Voor ons project hebben we spectra van 2 verschillende lampen onderzocht. Hiervoor hebben we een opstelling gemaakt waarin we het licht van de lampen breken. In deze handleiding zullen we duidelijk maken hoe we deze opstelling hebben gebouwd.

Supplies

Hieronder volgt een foto van de gehele opstelling:

Voor de gehele opstelling heb je de volgende materialen nodig:

1x wit (papieren) meetlint
2x Hout blokje HxBxL = 10x5x5
Hout blokje HxBxL = 11.5x5x5
5 schroefjes (verklaring grootte volgt)
tralies: 1000 slits per mm
2x stukken plywood van 6 mm dik voor laserprint; LxB = 20x20 cm
1x stuk wit plexiglas (dat zwart aan de achterkant is) voor laserprint; LxB = 30X35 cm
Zwarte duct tape
LED lampje 12 Volt
Weerstand (verklaring grootte volgt nog)
Halogeen lampje 12 Volt
2x GU5 fitting
2x kroonsteentje
Adapter 12 Volt
2x GU5 houder 3D printen
1x LED houder 3D printen
1x Halogeen houder 3D printen

Daarnaast heb je de volgende gereedschappen tot je beschikking hebben voor het bouwen:

Laserprinter
3D printer
Boor
Schroevendraaier
Soldeer station + tin
Zaag

De volgende skills heb je nodig voor het bouwen

Ontwerpervaring met lasersnijden
Ontwerpervaring met 3d-printen
Solderen

Met al deze materialen maken we 3 onderdelen; de lampmontering, traliesmontering en het beeld. Zoals je in de foto kan zien plaatsen we de traliesmontering recht voor de traliesmontering. Het beeld plaatsen we onder een hoek van 34 graden (t.o.v. het loodrechte lijn op de tralies, oftewel de lijn door de lamp en tralies heen getrokken). Dit beeld staat loodrecht t.o.v. de lijn die deze hoek maakt. We zetten het beeld op een afstand (dus gemeten over deze denkbeeldige lijn) van 25 cm.

We zullen nu uitleggen hoe al deze aparte onderdelen gebouwd worden.

Step 1: Lamp En Montering

De eerste stap van de lampen is het 3D printen van de bestanden. Onderaan vind je deze bestanden. Het is verstandig om alle bestanden in het zwart te printen zodat de print geen licht door laat, en er alleen licht uit het gaatje komt.

Links is de lampen houder (LED en halogeen), rechts is de fitting houder (GU5).

Het verschil tussen de LED houder en de Halogeen houder is de positie van het gaatje. Na testen is ervoor gekozen om het gaatje in de houder van de LED iets lager te plaatsen zodat er een duidelijker en scherper beeld resulteerde, houd hier dus rekening mee.

Terwijl de componenten aan het printen zijn kan de elektrische aansluiting voor de lampen al worden gemaakt. Wat belangrijk voor de LED lamp is, is dat er een weerstand tussen de kabel zal moeten worden gesoldeerd. De grootte van de weerstand kan worden berekend met de volgende formule:

In de volgende tabel kan worden afgelezen wat de waarde is van VLED. In dit voorbeeld wordt er gewerkt met een spanningswoending van 12 Volt, en er wordt een witte LED gebruikt.

De gegevens zijn dan als volgt:

V = 12 Volt
VLED = 4 Volt
I = 60 mA

Dit resulteert in de volgende formule:

Waaruit blijkt dat er een weerstand van 133 Ohm zal moeten worden vast gesoldeerd aan de kabel van de GU5 fitting.

Dan kan het 3D werk in elkaar worden gezet. Schuif de GU5 fitting in de fitting houder, en plaats hierovereen de lampen houder. Zorg ervoor dat de gaatjes van de lampenhouder overeenkomen met de gaatjes van de fitting zodat de LED en halogeen lamp later kunnen worden aangesloten.

Let erop dat de fitting met de weerstand is gemaakt voor de LED lamp, en dat hierbij een lampenhouder hoort waarbij het gaatje iets werder naar onder zit.

Als de houten balken op maat zijn (zo niet kunnen deze op maat worden gezaagd maar voor deze handleiding wordt er vannuit gegaan dat de balken op maat zijn) kan er aan de bovenkant een gat worden geboord, en aan de achterkant. Zorg ervoor dat deze gaten elkaar raken waardoor er vanaf de bovenkant een tunnel is gecreerd naar de achterkant van het balkje. Door deze tunnel zal de kabel van de GU5 fitting gaan lopen. Zorg er hierdoor ook voor dat het gat breed genoeg is. Hiervoor zal de boordiameter groot moeten worden. Gebruik hiervoor dan ook een boor met diameter 10,5 of 12.

