Самодельный ультрафиолет

УФ – лампы пользуются большим спросом. Их применяют для дезинфекции помещений, а также в косметических целях. Ультрафиолетовый спектр помогает различать водяные знаки на купюрах. Но не все знают, что сделать подобный светильник можно в домашних условиях. И для этого не понадобится глубоких знаний электротехники.

Как сделать в домашних условиях?

Можно собрать УФ-лампу в домашних условиях, без специального инструмента. В рамках данной статьи будет рассмотрено три варианта монтажа ультрафиолетового светильника:

  • из старой советской лампы типа ДРЛ-250;
  • из диодных УФ ламп;
  • из мобильного телефона.

Перечисленные схемы сборки очень просты и не отнимут много времени. Рассмотрим их подробнее.

Схемы подключения УФ

Сначала рассмотрим схемы, которые требуют соединения проводов в электрическую цепь. Также для их построения потребуется основа или подставка:

Сделать стационарный светильник с УФ – лампой не составит труда. Для монтажа простейшего устройства потребуется люминесцентная лампа типа ДРЛ-250. Из нее получится отличный источник ультрафиолетового света. Кроме этого понадобится:

  • поджигающий дроссель;
  • стандартный патрон под цоколь;
  • провода питания.

В качестве основы или подставки можно использовать водостойкую фанеру или термостойкий пластик. На панели закрепляют дроссель, после чего на него устанавливают патрон. При этом вывод катода подключают к разъему «3», а вывод анода к разъему «1» дросселя. Также к дросселю необходимо подсоединить питающий провод.

Конструкция лампы ДРЛ подразумевает две оболочки. Для проекта УФ-лампы внешнюю оболочку необходимо убрать. При этом работать нужно очень аккуратно, чтобы не повредить внутреннюю оболочку.

ВНИМАНИЕ!

Снять верхний слой лампы аккуратно помогут обычные слесарные тиски и мокрая тряпка. ДРЛ-250 оборачивают в смоченную ткань и зажимают в тиски. Это позволяет избавиться от внешнего слоя лампы, не поранившись осколками.

Очищенную заготовку тщательно обрабатывают спиртом или растворителем. После высыхания лампы на нее надевают защитную алюминиевую сетку. Ее можно извлечь из конструкций старых осветительных приборов. Готовое изделие можно прикрепить к штативу. В этом случае лампа станет переносной.

Вторая схема сборки УФ-лампы будет полезна для женщин. Она решает проблему постоянных визитов к маникюрному мастеру для нанесения гель лака на ногти. По сути это специальная сушильная камера, в которой происходит быстрое затвердевание лака под действием ультрафиолета. Для сборки устройства потребуется:

  • внешняя распределительная электрическая коробка на 10 выводов (190х150х77 мм);
  • подложка под светодиоды 3 шт. (Модуль 12x3W Led PCB);
  • термопаста;
  • алюминиевые профили около 60 см (25х8 мм);
  • драйвер 9х3W – 1 шт.;
  • УФ диоды с постоянным прямым током (IF) 700 мА – 9 шт.
  • шнур питания – примерно 1 м.;
  • кнопка включения – 1 шт.;
  • таймер -1 шт.

Рассмотрим алгоритм сборки сушильной камеры на УФ диодах:

  1. Раскручиваем распределительную коробку на две части. Крышку убираем в сторону.
  2. В части короба с выводами под провода прорезаем одно большое отверстие через 3 канала. Зачищаем полученное отверстие наждачной бумагой.
  3. Берем крышку коробки. К ее внутренней стороне прикручиваем три полоски алюминиевого профиля (длина профиля соответствует ширине крышки), так чтобы два профиля были по краям, а один посередине. Устанавливать профиль нужно по ширине коробки.
  4. Переходим к монтажу электрики. На шнур питания подсоединяем в последовательном порядке кнопку включения, драйвер и таймер. К последнему элементу припаиваем провода, которые пойдут на обеспечение питания УФ ламп.
  5. Распаиваем по три диода на одну подложку. Подложки соединением последовательно между собой.
  6. Соединяем 3 диодных подложки с выводами от таймера.
  7. Прикручиваем подложки по центру алюминиевых профилей, так, чтобы лампы смотрели внутрь коробки.
  8. Скручиваем коробку.
  9. Подключаем готовую сушильную камеру в сеть.

Данная схема сложнее всех остальных. Для нее потребуются минимальные знания электротехники, а также навыки пайки.

Как сделать самому из телефона?

