biraz zımparalayıp macunla parlattım. Ne yazık ki, nihai sonucun yanı sıra lenslerin bir fotoğrafı yoktu.

Lensi çalışırken test etmek için kalır. Lens olmadan LED'den gelen nokta böyle görünüyor

Ve böylece lens ile.

Sonuçlar.

1. Paralel ışın elde edemedim, ancak lensi farklı parametrelerle yeniden üretseydim, yapabileceğimi düşünüyorum.

2. Işınların sapması 3 kattan fazla azalır (bu müşteri için uygundur)

3. Kırılma indisi büyük olasılıkla yanlış kullanılmıştır. Lens polimerden yapılmıştır ve kırılma indisi bilinmemektedir.

4. Merceğin çapı daha büyük yapılmalıydı.

En basit elektronik dijital mikroskop, eski bir kameralı cep telefonu kullanılarak elle yapılabilir, ancak bir akıllı telefon (bizim durumumuzda, iphone) kullanmak hala daha iyi ve ekran daha büyük ve kamera daha iyi.

Mikroskobun toplam büyütme gücü, kullanılan lenslerin sayısına ve sınıfına bağlı olarak 375 katına kadar çıkabilir.
Bu arada, mercekleri eski bir lazer işaretçiden mikroskop imalatında aldık, ancak yoksa, herhangi bir Çin çevrimiçi mağazasından ucuza satın alabilirsiniz.

Malzemelerin maliyetini hesaba katarsak, ev yapımı bir mikroskobun maliyeti 300 rubleyi geçmez:

İmalat malzemeleri

Proje için gerekli malzemelerin tam listesi:



Üretme

1) Lazer işaretçinin sökülmesi ve merceğin çıkarılması.


Bunun için en ucuz işaretçiyi kullanıyoruz, bu yüzden bunun için pahalı modeller satın almayın. Toplam 2 lens gereklidir. (Mağazadan lens satın alırsanız bu adımı atlayabilirsiniz).

İşaretçiyi sökmek için arka kapağı sökün ve pilleri çıkarın. Tüm iç kısımları silgili basit bir kurşun kalemle çıkarıyoruz. Mercek merceğin içindedir ve onu elde etmek için küçük siyah plastik bir parçayı sökmeniz gerekir.





Lensin kendisi yaklaşık 1 mm kalınlığında ince yarı saydam camdan oluşuyor, büyütülmüş bir fotoğrafla deneme yapmak için telefonun kamerasına takabilirsiniz, yüksek kaliteli bir fotoğraf çekmek çok zor, bu yüzden bir kıskaç standı yapmaya karar verdim. mikroskop.



2) Davanın temelini yapmak.
Giriş, raflar (cıvatalar) için 3 delik açtığımız 7 x 7 cm ölçülerinde bir kontrplak parçasına gitti.Delik delme yerleri fotoğrafta işaretlerle gösterilmiştir.






3) Pleksiglas ve lenslerin hazırlanması.
Boyutları 7 x 7 cm ve 3 x 7 cm olan 2 adet pleksiglas kesiyoruz İlk pleksiglas parçasına kontrplak şablonuna göre 3 delik açıyoruz, bu kasanın üst kısmı olacak. 2. parçada kontrplak şablonuna göre 2 adet delik açıyoruz, bu mikroskobun ara rafı olacak.
Pleksiglas delerken sert bastırmayın.



Şimdi lens ve lens için pleksiglasta delikler açmanız gerekiyor, bu bir D = D lens matkabı veya biraz daha azını gerektirecektir. Deliğin bitirilmesi yuvarlak eğeler veya törpülerle yapılır.
Lensler her iki bölmede de açılan deliğe yerleştirilmelidir.

4) Kasanın montajı.
Mikroskobun tüm detayları hazır olduğunda, montajın kendisine geçebilirsiniz, ancak ondan önce hala 1 nokta kaldı:
- aşağıdan bir ışık kaynağı sağlamak gerekiyor, bunun için kasanın alt kısmına küçük bir diyot lamba takmak için bir delik açtım.



Son montaja geçiyoruz. Cıvataları tabana sıkıca büküyoruz.
Optiklerin büyütme boyutunun ayarlanmasına izin vermek için o2 lensli ara mikroskop standı yukarı ve aşağı yerleştirilmelidir.




Bunu yapmak için kelebek somunları, 2 cıvatada 2 rondelayı sıkıyoruz ve camı 3 * 7 cm ölçülerinde zaten yapıştırılmış bir lensle monte ediyoruz.


Sonra üst kapağı takıyoruz, burada zaten sıradan somunlar kullanıyoruz, ancak bunları hem üste hem de alta koyuyoruz.



Tebrikler, ucuz bir dijital mikroskop yaptınız, işte onunla çekilmiş bazı fotoğraflar.




İşin yapılması ve gösterilmesi için video talimatları

(İngilizcede)


LED'lerin geleneksel ışık kaynaklarına göre tartışılmaz avantajlarından biri, enerjinin en verimli kullanımı için hemen hemen her türlü ışık akısı dağılımını oluşturma yeteneğidir. Bu oluşum, ikincil optikler - bir reflektör (reflektör) veya bir mercek yardımıyla gerçekleştirilir.

