Выбор световой схемы LCD принтера

Подписаться на 3Dtoday
ajsn
Идет загрузка
Загрузка
31.01.18
3920
87
печатает на KLD-LCD-1268-A1
Техничка
23
Статья относится к принтерам:
KLD-LCD-1268-A1 Wanhao Duplicator 7 (D7) Wanhao Duplicator 7 PLUS
Фактически, это продолжение темы http://3dtoday.ru/blogs/ajsn/another-aka-instrumental-evaluation-of-the-lcd-screenprinter/ Сразу же хочу поблагодарить Романа (aka pl32) за правильную наводку в той теме на правильный УФ светодиод.

После покупки принтера KLD-LCD-1268-A1 сразу стало очевидно, что с равномерностью освещенности экрана все плохо. Непонятно было, насколько плохо. Выяснилось, что хуже не бывает - и это в нынешнем виде сокращает реальную область печати 3Д принтера до квадрата со стороной 30...40 мм всего лишь.
Конкурентом моего принтера на рынке является Wanhao Duplicator 7 - c такой же отвратительной световой схемой.
Правильнее было бы говорить об отсутствии таковой.

Главные требования при конструировании световой схемы определил так:
- равномерность засветки экрана
- перпендикулярность к плоскости экрана падающих на него лучей светового потока
Сопутствующие критерии:
- минимизация потерь светового потока
- увеличение энергии светового потока
- увеличение освещенности
Последний критерий:
- стоимость модернизации
Если чего упустил, буду признателен за дополнения.

Первой мыслью было поставить большую коллиматорную линзу кварцевого стекла с потерями в диапазоне 365-405 нм не более 3%. И диаметром не менее 140 мм, по длине диагонали экрана.
Источником света имеем такой сдвоенный диод на 20 Вт.
d6f81fc369df79ef91bd604f687de7a7.jpg
Прикинув прохождение лучей выяснилось, что этот источник УФ надо опускать минимум на 150-200 мм, чтобы хоть как-то его можно было считать точечным - для получения на выходе коллиматора параллельного пучка света. А такого места нет в корпусе, и ставить корпус на высокие дополнительные ноги как-то не гламурно.
Кроме того, выяснил у производителей у нас и в Китае, что такая линза будет стоить 150-200 долларов.

Вторая мысль - неужели никто не озаботился раньше меня этой проблемой? Полез лазить по известному китайскому сайту, и по слову "коллиматор" нашел кучу предложений такого типа.
dd57aefc29553454a090942cabd0046a.jpg
Сразу же смутило наличие рефлектора - из этих зон лучи только чудом могли собраться в параллельный пучок. Стал искать информацию по геометрии этих китайских линз, по световому потоку после них - он оказался в лучшем случае 60 гр., и никакой не параллельный.
Почему китайские друзья употребляют для такой оптической схемы слово "коллиматор" - не понимаю. В оптике такая штука называется конденсор.
Вдобавок, потери в этом, как они называют, "линзовом стекле", сделанном, наверно, из обычного акрила, составляют, по разным источникам, 9-15%. Пришлось идти за новой мыслью.

Мысль оказалась такой - поставить маленькие источники света равномерно по всему полю экрана.
Коллиматор делать не из китайских линз (которые не коллиматорные, а конденсорные) - а простейший, ячеистый. С ячейкой или в виде соты, или в виде прямоугольника. Преимущества - нет потерь прохождения лучей, высотой ячеек можно регулировать угол излучения каждой ячейки.

Первыми кандидатами были SMD 3528 диоды, и трехваттные.
SMD 3528 пришлось бы паять 500 штук, стало грустно. Да и угол излучения 120 гр., что совсем плохо. большие потери. И совершенно не понятно, как отводить тепло от этого массива светодиодов.

Трехватные получше. Пришлось бы покупать дополнительный блок питания ватт на 150, паять драйверы для цепочек светодиодов, придумать схему сопряжения драйверов с платой контроллера из принтера, ставить серьезный радиатор с вентилятором для отвода тепла. Но расположить их с мелким шагом не получится из-за приличных собственных размеров, значит останется значительная паразитная ХУ засветка.

И тут, о чудо, Роман (aka pl32) обратил внимание на обычные светодиоды диаметром 5 мм, о которых я по глупости совершенно забыл.

И пошло, поехало.
Ниже сравнительная табличка характеристик УФ светодиодов для сборки распределенного источника света.
54954d497049cc0178dd509fb7d31fde.jpg
По ссылке, которую дал Роман, угол излучения УФ диода 20 гр. У остальных продавцов и производителей - 30 гр.
Полез в загашник, и нашел у себя в точности такой диод, но белого свечения. Решил проверить на нем световые характеристики.
Еще пара заходов в загашник, и получился такой стенд для измерений.
d3f6301bc231ea7ff0f8eab21338a540.jpg
Все компоненты надежно зафиксировал силой тяготения.
Точность измерений теперь гарантирует, как видите, Carl Zeiss Jena.
Микрометрический стол имеет перемещение на 25 мм по Х и У.
В стойке в красной пластмасске зафиксирован светодиод, на расстоянии 35 мм от сенсора смартфона.
eaf913e9468cd05d97a3c18ed8e17805.jpg
А вот идет процесс измерения. Кстати, видны, какие сенсоры включены на запись результатов измерений.
f3deb3f021268f8bbc6d6d4fa88f65cb.jpg
Измерил 13 серий с шагом 1 мм от края до центра, по 25 точек в каждой серии с шагом тоже 1 мм.
Измерения проводились примерно 40-50 мин. За это время светодиод почти не нагрелся. Еле-еле на ощупь.
Результаты.
fa5fea69998fe94d00abf8c334993d34.jpg
6822f9b89e5484d898bc5d4d91dde0b1.jpg
Результат очень обнадеживающий - на уровне о.5 железные 30 гр. излучения.

