Escultura da estrutura química LED: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Crie um modelo de uma estrutura química usando LEDs! Incremente-os com monitores de 7 segmentos e você terá uma escultura impressionante!

Basicamente, você monta LEDs e visores de 7 segmentos de forma a modelar uma molécula química. Cada componente representa um átomo e tudo tem um formato que lembra a geometria real da molécula. São excelentes presentes porque podem ser muito personalizados. Você pode escolher uma molécula que descreva profundamente o destinatário do presente, tornando-o mais especial.

Etapa 1: Encontre sua molécula

Uma boa molécula deve ser bastante complexa e formar estruturas intrincadas. Moléculas orgânicas realmente complexas funcionam melhor. A Wikipedia é um bom lugar para encontrar moléculas porque eles têm imagens da estrutura real da molécula, bem como uma breve descrição de suas propriedades. Se você está dando isso como um presente, escolha uma molécula que melhor descreve o receptor. Por exemplo, a primeira molécula que fiz foi a acetilcolina, que dei à minha amiga Coline. A segunda que fiz foi a fenetilamina, uma substância apelidada de "substância química do amor". Aqui estão algumas outras moléculas sugeridas1) serotonina - antidepressivo2) triptofano - deixa você sonolento3) dopamina - "recompensas" e neurotransmissor do prazer Para este instrutível, estaremos construindo o estradiol variante do estrogênio, o hormônio feminino

Etapa 2: Compre suas peças

Sua lista de peças dependeria da molécula que você escolheu. O que você deseja fazer é designar um componente para cada átomo em sua molécula. Na maior parte da parte, como você provavelmente estará fazendo uma molécula orgânica, os átomos de carbono definirão a estrutura. Use um LED para representar os átomos de carbono. A título pessoal, tendo a associar o carbono à cor verde, usei LEDs verdes. Compre tantos LEDs verdes quantos átomos de carbono em sua molécula. Para os outros elementos presentes em sua molécula, você pode usar um LED de cor diferente, mas acho melhor usar um display de 7 segmentos com o símbolo do elemento escrito nele (mais sobre isso mais tarde). Átomos como oxigênio e nitrogênio são muito bem representados por telas de 7 segmentos. Observe também que os átomos de hidrogênio não estão explicitamente representados na escultura. Porque? Praticidade. Uma molécula orgânica típica pode conter até 30 átomos de hidrogênio e isso é muito. Acho melhor incluir hidrogênio apenas nos "grupos especiais" como OH (hidróxido) e NH2 / NH3 (amina). Eu tendo a associar hidrogênio com a cor branca, então usei LEDs brancos (que são meio caros). Então, para o projeto de estradiol, vamos precisar de 18 LEDs verdes (para os 18 átomos de carbono), 2 ânodos comuns (ELS402) monitores de sete segmentos (para os 2 átomos de oxigênio) 2 pequenos LEDs brancos (para os 2 hidrogênios no grupo do hidróxido (OH)) Você também precisará de um clipe de bateria, resistor de 1kOhm, fio de solda e ferro. Você também pode comprar um gabinete se for dar de presente.

Etapa 3: comece a construir sua molécula: espinha dorsal de carbono

Aqui está a técnica que usei para unir LEDs para formar um anel de benzeno (a parte hexagonal). Você pode usar a mesma técnica para criar cadeias de LEDs em qualquer formato. Pegue dois LEDs e coloque-os juntos, conforme mostrado na primeira imagem. Você pode fazer com que os LEDs formem quaisquer ângulos, mas como isso faria parte do anel de benzeno, eles têm um ângulo de 120 graus. Apertar suas pernas assim os fixa no lugar, de modo que será fácil soldá-los. Observação: certifique-se de soldar pernas do mesmo comprimento. O que quero dizer é soldá-los de forma que fiquem paralelos. Por convenção, coloco a perna mais longa (positiva) em cima. Também tome cuidado para não deixar as soldas se tocarem, causando um curto-circuito. Verifique se funciona aplicando tensão nas pernas. Todos os componentes devem acender. Continue o processo até obter a estrutura desejada, parando de vez em quando para ver se ainda acende. A seguir, mostrarei como colocar o display de 7 segmentos, bem como compartilhar a técnica que usei nessas partes "complicadas".

Etapa 4: comece a construir sua molécula: elemento de 7 segmentos

Esta etapa é complicada porque você precisa entender como as telas de 7 segmentos funcionam. Em uma tela de ânodo comum de 7 segmentos, você tem 8 pinos que correspondem às 8 "luzes" (7 segmentos + 1 ponto decimal) e 2 pinos de alimentação (eles são redundantes).1) Conecte os pinos de alimentação a uma fonte positiva2) Conecte os pinos restantes ao negativo (terra) para iluminar o segmento correspondente. Veja a segunda imagem para uma ilustração. Portanto, se você fosse escrever a letra O, você reteria tudo, exceto o pino que corresponde ao segmento do meio. Se você fosse escrever a letra F, você aterraria todos os pinos, exceto o inferior e os dois segmentos do lado direito. Aqui está a técnica que usei para conectar os visores de 7 segmentos (consulte a primeira imagem) 1) Dobre os pinos de alimentação flat inward.2) Insira um fio (talvez um resistor ou perna de LED) através dos pinos tortos e solde no lugar. (quarta foto) 3) Corte os pinos que você não quer aterrar (aquele que corresponde ao segmento que você não quer iluminar) 4) Dobre os pinos restantes juntos em direção ao centro.5) Coloque outro fio desta vez em cima dos pinos restantes. Solda no lugar. (quarta foto) Você acabará com uma tela de 7 segmentos com dois fios saindo dela. Conecte-o à sua molécula como faria com um LED. Cuidado com a polaridade!

Etapa 5: comece a construir sua molécula: terceira dimensão

A maioria das estruturas químicas não são planas. Algumas moléculas têm átomos que se projetam em direções diferentes. Para adicionar um LED que se projeta, acho melhor dobrar as pernas do LED, conforme mostrado na primeira imagem. Encaixe o LED em sua molécula e pronto. Você pode usar a mesma técnica para conectar LEDs em ângulos diferentes. Você pode ver o LED saindo da molécula na terceira foto. * NOTA: Acabei de perceber que meu modelo não é muito preciso geometricamente. Eu deveria estar formando tetraedros no segundo e terceiro anéis de benzeno. A técnica descrita nesta etapa pode ser usada para fazer essas formas tetraédricas.

Etapa 6: adicionar os toques finais

1) Solde o clipe da bateria - Observe a polaridade: Solde o fio vermelho no lado positivo de sua molécula. O fio preto vai para o lado do solo. NOTA: Você deve colocar o resistor entre a molécula e o fio positivo vermelho para evitar queimar seus LEDs. Na verdade, esqueci de fazer isso, mas ainda será bastante seguro, pois você tem muitos LEDs em paralelo compartilhando o atual.2) (opcional) Coloque-o dentro de um gabinete. A caixa que comprei tem uma tampa de rosca. É um toque agradável o destinatário do presente usar uma chave de fenda para "desembrulhar" o presente. Observe que não coloquei nenhuma bateria com ele. Eu também não disse a ela o que realmente é. Ela teve que descobrir que ela precisava prender em uma bateria, e ela teve que fazer algumas pesquisas também (ela realmente mencionou o Índice Merck). Como uma cereja no topo, pedi a ELA para tirar uma foto da escultura tudo aceso. Vou postar aqui depois que ela fizer. EDIT: veja a última foto com ela toda iluminada!