Aydınlatma teknolojisinde ışığın dağılımının şeklini belirtmek için "ışık şiddeti eğrisi" veya kısaltılmış KSS terimi kullanılır. Çoğu durumda LED'ler, aşağıdaki şekilde gösterilen CSS'yi oluşturan bir birincil merceğe (şeffaf silikon veya cam) sahiptir.

Grafikten de görüleceği gibi, ışık şiddeti merkezi eksenden sapma açısının artmasıyla kademeli olarak azalmaktadır. Farklı bir dağıtım türü elde etmek için LED'in üzerine uygun tipte bir mercek veya reflektör yerleştirilir. Bu nedenle adı - ikincil optik. Reflektörlerin oldukça sınırlı bir kapsamı vardır - yalnızca ışık akısının konsantrasyonu üzerinde çalışmanıza izin verir, yani. radyasyon açısının azaltılması. Lensler ise daha geniş bir olasılık yelpazesi sunar, bu yüzden onları daha ayrıntılı olarak düşünmeye değer.

Lens üretimi için en yaygın malzemeler polimetil metakrilat (sıradan insanlarda - pleksiglas) ve polikarbonattır. Teknolojik standartlara sıkı sıkıya uyularak enjeksiyon kalıplama ile yapılırlar. Yani, kendi elinizle bir lens yapmak söz konusu değil. Bu malzemeleri işlemeye çalıştığınızda, elde edebileceğiniz tek şey bulanık çizilmiş bir pleksiglas parçasıdır.

LED ile eşleştirme yöntemleri

Lens takmanın birkaç yolu vardır. En basiti yapıştırmaktır. Küçük boyutlu lensler doğrudan LED panosuna yapıştırılabilir. Daha büyük ve daha büyük bir tutucu gerektirir. Tutucu, koruyucu filmli (aslında çift taraflı bant) yapışkan bir tabana sahiptir ve lens basitçe içine oturur. Evde kendin yap ürünleri için idealdir, ancak zorlu çalışma koşulları (sıcaklık değişiklikleri, mekanik sallama ve titreşim) için yeterince güvenilir değildir. İkinci yöntem - vidalarla sabitleme - daha güvenilirdir, ancak lenste uygun yapısal elemanların bulunmasını gerektirir. Ve son olarak, ürünün gövde elemanlarını (lamba, fener vb.) kullanarak ikincil optikleri sabitleyebilirsiniz. Örneğin, koruyucu camla bastırın. Her durumda, lenslerin LED'lere göre tam olarak hizalanması çok önemlidir, bunun için bazı lensler ve tutucular özel raflara (pimler) sahiptir. Doğal olarak, tahtada karşılık gelen delikler sağlanmalıdır. Takarken, lensin çalışma yüzeylerine ellerinizle dokunmayın.

Lens türleri

Genellikle üretici, lensleri iki ana kritere göre sınıflandırır - LED'lerin türüne ve ışık dağılımının türüne göre. Ayrıca, optikler tek ve grup olabilir, tek bir lens modülü birkaç LED'e takıldığında, şeffaf ve mat, simetrik ve asimetrik vb.

Şu anda, ikincil optik üreticileri, ışık yayan diyot üreticilerine “ayak uyduruyor” ve yeni bir LED tipinin veya ailesinin ortaya çıkmasından sonra, neredeyse birkaç ay içinde buna karşılık gelen yeni lensleri satın alabiliriz.

Işık dağılımının en yaygın şekli yuvarlak simetriktir. Bu tür lensler yuvarlak bir ışık noktası verir. Işık huzmesinin açısı tamamen farklı olabilir: 3˚ ila 150˚. 10˚'den küçük bir açıya sahip konsantre lenslere genellikle "spot" denir (İngilizce'den. Spot - spot).

Özel ışık dağılımına sahip bir optik bulunmaktadır.

Aşağıdaki şekil, sokak aydınlatması için bir lensi ve KSS'sini göstermektedir.

Kendin yap aydınlatma şaheseri

LED'ler için lens çeşitliliği ve geniş kullanılabilirliği, oldukça karmaşık aydınlatma çözümlerini kendi ellerinizle uygulamayı mümkün kılar. Lensli LED'ler, bazıları aşağıdaki şekillerde gösterilen en karmaşık CSS biçimlerini üretebilir.

Çeşitli lensleri tek bir lambada birleştirerek hemen hemen her karmaşıklıkta ışık dağılımı elde edebilirsiniz.

İkincil optiklerin yardımıyla basit görevler de daha verimli bir şekilde çözülür. Bu nedenle, bir dar dereceli LEDIL lensi olan bir watt'lık CREE LED'e elle monte edilen bir LED el feneri, net bir şekilde tanımlanmış bir ışık noktası verirken karanlığı birkaç yüz metre boyunca "delip geçecektir". Aslen Güneydoğu Asya'dan, bir grup küçük LED ve parlak bir reflektör ile satın alınan muadilinin bu mesafenin yarısında bile “ustalaşması” olası değildir.

İkincil optiklerin olanakları etkileyici!

Yükleniyor...Yükleniyor...