Освещенность в пике от такого маломощного, всего 0.06 Вт, источника света составила бешеные 20000 лк. Это конечно белый свет, полный видимый спектр. Если для УФ освещенность упадет в 10, или даже в 15 раз, и если LCD экран принтера задержит еще 10-20%, все равно останется более 1000 лк. Это в 7 раз выше, чем нынешняя освещенность экрана принтера !!!
Надеюсь, удастся существенно сократить время экспозиция слоя. Будем смотреть на практике.

Так выглядит диаграмма излучения в трехмерном виде.
039cd770688e924c369727122122d619.jpg
Теперь обрезаем излучение ячейкой размером 6х6 мм. Теряем порядка 60% излучения, но освещенность в центре, естественно, при этом не изменилась.
072094325cf017cee7ac10fd28ffa12f.jpg
Ячейка квадратная. Просто не удалось придумать, как сделать ручками шестигранные соты без кривой геометрии. Если кто знает способ, был бы очень признателен.

Очень технологично и точно светодиоды можно смонтировать на фольгированный стеклотекстолит. Ножки светодиодов ни в коем случае не откусываем после пайки - это "естественный" отличный медный радиатор, отводящий тепло.
7813c597a9580752f23de6ca2851447e.jpg
И так монтируем ячеистый коллиматор.
5f16d0edcfcc3b13e64f90b883e9696f.jpg
Сначала думал делать ячейки из очень хорошего алюминия от пивных банок, у них толщина 0.1 мм. Но с учетом общей мощности осветителя всего 15 Вт, КПД светодиодов не более 30% - сдувать с ячеек потребуется всего 3 Вт, при очень большой собственной площади ячеек. Думаю, можно обойтись обычной мелованной тонкой бумагой, окрашенной черной акриловой краской из баллончика. Этот материал традиционно используется в светотехнике с конца 19 века.

Еще один бенефит - не придется переделывать схему питания диодов. а можно будет просто подключить их к имеющейся на плате управления схеме.

В общем, несколько дней назад закупил 1000 шт. таких диодов. Правда не по 10 руб. в Чип и Дип, а по 87 копеек. Надеюсь, через 3-4 недели диоды приедут и можно будет модернизировать принтер.

Имеются диоды такого типоразмера и с длиной волны излучения 365 нм. Как бы из ничего имеем прирост энергии излучения в 20%.
И здесь говорили, что проницаемость смолы резко падает с уменьшением длины УФ, и при 365 не превышает 50 мкм. Понятно, это важно в борьбе с паразитной засветкой по оси Z, помимо основного способа - введением пигментов в состав смолы.
Поделитесь, пожалуйста, информацией на эту тему, у кого она есть.

Спасибо за внимание.
Буду очень признателен за любую конструктивную критику!!!
Подписаться на 3Dtoday
23
Комментарии к статье

Комментарии

31.01.18 в 23:58
2
Офигеть!
Спасибо.
Как раз пробую вникнуть в эту тему. Знаний нет, но главное есть желание. Если сил хватит, то можно достигнуть успеха.
А что Вы скажете вот про такие светодиоды..............ТУТ..............?
Я не сильно разбираюсь в теориях..........но уже заказал.
Буду пробовать сделать матрицу.
01.02.18 в 00:14
4
........ТУТ..........
Эх, чуть-чуть промахнулись - эти с короткой линзой, у них угол излучения 120 гр., насколько помню. В принципе, сгодятся, просто потери излучения будут побольше. Но все равно. их требуется 220 штук, а не 100.
Я покупал тут
01.02.18 в 00:22
2
Эх, чуть-чуть промахнулись
Я думал, если промахнусь, то сделаю из них камеру для до.....засветки!
Спасибо за информацию.................!
Не бросайте это дело и делитесь информацией.
Я очень хочу понять и изучить эту технологию и собрать свой принтер!
У которого не будет "болячек" от Wanhao"
01.02.18 в 00:32
5
Следующий выход в эфир с уже готовым экраном, наверно :)
Правда сейчас активно общаюсь с производителем СontrolBoard и слайсера из Китая, если будет интересная инфа, отпишусь.
01.02.18 в 00:49
2
Следующий выход в эфир с уже готовым экраном
Очень обнадёживающая информация.
Спасибо.
03.02.18 в 17:50
0
395-400 будет большой облом. Нужны 405. По ходу 394-400 матрица режет. Пробовал.
03.02.18 в 18:32
0
Именно диапазон 394-400, или всё, что ниже 400?
31.01.18 в 23:58
0
Про дозасветку писал немного у себя.