Этот вариант подходит для телефонов со встроенной вспышкой на основе LED лампы. Итак, для сборки простой УФ – лампы из телефона понадобиться:

  • телефон с LED вспышкой;
  • прозрачный скотч;
  • маркер или фломастер фиолетового и синего цвета;
  • канцелярский нож.

Теперь рассмотрим пошаговую схему сборки подобной лампы:

  • На вспышку наклеивают небольшую полоску скотча, перекрывающую LED вспышку. Важно, чтобы под липкой лентой не образовалось воздушных пузырей или складок.
  • Первый слой скотча красят синим цветом маркера. Лучше сделать штрих один раз так, чтобы цвет полностью окрасил ленту.
  • На покрашенную полоску наносят еще один слой скотча, который красят в фиолетовый цвет.
  • Наносят третий слой скотча, который красят в синий цвет.
  • Наносят финальный слой скотча, который красят в фиолетовый цвет.
  • Включают вспышку и смотрят действие получившегося УФ светильника.

НА ЗАМЕТКУ! Собрать УФ — лампу можно из любого осветительного прибора на основе LED. Например, из обычного фонарика.

Указанные приборы можно собрать дома. Для этого потребуется минимум личного времени. Также придется потратиться на некоторые радиодетали. Но полученный результат превзойдет все ожидания!

Светодиодный УФ фонарик

Автор: )_Леопольд_(
Опубликовано 25.07.2017
Создано при помощи КотоРед.

Всем читающим добрый день и мое категорическое «мяу»!

Захотелось мне сделать ультрафиолетовый фонарик. Вообще говоря, иметь подобную вещь хотелось бы давным-давно, еще в детстве. Ведь это же особое невидимое излучение, которое делает чудеса! Из металлов вырываются электроны, разные вещества начинают светиться, детонирует кислородно-водородная смесь… Можно ходить с такой штукой и чувствовать себя исследователем.

Читайте также:  Имена для пепельных котов

Прошло время. Мир изменился, появились новые гаджеты, новые моды, увлечения. Стали доступны многие вещи, о которых когда-то можно было лишь мечтать. Конечно, у меня уже есть ультрафиолетовая лампа черного цвета, да и наука стала обыденной жизнью. Но вот однажды увидел в продаже ультрафиолетовые светодиоды, и решил взять и сделать маленький необычный карманный фонарик.

Сразу скажу, многие светодиоды из тех, что продаются на радиорынках и именуются ультрафиолетовыми, ни на что особенное не способны. 390 нм – лишь светится бумага да маркеры, 380 нм – кажется, уже можно выявить некоторые метки на купюрах, но большинство знаков все же остаются невидимыми. Берите светодиоды на 365 нм. Излучение с такой длиной волны присутствует в спектре ртути, а стекло ламп «чёрного света» как раз и пропускает наружу этот диапазон.

Требования к схеме у меня были следующими: во-первых, она должна питаться от одной батарейки, а во-вторых, обеспечивать как можно более плавный и щадящий режим работы светодиода (отсутствие бросков тока, перегрузок, мерцания). Что касается мерцания, в обычных фонариках оно плохо еще тем, что создает нагрузку для глаз. Глазу приходится подстраиваться под импульсы светового потока, усредняя их, в результате утомляются мышцы хрусталика и снижается комфорт восприятия. Пусть лучше эту работу делают конденсаторы.

Мой ультрафиолетовый светодиод выглядит так же, как и обыкновенный. Номинальный ток у него 20 мА, прямое падение напряжения 3,3 В.

В интернете полным-полно схем повышающих преобразователей для питания светодиода от одной батарейки. Например, такие (щелкайте для увеличения):

В первой схеме мне понравилась идея реализации устройства, чего-то такого как раз я и хотел. Сравнивая различные варианты, замечаем, что все они построены на основе блокинг-генератора (особенно это бросается в глаза в третьей, минималистической схеме).

К достоинствам подобных схем обычно относят их работоспособность при разряде батарейки до напряжения порядка 0,8 В. Но мне не понравилось, что яркость светодиода при этом тоже снижается. Раз уж схема повышает напряжение, пусть и светит нормально во всем рабочем диапазоне. Кроме того, у меня почему-то никак не получалось добиться требуемого выходного тока. Мотал-перематывал тороид, пробовал разные количества витков, менял номиналы деталей, а на выходе около 10 мА. Вдобавок ко всему, преобразователь работал на частоте около 20 кГц и раздражающе пищал.

