Natančen model spremenljive zvezde cefeide: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Prostor je velik. Zelo velik. Astronomsko gledano, bi lahko celo rekli. To nima nobenega vpliva na ta projekt, želel sem uporabiti besedo.

Ni presenetljivo, da je na nočnem nebu veliko zvezd. Nekatere, ki so šele na področju astrofizike ali astronomije, pa lahko preseneti, da izvejo, da obstaja veliko različnih vrst zvezd. Ena posebna vrsta se imenuje spremenljiva zvezda cefeid in te so lepe, zanimive in uporabne v enem. Na prvi pogled so Cefeide videti tako kot vsaka druga zvezda, če pa opazujete Cefeido nekaj noči zapored, boste opazili, da se zdi, da utripa, njena svetlost pa se v nekaj dneh spreminja v temnejše in nato svetlejše. Opazujte dovolj dolgo in opazili boste, da se ta "obdobja pulziranja" ne spremenijo. To je tisto, zaradi česar so cefeidi edinstveni in uporabni - izkazalo se je, da je njihovo obdobje pulziranja neposredno povezano z njihovo velikostjo, tako da če štejemo čas, ki ga potrebuje, da zvezda preide iz svetlega v zatemnjeno in nazaj, lahko ugotovimo, kako velika je. Nato lahko s tem ugotovimo več informacij o zvezdi, na primer, kako daleč je, njeno dejansko svetlost (svetilnost) itd. To je vse, kar morate vedeti, da razumete, kaj se dogaja s tem projektom, če pa vas zanima če se želite bolj nasloniti, si oglejte to stran Wikipedije o Cefeidah.

Prav tako, samo za zabavo, lahko ugotovite, katero Cepheid modeliram v tem projektu? (Namig je na zgornji sliki, odgovor pa v zadnjem razdelku)

Zaloge

- Papir (18x54 cm ali 7,1x21,3 )

- Arduino UNO in njegov kabel

- bela LED x3

- 220 Ω upori x3

- 2x16 -segmentni LCD

- 10 kΩ potenciometer

- Lemilna plošča brez spajkanja

- M-M žice za plošče x12

- M-F žice za plošče x18

- 9v baterija in priključek za napajanje

- Nekaj kartona

- 500 ml plastična steklenica

- Črna barva in ostrina

- Lepilni trak

- Superlepilo in vroče lepilo (tukaj bo potrebna tudi pištola za lepilo)

- škarje

Korak: Zvezda

Prvi problem, ki ga je bilo treba rešiti, je bila sama zvezda: Kako naredimo približno okrogel predmet, ki je estetsko prijeten in prepušča svetlobo? Odločil sem se, da bo origami delo opravil, zato sem na spletu iskal origami krogle. Našel sem jih kar nekaj, vendar so bili bodisi izredno težki bodisi lažno oglaševani (resno, količina kuboidnih "krogel", ki sem jih našel v Googlu, je vznemirjajoča). Čez nekaj časa pa sem našel enega, ki mi je bil všeč in ki ga je bilo po nekaj vajah razmeroma preprosto izvleči. Navodila so naslednja, na zgornjih slikah pa je predloga za zlaganje.

1. Zložite papir na 24 enakih trakov. Priporočam, da ga razdelite na 3 in nato vsak del prepognete. Nadaljujte z razpolovitvijo, dokler ni skupaj 24 pravokotnih odsekov. Gube naj naredijo majhne doline v papirju. (Oglejte si rdeče črte na sliki 2).

2. Obrnite papir in ga označite v zgornjem desnem kotu papirja. Nato preštejte 4 pregibe in na dnu četrte gube naredite še eno oznako. Med tema dvema oznakama naredite diagonalni pregib. Nato premaknite oznake za dve ravni gubi in tam naredite še eno diagonalno gubo. Tako nadaljujte, dokler ne pridete do konca papirja. (Oglejte si zelene črte na drugi sliki).

3. Ko pridete do konca papirja, naredite enake gube, vendar poševno v nasprotni smeri. (tj. začnite v zgornjem levem kotu in ponovite diagonalne gube iz 2. koraka v nasprotni smeri). Oglejte si modre črte na drugi zgornji sliki.

4. Poiščite sredino desnega roba in ga označite. Nato naredite diagonalni pregib na dnu ravne gube dve pregibi. Nato naredite še en pregib od vrha te ravne gube do sredine roba. Ponovite to za levi rob, spet na zgornji in spodnji del ravne gube dve pregibi. (Za navodila glejte rjave črte na drugi sliki).

5. Na koncu boste morali papir zložiti, da naredite kroglo. Priporočam, da pregledate vse gube, ki ste jih naredili, da se prepričate, da so vsi dobro opredeljeni. Če si želite ogledati zadnjo sliko, zložite papir tako, da se obrazi trikotnikov z oznako A dotikajo obrazov trikotnikov B. Po prvem naboru gub naj se kratek rob ukrivi v polkrog in ko vse zložite, se mora rezultat razviti v obliko mostu na sliki 4.

6. Če želite priti od mostu do krogle, povežite konce mostu. To sem naredil tako, da sem položil obraze prvih diamantov z vsakega konca drug na drugega in jih zlepil skupaj. Oba obraza držite skupaj in med njimi vstavite nekaj kapljic superlepila, da ju držite na mestu. Nazadnje, pritrdite vse točke na vrhu zvezde tako, da na vrh zvezde položite kapljico superlepila. Za to bi priporočal superlepilo, saj vam papirja ne bo treba držati skupaj več let, medtem ko se lepilo počasi suši in začnete dvomiti o svojih življenjskih odločitvah. Spodnja točka je, kamor prihajajo žice, zato jo pustite odprto.

Zdelo se mi je, da je zvezda najbolj zapleten del tega projekta, vendar ni bilo tako hudo, ko sem se naučil, kako skupaj zložiti papir. Osebno bi to kroglico ocenil s težavnostjo 3 listov papirja. Zabavajte se in poskušajte ne kričati razočarano.

2. korak: Osnova

Za osnovo sem začel z majhno zibelko, ki sem jo našel v škatli za velikonočna jajca, ki sem jo dobil nekaj tednov nazaj. Preprosto sem ga obrnil navznoter, ga obrezal na velikost, tako da je visok 7 cm (2,8 palca), nato pa ga pobarval v črno. Morda nimate pri roki tega nenavadno posebnega predmeta, zato sem za vas naredil grobo predlogo iz kartona (glej sliko 2). Ko ga naredite, izrežite krožno luknjo na tankem koncu zgornje ploskve s premerom 4 cm (1,6 palca), sredinsko točko približno 3,5 cm (1,4 palca) stran od vrha rob (slika 4). Nato izrežite pravokotno luknjo 7x2,5 cm (2,8x0,1 ") s središčem 0,5 cm (0,2") od spodnjega roba. Luči bodo šle skozi okroglo luknjo in LCD v pravokotni.

Nato potrebujemo nekaj, kar bo držalo zvezdo na mestu. Odločil sem se, da ga ne postavim neposredno na luknjo, saj oblika zvezde ne pokriva v celoti luknje, zato bi lahko videli vezje v podnožju, kar je nekoliko slabša izdelava, če mene vprašate. Če želite to odpraviti, boste potrebovali kupolo z vrha 500 ml steklenice za vodo (rez naredite približno 4 cm od vrha, slika 6) in jo pobarvajte v črno (slika 8). V svojem sem pustil majhno okno, da sem še vedno videl vznožje zvezde. Mislil sem, da bo videti lepše, kot če bi dno preprosto izginilo v brezno. Ugotovil sem, da se črna barva ni dobro držala steklenice, zato sem jo pred nanosom barve premazala s temeljnim premazom (slika 7). Na žalost sem uporabil oljni premaz in rezultat je bil tako gladek kot prej. Ne uporabljajte temeljnega premaza na oljni osnovi.

Po slikanju sem naredil majhno cevko iz papirja in jo pobarval v črno. Nato smo ga z vročim lepilom prilepili v vrat steklenice, kot je prikazano na sliki 9. Namen tega je kamuflirati žice, ko gredo skozi luknjo in v zvezdo, zato mora biti cev dovolj visoka, da skrije vse izpostavljene napeljave, vendar ne dovolj visoka, da bi premaknila zvezdo, ko jo položimo v notranjost vrh steklenice (za višino, ki sem jo odrezal, je bila 3,5 cm / 1,4 ). Cevke ne potrebujete, če v steklenici niste pustili okna.

Zadnji korak je bil pritrditev podpore v luknjo na dnu. Vroče lepilo nanesite na spodnjo stran škatle, da ne vidite grdega nereda (slika 10).

Ko končate s sestavljanjem podlage, uporabite ostrino za vsa mesta, ki jih barva ni dosegla. Ne pretiravajte z ostrino, ki daje sijoč zaključek kot barva in to se bo pokazalo v velikih količinah. Nekaj pik pa je tu in tam v redu.

3. korak: Koda

Spodaj boste našli kodo za elektroniko. Preprosto ga prenesite in namestite na svoj Arduino. Če nimate Arduino IDE, lahko uradno različico prenesete tukaj. Samo izberite različico, ki najbolj ustreza vaši napravi in operacijskemu sistemu (uporabljam različico 1.8.12 za Windows 7 in novejše).

Preden program naložite na tablo, morate imeti tudi knjižnico LiquidCrystal. Če te knjižnice še nimate pri roki, sem priložil povezavo do tiste, ki sem jo uporabil spodaj. Preprosto prenesite datoteko.zip in jo postavite v isto mapo kot skica arduino. Razpakirati ga ni treba. Če se program ne zažene, je tukaj uradni vodnik arduino za namestitev in zagon knjižnic.

Knjižnica LCD. (Te knjižnice nisem ustvaril, vendar dobro deluje s projektom. Preprosto pojdite na povezavo in prenesite različico 1.0.7 iz razdelka Prenosi. Celotno priznanje pripada avtorju knjižnice, ne meni).

4. korak: Vezje

Prva slika je vezje projekta. Ena stvar, ki jo morate opaziti, je, da so LED diode pritrjene na konce žic, da jih povežejo s ploščo, medtem ko so znotraj zvezde. Za to in za LCD uporabite tudi žice M-F. Vendar, kot boste morda videli na drugi sliki, nisem imel pri roki dovolj žic M-F za vse povezave, zato sem improviziral z električnim trakom in blu-tackom. Za pritrditev žic na LED nogice sem uporabil električni trak (slika 3), blu-tack pa za pritrditev žic na zatiče LCD, ko so padali, verjetno zato, ker so bili zatiči premajhni, da bi se trak dobro prilepil dovolj, da prenese težo žic. Uporabiti morate žice M-F, to je veliko manj stresno. Prav tako barvno označite žice, kar vodi do veliko manj zmede.

Kot je razvidno iz druge slike, sem za napajanje plošče uporabil baterijo 9v, ker bi jo bilo napajati prek računalniškega kabla.

Potenciometer je bil nastavljen na približno polovici svojega maksimuma (~ 5 kΩ), kar je zagotavljalo dobro raven kontrasta za zaslon.

5. korak: Končna sestava