Evde Denenen Artificial Sunlight Üretimi

Artificial Sunlight Yapımı Projesi

• Proje arka planı

  • DIY Perks'in videosunda 500W LED ve büyük bir parabolik reflektör kullanarak Artificial Sunlight üretildiğini görüp ilham aldı.
  • Daha az yer kaplayan bir tasarım üzerine düşünürken, birden fazla LED ve lens dizisi kullanan yeni bir tasarımı denedi.

• Tasarım fikri

  • Lens dizisini ızgara biçiminde yerleştirip her lense bir LED konumlandırarak yer tasarrufu ve daha kolay ısı yönetimi hedefledi.
  • CAD modelleme, PCB tasarımı ve optik sistemi optimize etmek için Python kodu yazma gibi çeşitli teknikler öğrendi.

• Teknik özellikler

  • Lens: 30mm kare, 55mm odak uzaklığı, 6x6 dizilimle toplam 36 LED kullanıldı.
  • LED: LUXEON 2835 3V, CRI 95+, renk sıcaklığı 4000K.
  • PCB: KiCad ile tasarlandı, JLCPCB'de üretildi.
  • Optik sistem: Işığın paralelliği için 2 lensli sistem kullanıldı.

• Üretim süreci

  • Lensler ve mekanik parçalar CNC işleme ile üretildi.
  • PCB, JLCPCB'de monte edildi.
  • Optik simülasyonlarla en uygun lens formu bulundu ve nihai tasarım belirlendi.

• Sonuçlar ve değerlendirme

  • Proje başarıyla tamamlandı ve Artificial Sunlight etkisi belli ölçüde elde edildi.
  • Işık şiddetinin biraz yetersiz kalması ve lens dizisinin ızgara deseninin fark edilir olması dezavantajlar arasında yer aldı.
  • Gelecekteki iyileştirmeler için daha güçlü ışık çıkışı, daha geniş yüzey alanı ve daha hassas optik tasarım gerektiği belirtildi.

• Sonuç

  • Proje sayesinde PCB tasarımı, elektronik, CNC üretimi ve optik konusunda çok şey öğrendi.
  • Kod tabanlı yaklaşımın avantajlarını deneyimleyerek üretim sürecindeki verimliliği artırdı.
  • Gelecekte sürüm 2 geliştirme ihtimalini açık bırakarak mevcut sonuçtan memnun kaldı.

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• Çok havalı. Ben Innerscene'in CEO'suyum ve ticari yapay gökyüzü aydınlatmaları üretiyoruz. Coelux ht25 modeli yaptığımıza neredeyse birebir benziyor, ancak daha küçük lensler ve daha fazla LED kullanıyor. Yine de elde ettikleri etki hâlâ o kadar da etkileyici değil. Mükemmel paralel ışık elde etmek, lens kenarlarını gizlemek ve gökyüzüne bakışın pürüzsüz ve yapay kusurlardan arınmış olmasını sağlamak için çok zaman harcadık. Sorunun son %10'unun işin %90'ını oluşturduğunu düşünüyorum. Bu sorunu başarıyla çözdük, ancak şu anda çok sayıda pahalı parça kullanıyoruz; bu yüzden maliyeti düşürmek için çalışıyoruz. Innerscene patentlerini ararsanız yaklaşımımızın büyük kısmı açıklanmış durumda. Ayrıca simülasyon ve yazılıma da çok zaman yatırdık

• Bu düzenlemenin (ve yüksek verimli LED aydınlatmaların çoğunun) sorunu, kırmızı dalga boylarının eksikliği. Gerçek güneş ışığı, görünür spektrumun çok kırmızı ucunda (700 nm) ve kızılötesinde önemli miktarda enerji içerir. Bu lamba iki spektral tepeye sahip: yaklaşık 450 nm'de mavi bölgede dar bir tepe ve 580 nm merkezli yeşil bölgede daha geniş bir tepe. Ancak bu yeşil tepe keskin biçimde düşüyor ve kırmızı uçta neredeyse hiç enerji yok

• Gözlerimizdeki renk algılayan koni hücrelerinin üç hassasiyet tepesi vardır. Mavi aralıkta S konileri, yeşilde M konileri ve sarıda L konileri. Beyin kırmızıyı görmek için L konilerini kullanır, ama aslında bunlar 700 nm gibi derin kırmızıya pek hassas değildir. Bu yüzden LED lambaların kırmızı ürettiğini düşünürüz, ama gerçekte çok fazla kırmızı enerji yaymazlar