Наконец, попались две схемы, которые и послужили прообразами моей конструкции:

Достоинство первой – стабилизация тока светодиода. Особенность второй – простая катушка вместо трансформатора. В результате слияния этих идей и адаптации под мои нужды получилась следующая схема (щелкайте, будет лучше видно):

Было проведено моделирование ее работы в аналоговом spice-симуляторе LTSpiceIV, по результатам которого подбирались оптимальные номиналы деталей. Начнем по порядку.

На транзисторах VT1, VT2, дросселе L1, резисторах R1, R2 и конденсаторе C1 собран генератор. Транзисторы надо выбирать с малым напряжением насыщения, тогда схема будет работать, пока хорошенько не разрядит батарейку. Рекомендуют использовать С3279, С2458, ZTX450. Я же ориентировался на то, что можно пойти и купить и поставил широко распространенные MMBT2222 и MMBT2907. Они выдерживают ток коллектора 600 мА в постоянном режиме и 800 мА импульсно. Напряжение насыщения коллектор-эмиттер у них 300 мВ, а база-эмиттер – 1,2 В при 150 мА коллекторного тока. Моделирование показывает, что схема работоспособна при напряжениях питания от 0,9 В. Это видно из следующего рисунка, на котором показано нарастание тока через светодиод после включения схемы при напряжениях питания от 1,6 В до 0,8 В с шагом 0,1 В.

Индуктивность дросселя L1 влияет на частоту генерации, при 47 мкГн она составляет 150 кГц. Можно брать десятки-сотни мкГн. Ток через дроссель (рисунок ниже) при свежих батарейках во время запуска составляет около 1 А, потом он снижается до значений порядка 130 мА. Значит, нам нужен дроссель на максимальный рабочий ток 1 А (или чуть выше). Я взял готовый магазинный.

Резистор R3 служит датчиком тока. При протекании через светодиод тока величиной в 20 мА на R3 падает напряжение 0,78 В, транзистор VT3 открывается и маленько усмиряет генерацию. Таким образом, имеем стабилизацию тока.

Диод Шоттки VD1 выпрямляет импульсы напряжения с дросселя, а конденсаторы C2 и C3 сглаживают их для питания HL1. C3 я взял танталовый, SMD типа C.

На этом можно было и остановиться, но, поскольку я захотел кроме ультрафиолетового, поставить также и обычный белый светодиод, пришлось усложнить схему.

Прежде всего, режимы работы фонарика «УФ», «Белый» нужно переключать. В момент переключения схема кратковременно оказывается ненагруженной и очень быстро (см. рисунок с переходными процессами) накачивает выходное напряжение. Когда переключатель замкнется, рискуем повредить светодиод импульсом тока. После перебора возможных вариантов решения этой проблеммы я пришел к выводу, что для второго светодиода нужно ставить свой тантал, тогда все будет хорошо. Повышенное напряжение будет накапливаться лишь на C2, а за счет разницы емкостей C2 и C3 на три порядка большого скачка напряжения не случится.

Читайте также:  У собаки не усваивается пища рвота

Однако, моделирование показало, что на холостом ходу преобразователя напряжение на C2 может вырасти до 100 В! Так и конденсатор накроется. Поэтому я добавил в схему еще стабилитрон VD2 для защиты от подобных случаев. При нагруженном преобразователе он закрыт и на работу схемы не влияет. Стабилитрон нужен мощный, чтобы выдерживал броски тока. По результатам моделирования эти броски составляют около 800 мА, а в моей реальной схеме оказалось около 500 мА. Поэтому я взял 1N4734A на 5,6 В, который выдерживает 810 мА в пике, вам же может понадобиться что-нибудь помощнее, типа 1N5339.

Наконец, по результатам моделирования такой фонарик потребляет в среднем 70 мА, что позволило оценить его эффективность. Выходит КПД около 57%.

В качестве корпуса был выбран закрытый отсек под три батарейки AAA, вот такой:

Называется SBH-431A. Хорошая вещь, однако. В таком корпусе можно также сделать прозвонку, какой-нибудь пульт. Верхняя и нижняя стенки почти 2 мм толщиной, а боковые и того больше. Удобно защелкивается, вот только недостаток – головка фиксирующего самореза маленькая и при закручивании оного треснул бортик вокруг отверстия в крышке. Впредь надо сначала закрутить саморез один раз без крышки, чтоб он себе резьбу нарезал, а потом уже, подложив шайбочку, с крышкой.

Платы я развел традиционно в Sprint-Layout, а изготовил с помощью фоторезиста, но немного модифицированным методом. Итак, берем и распечатываем зеркальные негативные рисунки плат на листе тетрадной бумаги. Слишком плотную и белую брать нежелательно – будет поглощать много света. Самые простые тетради с сероватой бумагой тоже не подходят, потому что рисунок плохо пропечатывается, краска растекается по волокнам (впрочем, для лазерных принтеров, может, и сойдет).