Als de gaten zijn geboord, kan de kabel door de tunnel worden getrokken. Mocht dit moeizaam gaan kan het gat iets groter worden geboord, of kan de kabel met behulp van een pincet worden geleid door de tunnel. De kabel zal van boven naar beneden lopen en dus bij de zijkant eruit komen.

Eerst dient hiervoor de GU5 fitting te worden gemonteerd op de houder. Dit kan door de kabels door de twee kleinste gaten te prikken. Vervolgens kunnen de kabels door de gaten in het hout worden geduwd. Mochten de kabels er aan de zijkant uit komen steken zoals is te zien in de figuur hieronder, dan kan de fitting worden vast geschroefd. Dit kan worden gedaan door een schroef door het overige gat te steken en deze vast te schroeven in het hout. De maat van deze schroef is ongeveer M3. Het gat in de 3D geprinte houder kan altijd nog worden aangepast in de 3D tekening of na het printen kan het gat wat groter worden geboord indien dat nodig is.

Volg bovenstaande stappen ook voor de andere houder met het andere houtje. Het resultaat is dan 2 houders met een fitting. Hierop kan vervolgens de lampenhouder worden gedraaid, en de lampen kunnen in de GU5 fitting worden geprikt.

Vervolgens kunnen de kroonsteentjes worden gemonteerd op de achterkant van de blokjes. Doe dit op de juiste hoogte zodat de kabels van de fitting nog wel in deze kroonsteentjes kunen worden gemonteerd. Voor het monteren kan er opnieuw gebruik worden gemaakt van een M3 schroef.

Schroef de klemmen open en bevestig de + kabel, doe hetzelfde voor een andere schroef en de – kabel. Sluit vervolgens de adapter aan.

Als de adapter in het stopcontact wordt gestoken, zullen de lampen gaan branden. Voor een goed resultaat kan de bovenkant nog worden afgedekt met wat dikker papier.

Step 2: Tralies En Montering

De tralieshouder wordt gemaakt d.m.v. 3D printen. Onder de tekst kan je het bestand hiervoor vinden. De tralies zijn 5 centimeter breed, dus de houder moet dat ook zijn om de tralies vast te laten zitten. De overige afmetingen van de houder zijn verwerkt in het bestand voor het ontwerp. Het is optimaal om dit ontwerp in het zwart te printen, zodat er zo min mogelijk last is van reflecterend licht op het beeld.

Vervolgens moet de houder op een standaard worden gezet. De afmetingen van de houder zijn: HxBxL = 11.5x5x5. Zaag deze standaard uit een houten balk. Vervolgens moet de houder van de tralies stevig vast worden gezet om een stabiel beeld te krijgen. Hiervoor is een houtschroef nodig met de diameter van de kop maximaal 1 centimeter zodat deze op de houder past. De schroef moet als volgt worden bevestigd:

Schuif vervolgens de tralies recht in de houder.

Groep_13-Spectrum_onderzoek-Versie_2-Tralieshouder-versie1-.stl
Download View in 3D

Step 3: Beeld

Het beeld hebben we gemaakt m.b.v. laserprinten. Hieronder volgen de 2 prints die je hiervoor kan gebruiken, helemaal beneden vind je hiervoor de bestanden.

Het beeld:

De houder(s):

Print het bestand van de houder 2x uit; 1x per 1 stuk hout. Met de 2 stukken hout krijg je dan 2 houders. In onze laserprint bestanden hebben we rekening gehouden met de diktes van de twee materialen waardoor de houders precies op het witte plexiglas aansluiten.

Schuif de twee houten houders in de slits in het witte plexiglas zodat het beeld rechtop kan staan. Plak het witte meetlint op het plexiglas (beetje aan de bovenkant zoals je eerder op de foto kan zien). Plak dit parallel aan de bovenrand van het plexiglas.

Plaats het beeld in de opstelling zoals eerder is uitgelegd; op een afstand van 25 cm tot de tralies onder een hoek van 34 graden.

Step 4: Het Testen Van De Opstelling

Sluit de adapter aan op de kroonsteentjes die aan de zijkant van de houten blokjes zijn gemonteerd. Stop de adapter in het stopcontact, nu dient het lampje te gaan branden.

Als het beeld niet meteen duidelijk te zien is, is het ten eerste belangrijk om te checken of het lampje goed is afgedekt en de ruimte volledig donker is. Aangezien we het ledlampje hebben omgebogen straalt het licht net wat scheef naar boven uit en niet precies horizontaal waardoor het spectrum ook hoger komt te staan. Wanneer het spectrum hoger te staan komt, moet je de lampmontering een beetje naar voren richting de tralies kantelen, waardoor het spectrum lager komt en op het beeld geprojecteerd wordt.