Fyzika s Arduinom

V tomto príspevku prinášame návod na výrobu lasera s držiakom na difrakčnú mriežku, ktorý používame pri praktickom cvičení Meranie vlnovej dĺžky svetla.

 

Vlnová dĺžka monofrekvenčného svetla sa dá určiť z difrakčného obrazu laserového lúča, ktorý necháme prejsť difrakčnou mriežkou.

Vyrobili sme 3D model krabičky s držiakom na difrakčnú mriežku v diapozitívovom rámiku 5x5 cm. Zabudovali sme doň laserový modul s výkonom <1 mW, 650 nm a batériový držiak s vypínačom pre dva AA 1,5 V monočlánky,

Laserový modul a batériový držiak je zakúpený v tme.eu. 

Model krabičky si vytlačíme na 3D tlačiarni.

Materiál:

1. Laserová hlavica: LFD650-1-3ADJ-6X17, PICOTRONIC, <1mW, 650 nm, 3V, tme.eu
2. Držiak (krabička) na monočlánky 2xAA s vypínačom: PBH321-IP65, tme.eu
3. Zmršťovacia bužírka priemer 2 mm,
4. 2ks tužkového monočlánku AA 1,5 V

Pomôcky:

 

1. Spájkovačka, cín, tavidlo
2. 3D tlačiareň, filament PETG
3. 3D model krabičky, PETG; NOZZLE 0,4mm; LAYER hight  0,3 mm, 15% (DRAFT), no brim
   pozn.: posledné horné vrstvy znížiť LAYER hight (skosený oblúk na vrchu krabičky)
4. 3D model zadnej krytky na laser , PETG; NOZZLE 0,4mm; LAYER hight  0,2 mm, 15% (DRAFT), brim

Postup:

 

1. Vodiče laserovej hlavice skráťte na 25 mm
2. Vodiče držiaka na batérie skráťte na 20 mm
3. Odstrihnite z bužírky 2 ks po 15mm, navlečte na vodiče lasera a posuňte ich smerom k laseru, aby sa počas spájkovania nezmrštili.
4. Odizolujte konce obidvoch vodičov z lasera a krabičky v dĺžke 5 mm.
5. Spájkovaním spojte vodiče lasera a krabičky. Červený s červeným a čierny s bielym.
6. Spájkovaný spoj zakryte bužírkou a teplom (napr. plameňom zo zapaľovača) bužírky ohrejte aby sa zmrštili. 
7. Pred vložením lasera do vytlačenej krabičky treba laserový lúč zaostriť:
   1. Vložte monočlánky do krabičky a stlačením tlačidla zapnite laser.
   2. Laser zamierte na stenu vo väčšej vzdialenosti  (3-5m)
   3. Otáčaním hlavice lasera zaostrite lúč, aby vytváral čo najmenšiu kruhovú stopu
8. Zaostrený laser opatrne vložte zo strany batérie do otvoru na vytlačenom držiaku laserovou hlavou dopredu.  Ak sa nedá zasunúť, vrtákom 6mm vyčistite otvor. Zasúvajte pozorne, aby ste hlavicu neotočili, čo by spôsobilo rozostrenie lasera.
9. Laser úplne zasuňte do otvoru              
10. Upravte vedenie vodičov. Z lasera vedieme vodiče cez drážku až nadol a zvyšnú časť vodičov skryjeme do medzery v spodnej časti držiaka.
11. Opatrne, tak aby sme nepoškodili vodiče, zatlačte batériový držiak bez vrchnáka do lôžka v krabičke. Môžete na to použiť menšiu silu, rozmer lôžka je taký, aby v ňom spodná časť držiaka pevne držala.
12. Vykonajte finálnu kontrolu, po stlačení tlačidla laser bude svietiť. Ak nesvieti (a monočlánky sú dobré a spínač zapnutý :), skontrolujte vodiče, či sa pri zasúvaní krabičky nepoškodili.
13. Založte a priskrutkujte vrchnák krytu na batérie.
14. Otvor na laser zozadu zakryte vytlačenou valcovou krytkou.

Výmena batérií

 

Pri výmene batérií odskrutkuje všetky  4 skrutky na batériovom držiaku a vyberte vrchný kryt.

Nevyberajte von celý držiak, nie je to potrebné, mohli by ste poškodiť vodiče alebo samotný laserový modul.

Po výmene batérií založte horný kryt a zaistite ho skrutkami

Upozornenie!

 

Použitý laser je Triedy 2.

Môže spôsobiť poškodenie zraku pri priamom pohľade do lúča.
 

Preštudujte si príslušnú vyhlášku:

https://www.bezpecnostvpraxi.sk/odborny-clanok/odborne-usmernenie-hlavneho-hygienika-sr--postup-pri-kategorizacii-prac-s-laserovym-zariadenim-a-zariadenim-vyuzivajucim.htm

Pri práci s laserom dodržujte príslušné bezpečnostné predpisy!

Lasery nepatria do rúk deťom na hranie!

Autor článku nezodpovedá za prípadné zranenia, ujmy na zdraví alebo škody spôsobené počas konštrukcie alebo používania popisovanej pomôcky nepozornosťou, neodbornou manipuláciou alebo porušením príslušných bezpečnostných predpisov.  

Martin Janček, 3.7.2024

 

Na stiahnutie

• 3D model laser-krabicka.stl
• 3D model krytka.stl