Дальше берем хозяйственную свечку и растапливаем ее в какой-нибудь емкости на водяной бане. В расплавленный парафин макаем нашу бумагу, вытаскиваем, даем стечь парафину. Важно оставлять запас по краям – там образуются утолщения. Когда всё остынет, вырезаем наши рисунки и получаем довольно неплохой фотошаблон. Без всякой пленки.

Как это работает? Да просто. Из обычной бумаги фотошаблона не получится, потому что она неоднородна. Древесные волокна рассеивают свет, так что он существенно поглощается в толще бумаги. Кроме того, сейчас в бумагу вводят всякие вещества – оптические отбеливатели, которые поглощают свет в невидимой ультрафиолетовой области спектра, а излучают в видимой. Поэтому она и выглядит такой белой. А между тем, существует же спрей Transparent, который пшикнешь на бумагу и пожалуйста, засвечивай плату! Значит, все-таки можно бумагу сделать прозрачнее, надо лишь чем-то ее пропитать, промаслить. Парафин у меня как раз и выполняет эту функцию, вместо дорогого спрея.

Корпус нужно немного доработать: просверлить отверстия под светодиоды, выпилить отверстия под переключатели, вклеить стойки для центральной платы. В качестве стоек я выпилил кусочки 5 мм текстолита, просверлил отверстия и нарезал резьбу. Цианоакрилатом вклеивается намертво. Переключатели движковые, 11,5 х 5,7 х 5,0 мм. Под один из них пришлось сделать прорези в разделительных перегородках. В итоге получилась вот такая компоновка:

Верхняя плата – основная, с ультрафиолетовым светодиодом. Сперва хотел впаять в нее проволочную скобу, чтобы упиралась в крышку, но длина платы (46,5 мм) оказалась настолько удачной, что она туго входит на свое место и держится там на трении. На нижней плате размещены переключатели и белый светодиод со своим танталом.

Осциллограмма напряжения после дросселя L1:

Частота колебаний составляет 110 кГц.

На резисторе R3 происходит следующее:

Это соответствует 0,4 мА пульсаций, то есть 2,3% от 17,4 мА тока через светодиод.

В конечном сборе фонарик выглядит так:

Теперь начинается самое интересное. Человеческий глаз не видит излучения с длиной волны 365 нм, и, тем не менее, включенный светодиод прекрасно видно, он выглядит светло-лиловым. Так получается, оттого что стекловидное тело в глазу поглощает ультрафиолетовое излучение и светится, это свечение мы и видим. Не стоит смотреть на включенный светодиод, так же как и на включенную лампу «черного света». Хоть такие лампы и позиционируются как интерьерная подсветка, но напрямую для глаз они могут быть вредны. Камера светодиод тоже видит.

Обычная вода люминесцирует голубовато-зеленоватым светом под действием ультрафиолетового излучения:

Офисная бумага интенсивно светится синим, а старые книги – нет. В темноте светятся зубы. Если пойти на кухню, можно отыскать незаметные при обычном освещении осаждения жира – они выглядят бледно-зелёными. В ванной светится мыло, мягкое сиреневое сияние излучает зубная паста.

Хорошо светятся офисные маркеры и многие пластмассовые изделия, салатовым светится стеклотекстолит и канифоль. Можно проверять деньги. На фото плохо видно, но там на купюре еще есть много таких маленьких, хаотически разбросанных полосочек, у каждой одна половина салатовая, другая красная.

Вот, пожалуй, и всё. Данная статья будет полезна не только тем, кто захочет повторить фонарик с ультрафиолетовым светодиодом. Это может быть самый обыкновенный белый фонарик-брелок. Если светодиод на 20 мА, ничего пересчитывать не надо. На основной плате нужно лишь замкнуть пару соседних полигонов (C2 и C3), а VD2 вообще не ставить. Можно взять отсек на две батарейки и использовать штатный выключатель – получится еще меньшая конструкция. Можно применить батарейку AA, тогда время работы фонарика составит от 15 часов (для AAA оно от 4 часов и более, в зависимости от дешевизны батарейки).

Читайте также:  Шлейка для собаки своими руками пошаговая инструкция

Прикрепляю схему, файлы проектов Sprint-Layout и LTSpiceIV. Засим – мяу!