• Vücudumuz derin kırmızı ışığa duyarlıdır. Mitokondrideki sitokrom buna tepki verir. Cilde kırmızı ışık tutulduğunda şeker metabolizmasının iyileştiğini gösteren deneyler var. Bu da mantıklı, çünkü kırmızı açısından zengin güneş ışığı altında evrimleştik

• Yani bu lamba güneş ışığı gibi görünebilir, ama önemli dalga boyları eksik

• "Yapay güneş ışığı" ifadesini görünce "bu kişinin yaptığı ışığın spektrumunu görmek istiyorum" diye düşündüm. Sadece "CRI 95+" yazdığını görünce hayal kırıklığına uğradım. CRI'ın eksiklerini açıklayan harika bir video var. Bir ışığın parlaklığı ve renk sıcaklığı, aydınlatmanın sadece küçük bir kısmı. Daha fazla insan, kendisine en uygun aydınlatmayı bulmak için spektrum ölçümü yapmaya başlamalı. Arkadaşlarımın sevdikleri/sevmedikleri spektral dağılımlar konusunda çok farklı görüşleri var, ama tercihlerini tanımlayacak ya da aktaracak dil ve deneyimden yoksunlar

• Isı üretimini azaltmak için çoğunlukla LED ampuller kullanıyorum. Ama dünyanın tüm güzel renklerini görebilmek için her zaman biraz akkor/halojen (2400-3000K) ışığı karıştırıyorum

• Gerçekten çok havalı. İç mekânda gündüz seviyesinde ışık sağlayan bir lamba üzerinde çalışıyorum. Aydınlık tarafta 50.000 lümen veriyor

• Cihazı ölçeklendirirken ana ısı sorunu lambanın kendisi değil, güç kaynağının soğutulmasıdır. Cihazı büyütürken bir ATX güç kaynağını değerlendireceğim. Bunlar nispeten büyük, genellikle içinde aktif soğutucu bulunuyor ve 12V'ta yüzlerce watt'ı rahatça sağlayabiliyor. Genellikle gücü açmak için PS_ON kablosunu toprağa bağlamak yeterli oluyor

• DIY Perks de evde yapay güneş ışığı yapmayı denemişti ve Rayleigh saçılması gibi konulara odaklanmıştı. O video harikaydı. OP, DIY Perks'ten özellikle bahsetmiş ve OP'nin tasarımı çok daha kompakt. Toplam boyutu 19cm x 19cm x 9cm; 5cm odak uzaklığı ve 18cm x 18cm etkili aydınlatma alanı için oldukça kompakt. DIYPerks videosu ya da CoeLux gibi ticari ürünler bu form faktörüne ulaşamıyor

• Güzel, ama AliExpress'te parlaklık artırıcı filmi çok ucuza bulabilirsiniz. Parlaklık artırıcı film şeffaf bir optik filmdir. Alt katmanın biraz bulanıklık sağlamak için beyaz kaplamalı olması gerekir; orta katman şeffaf PET taban katmanıdır, üst katman ise mikro prizma yapısıdır. Işık, yüzey katmanındaki mikro prizma yapısından geçerken kırılma, tam yansıma, ışık birikimi vb. yoluyla ışık şiddeti dağılımı kontrol edilir

• Neden trace tercih edildiğini merak ediyorum. Kart başına 7 sinyal var ve hepsinde amaç düşük empedans. Kartın arkasında bakır açıkta bırakılarak geçici bir soğutucu olarak kullanılabilir. Devrede döngü etkileri konusunda endişelenmeye gerek yok, ama arkadaki garip küçük üçgen döngüler dikkat çekiyor

• Geçen yıl benzer bir şey yaptım, ama spektruma daha çok odaklandım ve spektral çıkışı çok daha iyi olan yüksek güçlü sinema ışıkları kullandım. Çoğu ışıkla birlikte gelen hiper reflektörü ekleyerek paralel ışık etkisinin büyük kısmını elde edebilirsiniz. Sonra spektrumun IR kısmını doldurmak için akkor ısı lambası ve UVA kısmı için özel UV LED ışığı ekledim. UVB'ye özel bir lamba koyacak haznem yoktu

• Ben de evde yapay güneş ışığı yapma işine sardım. Sonunda seçtiğim çözüm, düşük bütçeli 300W eşdeğeri LED mısır tipi ampul (4000lm) ve 250W akkor ısı lambası oldu. Işığın paralelliğinden çok ısıya odaklanmaya karar verdim. Toplam maliyet yaklaşık $75 oldu