УФ-диоды - похоже - те же, и они существуют на самоклеющейся ленте - Вы можете их "сплести" в лукошко.

Вот - топики:
http://3dtoday.ru/blogs/ski/exclusive-jewelry-or-a-quick-repair-as-the-satisfaction-of-his-beloved/http://3dtoday.ru/blogs/ski/learn-3denglish-102-synergy-holistic-fdm-and-sla-for-evergreen-nnnn-or/
Вы можете тестировать "по капле" - даже не собирая всей матрицы.

Я бы даже попробовал и не паять, а коммутацию производить керамическими патронами для галогенок, которые нехило греются.

Вот они - в небольшом ассортименте - а я - про маленький - чёрненький, не знаю его точного типа:
ba65ec0bb6481005276eee6efbfffa52.jpeg
01.02.18 в 00:17
1
Про дозасветку
Пост не про дозасветку, а точно наоборот
коммутацию производить керамическими патронами для галогенок
Да, блямба диаметром 20 мм - это совсем маленькая точка.
01.02.18 в 09:22
4
Я когда-то делал УФ лампу на светодиодах 5мм для засветки фоторезиста. Это нужно было для изготовления простых печатных плат в домашних условиях. Выбирал между светодиодами 30 град и 120 град. Так как фоторезист обеспечивал точность до 50 микрон, то не стал заморачиваться с параллельными лучами, да и фотошаблон был на плёнке, которая рассеивала свет перед засв ечиваемым рисунком. Ещё светодиоды с 30 град предётся выравнивать, чтобы лучи равномерно покрывали площадь засветки.
Лампу сделал из фанеры. Распечатал на бумаге расположение светодиодов и приклеил её к фанере. Просверлил 5мм отверстия и вставил светодиоды. С обратной стороны по капле клея на светодиод и потом подогнул выводы и распаял их. Там же припаял резисторы токоограничивающие из расчёта три последовательно соединённых светодиода на 12в. Лампа формата А4. Покупал пачку из 500шт светодиодов на две лампы. Сделал только одну лампу и точно не помню, сколько светодиодов было 220 или 240 шт.
А вот почитал пост и задумался о том, что лампа для принтера у меня уже есть, осталось экран найти...
01.02.18 в 09:59
1
Там же припаял резисторы токоограничивающие из расчёта три последовательно соединённых светодиода на 12в.
Если не трудно расскажите немного подробней про это соединение.
Спасибо
01.02.18 в 10:43
5
Есть табличка:

82091abaeead66f0806f2fdf8e16317a.png


Смотрим падение напряжения на диоде при прямом включении (это когда он светится) "Forward Voltage" и берём худший вариант, это максимальное значение 3.2V. Три диода последовательно это 3.2 * 3 = 9.6 V это падение напряжения на трёх светодиодах. Источник питания со стабилизацией по напряжению на 12V - разницу напряжения нужно "погасить", т.е. рассеить в тепло резистором. 12 - 9.6 = 2.4V.
Ток светодиода номинальный (в таблице строка "Current") 20 mA. Чтобы "потерять" 2.4V при токе 20 мА (0.02A) нужен резистор с номиналом 2.4 / 0.02 = 120 Ом. Мощность, рассеиваемая резистором 2.4V * 0.02A = 0.048 Вт - тут подойдёт резистор с максимальной рассеиваемой мощностью 0,125 Вт (самый маленький с выводами).
Получаются цепочки 1 резистор 120 Ом + 3 светодиода последовательно на 12В. Все такие цепочки соединяются параллельно.
Если БП на 24В, то 1 резистор 82 Ом + 7 светодиодов.
Можно ток немного увеличить, уменьшив резистор, мощность светодиода будет больше, но срок службы будет меньше. Если считать, что срок службы светодиода при номинальных режимах (ток и температура) примерно 50000 ч, такая лампа прослужит очень долго.
01.02.18 в 11:00
3
(это когда он светится) "Forward Voltage"
Вообще-то, эту табличку я составлял, ручками )))
Значения слов, которые я записывал в табличку, вроде бы понимаю )))
01.02.18 в 11:09
2
Спасибо!
Очень подробно и доступно.
01.02.18 в 10:45
3
для засветки фоторезиста.
Для засветки фоторезиста уже много лет использую черную Camelion. Хороша тем, что излучает диапазон 365-450 нм, и мощность 26 Вт. Рефлектор из вскрытой вдоль литровой банки из под пива. Очень надежная конструкция из одного провода и цоколя Е27.
d2d1ef5576274284444ab2cf125307c3.jpg
7cd7823082c1dc162ba070c94366adca.jpg

фотошаблон был на плёнке,
И если фотошаблон стороной печати размещать к печатной плате, прижать акриловым стеклышком, никакая параллельность не требуется:)
Плату светодиодов буду делать ЛУТом, она односторонняя будет.


резисторы токоограничивающие из расчёта три последовательно соединённых светодиода на 12в.
Я пока не измерял, сколько вольт выдает драйвер светодиодов с ControlBoard принтера (диоды приедут, тогда и буду мерить и вольты, и освещенность от новых диодов).
Судя по "родным" светодиодам, там должно идти 24-28 вольт. Поэтому цепочки будут из 7 - 8 светодиодов и токоограничительного резистора (smd 0805, неохота сверлить дырки под выводные резисторы). Как Вы, уверен, понимаете, все это легко разводится на плате :) и обеспечиваются точные посадочные места под диоды.
Точный расчет буду делать, померив ручками характеристики новых диодов.
Еще наверно, надо будет сделать маленькие отверстия в плате для обеспечения движения воздуха для теплоотвода.
01.02.18 в 10:51
1
И если фотошаблон стороной печати размещать к печатной плате, прижать акриловым стеклышком, никакая параллельность не требуется:)
Вакуумный пакет из телемагазина прижимает куда лучше... И гарантированно фотошаблон не сдвинется 8)
01.02.18 в 11:12
2
Вакуумный пакет
А вакуум чем делаете? Я в свое время в это уперся, сейчас прижимаю стекляшки с двух сторон металлическими прищепками для бумаг.
01.02.18 в 11:32
3
Я раньше когда в пакетах делал вакуумировал пылесосом, сейчас у меня маленький стенд вакуумирую переделаным компрессором для аквариумов.
Вот мое видео с пылесосом 6 летней давности https://youtu.be/ZF3Jn-4KHiM?t=120
По фотошаблону сейчас перешел на фотовывод, стоит копейки делают в большинстве печатных контор и тех которые занимаются шелкографией.
01.02.18 в 11:37
2
А вакуум чем делаете?
Раньше делал пылесосом....
Теперь - давно этим не занимаюсь... но думаю современные пылесосы справятся не хуже совдеповских.
01.02.18 в 11:38
3
И если фотошаблон стороной печати размещать к печатной плате, прижать акриловым стеклышком, никакая параллельность не требуется:)
Так и делал, поэтому выбрал светодиоды 120 град.

Тоже рассматривал вариант УФ лампы из Cemelion, но исключил из следующих соображений:
  • 220 V не хотелось использовать в этой установке, т.к. планировал сделать её автоматической с таймером. Да и безопаснее с 12V.
  • Срок службы лампы намного меньше, чем у светодиодов и со временем мощность заметно падает, что привело бы к необходимости регулярно корректировать время засветки фоторезиста.
  • Время разогрева лампы намного больше, чем у светодиодов (у них просто отсутствует время разогрева).
Честно скажу, что в итоге я не доделал свою установку для засветки фоторезиста, т.к. простых плат делал мало и обходился одной лампой. Планировал делать одновременную засветку платы с двух сторон, поэтому ламп должно было быть две.
01.02.18 в 15:14
1
Теперь я понял, почему мне эта банка понравилась и я не стал ее выбрасывать )))
05.02.18 в 21:25
0
неохота сверлить дырки под выводные резисторы
Тоесть 200+ ногастых светодиодов засверливать норм, а 20+ резисторов к ним уже лень?
05.02.18 в 22:00
0
ногастых светодиодов
Альтернативы диодам нет, а резисторам - есть )))
05.02.18 в 22:56
1
А если в качестве основы взять паечную макетную плату, то сверлить ничего не надо.
05.02.18 в 23:58
0
Лудить проводочки и делать навесной монтаж? Проще всего имхо вытравить плату.
06.02.18 в 07:37
0
Неплохая идея...
06.02.18 в 08:24
1
Вот такого должно хватить.
1380099d3e9585143ba9f1747204e933.png
06.02.18 в 11:34
0
И представьте себе, что все соединения делаются навесным монтажом. Помимо жуткой трудоемкости (зачистить и облудить 400+ проводочков - я писал выше) - что будет с надежностью?
Макетка - она для макетов, не для изделия.
01.02.18 в 09:40
4
Спасибо за статью!
Очень подробно и поучительно...
С нетерпением буду ждать, что же получится в итоге... хотя уже сейчас ясно - что лучше, чем то, что имеем...

PS. Вообще-то эти светодиоды предлагал Vortex-3D , я просто его процитировал в нужном месте и в нужное время...;)
01.02.18 в 11:05
2
светодиоды предлагал Vortex-3D
Спасибо за уточнение )))
Михаилу Южакову (aka Vortex-3D), конечно, тоже благодарен.
Для меня в этой ситуации удивительно, насколько я был зашорен на поверхностный монтаж светодиодов. Хотя работал с выводными диодами раньше и в ТОЧНОСТИ такой диод, который требуется, просто достал из загашника.
01.02.18 в 11:44
1
http://www.klaster-plus.ua/shop/videonablyudenie/dopolnitelnye-komponenty/ik-prozhektory/
Перепаиваем ик на уф и у нас готовое решение.
01.02.18 в 11:58
1
1. А смысл?
Не проще ли купить точно такой же УФ-прожектор?
2. А вы уверены, что размеры подойдут?
01.02.18 в 12:07
1
не видел в широкой продаже уф светильников, вот ик полно как подсветка в видео и охранных комплексах, про размеры надо смотреть, но если делать принтер самому то подобрать думаю можно. Из плюсов светильников у них как правило нормальный теплоотвод сделан.
01.02.18 в 12:18
0
Их очень много и разных..
С точки зрения "мозгов" нам лучше подходят те, что для дискотек - там встроенный драйвер...
например такой
http://audio-video.ru/catalog/svetovoe-oborudovanie/klassicheskoe-svetovoe-oborudovanie/ultrafiolet/led-shadow
Модно найти разных размеров и разной мощности и разной длинны волны - от 390 до 405 нм.
Вопрос в том, насколько оно подойдет...
Готовое решение...
Может свое - будет проще и лучше...
01.02.18 в 13:35
0
не видел в широкой продаже уф светильников
Смотрите светодиодные лампы для сушки акриловых ногтей. Пример использования для фоторезиста:
https://mysku.ru/blog/aliexpress/54095.html
01.02.18 в 12:01
0
Не продавите Вы 365нм через дисплей, полярики просто не пропустят, там до 400нм толком ничего не проходит, а у нас 2 слоя. Я проверял)
01.02.18 в 12:24
1
У светодиодов спектр излучения не совсем как "шпилька", просто указывают длину волны на которой максимальная мощность излучения. По идее, для светодиода со сдвинутым немного спектром, время засветки увеличится и печать будет слишком долгой.
01.02.18 в 12:54
0
Внизу поста автор рассуждает про 365 нм светодиоды, я ответил что нет резона ибо все что <400нм до смолы не дойдет. Даже если смола и будет реагировать на свет то только за счет остатка >400 но тогда КПД копеечный.
01.02.18 в 14:40
0
про 365 нм светодиоды

А Вы где-то публиковали результаты Вашего исследования?
01.02.18 в 15:19
0
Да, еще в 14-м году http://roboforum.ru/forum107/topic14654.html :)
01.02.18 в 15:27
0
Большое спасибо! Поизучаю...
02.02.18 в 09:05
0
Да, еще в 14-м году
Поизучал Вашу тему. Как то плохо всё с 365 нм. Думаю, все же прикуплю хотя бы 1 штучку такого диода - очень хочется наступить тоже на эти грабли.
03.02.18 в 18:27
0
Очень как шпилька, я замерял
05.02.18 в 11:10
0
А какая ширина "шпильки" по 0,5 от мощности излучения?
Я точно не знаю, но думаю что 30-40 нм покрывает.
05.02.18 в 11:37
0
Таких данных не встречал.
Вообще ширина излучения с 10% отсечкой 405 нм светодиода составляет 395-425 нм (т.е. на волне 395 и 425 нм мощность излучения составляет 10% от максимума на 405 нм).
01.02.18 в 15:53
0
полярики просто не пропустят
А вы уверены, что в дисплее у "НАШИХ" принтеров есть этот светофильтр?
Если я правильно понимаю схему доработки дисплея - все ненужные пленки и светофильтры удаляются....
01.02.18 в 21:16
2
Увы но без поляризационных пленок LCD дисплей не сможет выводить картинку, так что они у "НАШИХ" принтеров есть.

Админы, добавьте плиз в список принтеров Mikromake L2, а то я не могу стать "СВОИМ" :)
01.02.18 в 12:34
0
Сейчас появился большой выбор УФ светодиодов, в том числе и в виде сборок (они и стоят в принтерах).
Вот как вариант: AliExpress UV-LED выбираете нужную длину волны и мощность.
Берёте большой радиатор, который будет основанием принтера и пачку УФ-светодиодов прикручиваете, драйвер светодиодов + блок питания мощный. Время засветки сократится в разы и получите скоростной 3D-принтер... Но тут другие проблемы решать придётся, типа паразитная засветка, перегрев экрана и т.п.
01.02.18 в 12:43
1
Вы вообще за темой следили? авторы пытаются от таких светодиодов уйти, так как они дают неравномерный поток и очень широкий угол. именно поэтому нужны 5 мм светодиоды , у них фокусирующая линза 30* против 120 предлагаемых Вами.
01.02.18 в 12:48
0
Автор хочет поставить коллиматор ячеистый:
Коллиматор делать не из китайских линз (которые не коллиматорные, а конденсорные) - а простейший, ячеистый.

Когда у вас один светодиод по центру, то он бесполезен. Если поставить много мощных светодиодов закрыв всю площадь под коллиматором ячеистым, то получится то, что надо.
01.02.18 в 12:52
0
а как вы собираетесь перекрывать рамку вокруг сборки диодов? зачем тратить впустую свет расходящийся больше чем на 30*?
01.02.18 в 12:57
2
зачем тратить впустую свет расходящийся больше чем на 30*?
Он создает паразитную засветку, снижая разрешающую способность ("точность") принтера.
Чем уже угол падения - тем выше "точность". Если бы удалось направить свет строго перпендикулярно - мы бы получили принтер с "честной точностью" 47 мкм - как у DLP или лазерных SLA.
01.02.18 в 13:16
3
На дешёвых принтерах с LCD экраном паразитная засветка заложена конструкцией. Как не свети через экран, экран имеет стекло или плёнку с жидкими кристаллами.
Свет идёт через воздух, стекло, жидкие кристаллы, стекло и в фотополимер. Свет отражается от поверхности при изменении среды. Поэтому многократно отражённый свет всегда будет внутри стекла - это раз.
Пиксель в экране квадратный, но между соседними пикселями есть зазор и через него проходит свет, в том числе и отражённый внутри стекла - это два.
Поэтому нужно искать золотую середину между качеством и ценой для данной конструкции принтера.
01.02.18 в 14:20
0
а я о чем? я и пишу чтоб использовать линзу в 5 мм светодиоде для фокусировки света который в рекомендуемых SergeyR7 светодиодах тупо будет светит на решетку и нагревать решетку. Сергей же рекомендует поставить несколько таких светодиодов https://ru.aliexpress.com/item/Freeshipping-High-Quality-1PCS-10W-20W-30W-50W-100W-45MIL-UV-395-400nm-LED-purple-light/1807145331.html
а с Вами я Роман абсолютно согласен.
01.02.18 в 13:04
1
а как вы собираетесь перекрывать рамку вокруг сборки диодов?
Про рамку не понял - это корпус или отражатель, который в штатном варианте с одним светодиодом в центре?

зачем тратить впустую свет расходящийся больше чем на 30*?
КПД светодиода явно меньше 10%, остальные 90% идут в тепло, а не в свет. Просто всё излучение, что за пределами 30* будет тоже нагревать коллиматор.
01.02.18 в 14:36
1
КПД светодиода явно меньше 10%

Современные светодиоды имеют КПД 30-35%. Есть и плохие, с КПД 15-30%.
01.02.18 в 12:51
0
А в какой программе строятся такие наглядные графики???
В какой нибудь математической?
01.02.18 в 13:31
1
Подозреваю, что Zemax и подобные ;)
01.02.18 в 13:40
0
Zemax и подобные
Не думал, что существуют программы для расчёта оптики!
Хотя сейчас наверное уже не осталось таких технологий, где не создали специальные прогаммные продукты.
01.02.18 в 14:33
2
в какой программе строятся такие наглядные графики???
Это обычный Эксель, без изысков.
существуют программы для расчёта оптики!
Я использую для расчетов COMSOL Multiphysics - мощнейшая программа. Там есть блоки механики, оптики, электроники, звука. Это те, которыми я пользуюсь. И еще куча. Так что рекомендую.
Но для этой темы не использовал эту программу, и так достаточно точно все видно.
01.02.18 в 18:40
0
Это обычный Эксель, без изысков.
А где в эксел, такое делать или это дополнительные модули.
Уже начал пробовать измерять световой поток смартфоном.
У меня вроде чувствительный датчик попался.
01.02.18 в 20:14
1
Вопрос снят
d5cecaefd9ca90a49fef3674390fb217.jpg
05.02.18 в 21:38
0
А где в эксел, такое делать или это дополнительные модули.
Можно я процитирую это тут?
XXX: слушай,подскажи где в ворде делается график
YYY: график в ворде делается в экселе
© bash#393272
01.02.18 в 15:19
2
Есть нюанс у подобных светодиодов, но это лучше уточнить где-то у производителя...
Ось пика свечения идет не вдоль геометрической оси цилиндрического корпуса светодиода, а с отклонением то ли 5, то ли 15 градусов от нее, из-за особенности расположения кристалла в корпусе светодиода между контактами. Поэтому возможно придется думать, как придется компенсировать этот наклон.
01.02.18 в 20:47
0
а к чему столь жутко сложный колхозинг? прожектор УФ + линза френеля
далее берем на день в аренду люксометр и простреливаем с шагом в сантиметр и вносим правки в светопропускные значения матрицы
далее перепроверяем и радуемся.
02.02.18 в 08:46
1
к чему столь жутко сложный колхозинг? прожектор УФ + линза френеля
Боюсь прожектор + френель будет еще более жутким колхозингом...
Ибо нужный прожектор надо еще найти, и его все равно надо как-то крепить в корпус, то же касается и френеля... Неизвестно какого качества будет печать на границе "полос" френеля...
Неизвестно, какой высоты получится такой "бутерброд", но очевидно, что корпус придется поднимать.
Неизвестно насколько равномерной и перпендикулярной будет засветка, но очевидно, что для равномерности и перпендикулярности придется брать не более половины светового потока в центре, а все остальное - отсекать...
далее берем на день в аренду люксометр и простреливаем с шагом в сантиметр
1. И где взять люксметр с маленьким сенсором ? Марку не подскажете? И чтобы он измерял 405 нм без серьезной потери чувствительности...
2. Шаг в сантиметр для оценки качества засветки - более чем достаточно, а вот для создания маски, я думаю, это слишком грубо,..
01.02.18 в 21:33
3

прожектор УФ + линза френеля
Прожектор должен иметь источник света. Я специально рассказал о негодных источниках, чтобы не было таких вопросов.
Линза Френеля, это всего лишь сокращение фокусного расстояния по сравнению с обычной линзой. Учитывая размер единичного источника, например диода 50-100 Вт, сократить возможное фокусное расстояние даже с линзой Френеля не получилось (все равно как минимум 150 мм должно быть), а требования соответствия источника точечному остаются, естественно.
вносим правки в светопропускные значения матрицы
Маска - это потери в никуда и ни за чем.
Проще сделать засветку равномерной.
02.02.18 в 09:49
3
Хочу добавить про светодиоды узконаправленные. Я использовал ИК светодиоды с углом 10-15 градусов. Нужно было луч сделать узким и плоским. Так вот, такие светодиоды после монтажа приходится корректировать, чтобы они светили куда надо. Если подгибать нужно вдоль линии, проходящей через оба вывода, то это просто, а если всторону одного из выводов, то приходится нагревать вывод паяльником и двигать в отверстии. Если светодиоды впаять по самое не балуйся, т.е. корпус упрётся в плату, тут вообще не получитя регулировать. Лучше оставлять 10-15мм от платы до корпуса светодиода, чтобы можно было подгибать в любую сторону.
02.02.18 в 10:49
2
Лучше оставлять 10-15мм от платы до корпуса светодиода
Спасибо за технологический совет!
Вдобавок к этому планирую собрать суперстенд из 2 дырок :) и провести на нем тестирование всей партии светодиодов - рассортировать по мощности излучения при постоянном токе и по направленности оси излучения.
02.02.18 в 13:53
1
рассортировать по мощности излучения при постоянном токе
Вот это правильно. Особенно, если светодиоды китайские.
Можно конечно сделать дорогой вариант, как для светодиодных дисплеев делают - специальные микросхемы-драйверы для светодиодов с программной регулировкой яркости каждого светодиода. Раньше, такие драйвера были на 8 или 16 светодиодов. И при калибровке экрана для каждого светодиода настраивают яркость (программно).
02.02.18 в 14:49
0
такие драйвера были на 8 или 16 светодиодов
Есть парочка на 16 штук от NPX. Но всего парочка.
02.02.18 в 12:35
3
Еще раз о корректности использования смартфона для измерения освещенности.
Благодаря настойчивым пинкам уважаемого Романа (aka pl32) в сторону TSL2561, внимательно полазил по ДигиКею и даташитам, и обнаружил тот светодиод, который стоит в моем Самсунге - TSL4531, той же фирмы ams, что и TSL2561.
Размер сенсора примерно 0.2х0.2 мм - это черный маленький квадратик на моих микроснимках, а не вся поверхность чипа.
Чувствительность на 400 нм примерно 10% от максимальной, но зато полный порядок с углом зрения и главное - линейный цифровой выход от темноты до максимума. Диапазон 0 - 65535 (2^16). Получается, именно эти показания и транслирует на экран смартфона программка.
Напомню интересный факт - от маломощной лазерной указки 405 нм этот сенсор зашкаливает! При чувствительности 10% от максимума!
Так что предложение Романа использовать TSL2561 для УФ люксметра не просто хорошее - отличное.
Прикинул даже блок-схему: в отдельном корпусе Д3 мм, длинной 15-20 мм сам сенсор, потом совсем маленькая коробочка, висящая прямо на проводе с конвертором из I2C в USB, и подключение к компу. Обработка измерений, запись логов, управление самим сенсором - маленькая программка на компе.
Затраты - TSL2561 около 100 р., 8-ми битный МК с обвязкой - 250 р., провода в помойке найдутся. Это не 540 баксов.
Зачесались руки сделать такую штуку :):):)
02.02.18 в 13:05
0
Так что предложение Романа использовать TSL2561 для УФ люксметра не просто хорошее - отличное.
JДык, это не мое предложение... Я просто не помню, кто это первым предложил... А я просто проверил все модули, которые здесь предлагали и обнаружил, что из модулей для ардуинки - только он и подходит...
Вероятно потому, что не для нее разрабатывался....;);)
Зачесались руки сделать такую штуку
Будем ждать результата....
02.02.18 в 13:50
2
Месяц назад экспериментировал, создавал равномерный источник для WD7. На макетной плате расположил 300 светодиодов (на картинке видно) диаметром 3 мм с углом луча 120.
8284408016957aa28b259b43a62a2ec6.jpg
493ab97e5315de88e100c5c5e8fa9d69.jpg

Но возникло куча вопросов связанных с неточностью сборки "на коленках" и моей неграмотностью в электрических схемах.
Во первых на такой макетной плате невозможно выставить светодиоды идеально ровно, неизбежно появляются более яркие или тусклые пятна.
Во вторых яркость у диодов в принципе не одинакова, как выбрать с одинаковой яркостью (без сложного оборудования) я не представляю.
В третьих (когда я худо-бедно вручную выровнял и провел тестовую печать) я заметил, что по краям всё равно освещенность падает (где-то на 8-12 мм от края).

Из плюсов, которые успел заметить на тестах:
- суммарно мощность световой панели раза в 2-3 больше, чем установленный светодиодный чип.
- гораздо бОльшая площадь освещена равномерно.
- почти не греется даже при увеличенной мощности, вентилятора сбоку вполне хватало.
02.02.18 в 14:13
0
Спасибо за информацию... Очень интересно и поучительно.
то по краям всё равно освещенность падает (где-то на 8-12 мм от края).
Чтобы освещенность по краям была такая же, как в центре, надо делать сборку светодиодов больше LCD матрицы.
02.02.18 в 14:58
1
Чтобы освещенность по краям была такая же, как в центре, надо делать сборку светодиодов больше LCD матрицы.
И это зависит от расстояния до экрана и угла диаграммы направленности светодиода, т.к. в точку на экране напротив каждого светодиода светят соседние в его область из-за их широкого угла. Если посмотреть на светодиод в центре матрицы, ему "помогают" все светодиоды в радиусе 2-3 штуки светодиодов. Или другими словами, светодиоду в центре, помогают 10 соседних (вокруг) светодиодов. А светодиоду с краю помогают только половина, т.к. он крайний.

Ещё добавлю, если увеличить размер такой лампы на правильное количество светодиодов, то отражатель ставить нельзя. Нужно ставить черный бортик по периметру, чтобы не было паразитной засветки по краям - как правильно заметил ajsn.
02.02.18 в 14:52
0
И еще у Вас не видно коллиматора, и непонятно, зачем Вы оставили жестяной кожух - он только создает паразитную засветку.
02.02.18 в 15:38
1
Да, я понимаю, что нужно было увеличить размер поля, у меня даже была схема на которой я рассчитывал перехлёсты лучей соседних светодиодов. Когда я увидел, что конструкция собранная из имеющихся в наличии монтажных плат очень громоздка, и просто не вмещается в корпус, я прекратил эксперименты.
Жестяной кожух как раз был нужен для того чтобы компенсировать недосветы по бокам (в идеале отраженные от него лучи компенсировали бы недосветы, но видимо потери на отражениях больше)
А коллиматор я и не планировал делать, не то чтобы не додумался. Мне показалось, что эта решетка нужна в основном для выравнивания самих диодов, не думал, что нужно отсекать боковой свет. В общем до создания коллиматора я недоэкспериментировался.
Будет побольше времени (научусь паять) попробую собрать светящуюся панель еще раз.
02.02.18 в 15:02
1
Поделюсь своей лампой (не для 3D принтера).

193d51092ebd61205f3ca14c5a1fe862.jpg


618126468aa1ac328847a774dab953d4.jpg


7914982c237aa5e12007be3fb0a71489.jpg


c2e26fa810254358c2e584f2970e7f34.jpg


95f7273d46c3e55a0eacaf8284aa0703.jpg


ba8d5ca1c90f8dcca25271cee74e5391.jpg


Мощность лампы (по потреблению) 14 Вт
02.02.18 в 15:31
1
На мой взгляд, фанерка совершенно лишняя. Но в ней можно сделать отверстия по углам, и вкрутить шпильки - получатся ножки с регулировкой по высоте.
02.02.18 в 16:05
0
Но в ней можно сделать отверстия по углам, и вкрутить шпильки - получатся ножки с регулировкой по высоте.

Спасибо за идею, про ножки я тогда не догадался - подкладывал по краям коробки от CD дисков.
05.02.18 в 15:18
0
По поводу конструкции коллиматора ,а что если на каждый диод надеть кембрик или термоусадку ?
05.02.18 в 16:24
1
У них толстые стенки, они кривые. Кроме того, шаг размещения диодов чуть больше диаметра диодов - и в промежутках освещенность будет обеспечиваться за счет боковой засветки, с которой мы должны бороться. А здесь придется ее специально оставлять.
10.02.18 в 22:33
1
У буржуинов нашел подобную конструкцию (в конце ролика) https://www.youtube.com/watch?v=uhGwFF9nYvw
Думаю как и в ролике стоит печатать коллиматор на 3d принтере, т.к. у светодиода в основании есть поясок толщиной от 0,3 до 0,5мм (в зависимости от марки и модели), поэтому в любом случае между диодами будет расстояние от 0,6 до 1 мм, напечатать соту со стенкой такой толщины LCD принтеру не составит труда.
11.02.18 в 12:55
1
Внизу сот место есть, а наверху - нет.
И высота коллиматора должна быть 35-50 мм, чтобы обеспечивалась параллелность лучей в пределах 5-7 гр. при размере сот 6 мм, а в ролике сортношение размера сот к их высоте чуть меньше 1 (на взгляд) - т.е. угол лучей чуть меньше 45 гр., пускай даже 35
Итого 35 +35 = 70 гр. - непонятно, зачем вообще такая решетка нужна.
Или автор ролика такую штуку где-то подсмотрел, а для чего она и как работает - не догнал.
12.02.18 в 09:25
0
1. А почему вы решили, что колиматор напечатан на LCD-принтере? расположение слоев указывает на принтер с большей областью печати, чем LCD, а ярковыраженная слоистость говорит скорее за FDM, чем за фотополимерную печать.
2. Конструкция не подобная - там светодиодная матрица занимает только центральную часть, а коллиматор явно взят с другой конструкции - у него 8 рядов ячеек, а на матрице только 4 ряда светодиодов.
3. Если печатать коллиматор на принтере - нет смысла печатать квадратные ячейки. Вполне можно напечатать шестиугольные. И стеки вполне можно печатать не прямые, а сужающиеся (внзу - тоще, к верху - утоньшение до 0,3 мм).
23.04.18 в 00:56
0
Ждём продолжения

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Халява для самых внимательных и придирчивых

Медицинский проект HoloDoctor объединяет дополненную реальность и 3D-печать

Formlabs приглашает на вебинар по стереолитографической 3D-печати

Прозрачный куб и пирамида - детские головоломки на 3д принтере

Обзор 3D-принтера WANHAO D9/300: видео

Поговорим об основах?