Ультрафиолетовый спектр солнечного излучения может не только подрумянить вашу кожу на всяких там югах с морями, он также может вызвать пигментацию и даже рак кожи. То количество, которое способно пролететь через земную атмосферу не так жёстко воздействует на кожу, хотя это в большей части зависит от того где именно на земле ты находишься. А вот самодельный источник ультрафиолетового излучения в метре от какой-нибудь красочной упаковки должен сожрать ее за считанные часы. Многие видели, наверное, выцветшие баннеры, на которых остался только какой-нибудь синий цвет и упаковку от чипсов, по цвету похожую на пепел. Автор решил собрать такой агрегат, в котором можно будет воссоздать этот процесс. Да, есть еще такие факторы как выветривание, циклы замерзания и оттаивания, участвующие, например, в уничтожении дерева и лакокрасочных покрытий. Также есть температурное воздействие в солнечные дни, когда на темной краске можно яичницу жарить, или само собой влажность. Но нас интересует в данный момент именно воздействие лучей — фактическое старение материала на молекулярном уровне.

А чтобы сам ящик не умер в процессе воздействия излучения, надо покрыть его стенки рефлектором, который будет отражать ультрафиолет и не рассыпется в процессе. Для этого подойдет обычный алюминиевый скотч, которым так любят заматывать систему вентиляции.





То излучение, которое исходит от такой лампы может не только дезинфицировать комнаты и поубивать грибок и плесень, она так же может подкинуть вам родинок и вообще забацать рак кожи. Она дико мощная, поэтому на него нельзя смотреть без очков и не допускать открытого попадания на кожу. Это по сути тот УФ спектр, который летает в космосе. Только вот лампа отказалась нормально работать. Напряжение падает до 80В и гаснет секунд за 15 примерно.

Выяснять что это за колдунские происки и как это починить автор не стал. Есть более доступный способ. Лампы ДРТ уже не выпускают их не найдешь, конечно если дед с завода в свое время не вынес, а вот эти две штуки стоят в каждом уличном фонаре.

Для их запуска также нужен дроссель, чтобы понизить ток. В интернете есть схемы подключения через каскад обычных ламп накаливания, но это нам не нужно, ведь планируется оставлять лампу на пару десятков часов, зачем зря жечь электричество. В отличие от ламп ДРТ лампам ДРЛ нужен только дроссель для запуска. Кидаем балласт последовательно на фазу или 0 и подключаем цоколь, он больше чем у домашних ламп, не е27, а е40.

Давайте запустим, чтобы проверить.




Содержание колбы дико вредное, поэтому автор не советует повторять такое. По идеи, пары ртути во внутренней колбе, но надышаться люминофором такая себе радость.

Аккуратно вынимаем цоколь с внутренней колбой, а внешнюю выкидываем. То же самое повторяем со второй. Эти лампы на 400Вт каждая, они будут неплохой заменой одной ДРТ. Остатки стекла на патроне откусываем чтобы не торчали зря.



По нашим прикидкам, один год на солнце, с учетом примерно 1/3 солнечных дней в году, равен 40 часам в состаривателе. Все это примерно, если учитывать, что один киловатт ультрафиолетовой лампы дает 100Вт ультрафиолетового излучения, а солнце дает 1,3 мВт ультрафиолета на квадратный сантиметр.

Автор поставил состариватель в чистый цех, и открыл там окно, чтобы не дышать озоном, который в больших количествах вырабатывается при работе ультрафиолетовых ламп. Все подопытные кусочки в камере, можно включать.



Она тоже подрумянилась со всех сторон и пожелтела, будто приготовилась и теперь ее можно хавать. Возможно, что, если ее периодически поливать водой и оставить часов на 60, можно добиться серого цвета лежалой на улице деревяшки. Есть конечно методы и проще, но этот будет фактическим состариванием.

Также автор хотел проверить как будет влиять УФ на резиновые шланги, но видимо чтобы рассохлась резина нужна та же влага и гораздо больше времени, несколько лет, наверное, или часов 100 в ящике. В общем изменения не видны.

С резиновым кольцом такая же картина, ничего не поменялось.

А вот изолента повела себя в точности как и ожидалось, превратилась в старую совковую. Она стала темнее, а клейкая часть, находившаяся под лучами, перестала клеиться вообще.


В итоге у нас получился ящик, в котором можно испытывать материалы, проверяя как они будут изменяться при атмосферных условиях, как поведут себя краски на солнце, лакированные покрытия, что произойдет с самим материалом. Такие штуки будут полезны для тех, кто занимается, например, наружной рекламой или автосервисом, чтобы выбрать оптимальный винил для своих работ.

Благодарю за внимание. До новых встреч!

Share

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector