Точен модел на променлива звезда от цефеида: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Пространството е голямо. Много голям. Астрономически може дори да се каже. Това няма отношение към този проект, просто исках да използвам играта на думи.

Не е изненадващо, че на нощното небе има много звезди. Може обаче да изненада някои, които са нови в сферата на астрофизиката или астрономията, да научат, че има много различни видове звезди. Един конкретен тип се нарича Cepheid Variable Star и те са красиви, интересни и полезни всичко в едно. На пръв поглед цефеидите изглеждат като всяка друга звезда, но ако наблюдавате цефеида няколко поредни нощи, ще забележите, че тя изглежда пулсира, яркостта й се променя към по -слаба, а след това към по -ярки състояния в продължение на няколко дни. Наблюдавайте достатъчно дълго и ще забележите, че тези „периоди на пулсация“не се променят. Това е, което прави цефеидите уникални и полезни - оказва се, че периодът им на пулсация е пряко свързан с техния размер, така че ако преброим времето, необходимо на звездата да премине от ярко към приглушено и обратно, можем да кажем колко е голяма. След това можем да използваме това, за да разберем повече информация за звездата, например колко далеч е тя, нейната действителна яркост (Luminosity) и т.н. Това е всичко, което трябва да знаете, за да разберете какво се случва с този проект, но ако се интересувате като се наведете повече, разгледайте тази страница в Уикипедия за Цефеидите.

Също така, само за забавление, можете ли да разберете коя Цефеида моделирам в този проект? (Следата е в изображението по -горе, а отговорът е в последния раздел)

Консумативи

- Хартия (18x54cm или 7.1x21.3 )

- Arduino UNO и неговият кабел

- Бял светодиод x3

- 220 Ω резистори x3

- 2x16 сегментен LCD дисплей

- 10 kΩ потенциометър

- Електрическа дъска без запояване

- M-M Проводни платки x12

- M-F платки за кабели x18

- 9v батерия и захранващ конектор

- Някакъв картон

- Пластмасова бутилка от 500 мл

- Black Paint & Sharpie

- Самозалепваща лента

- Суперлепило и горещо лепило (пистолетът за лепило също ще е необходим тук)

- Ножици

Стъпка 1: Звездата

Първият проблем за решаване беше самата звезда: Как да направим грубо сферичен обект, който е едновременно естетически приятен и пропуска светлината? Реших, че оригами ще свърши работа и затова потърсих онлайн сферите на оригами. Открих доста, но те бяха или изключително трудни, или фалшиво рекламирани (сериозно, количеството кубовидни „сфери“, които открих в Google, беше смущаващо). Въпреки това, след известно време намерих такъв, който ми хареса и който беше сравнително лесен за сваляне след няколко тренировки. Инструкциите са следните и има шаблон за сгъване на изображенията по -горе.

1. Сгънете хартията си на 24 равни ленти. Бих препоръчал да го разделите на 3, след което да сгънете всяка секция наполовина. Продължете наполовина, докато има общо 24 правоъгълни секции. Гънките трябва да правят малки долини в хартията. (Вижте червените линии на изображение 2).

2. Обърнете хартията и направете маркировка в горния десен ъгъл на хартията. След това пребройте 4 пъти и направете още една маркировка в долната част на четвъртата гънка. Направете диагонална гънка между тези две марки. След това преместете маркировките две прави гънки и направете друга диагонална гънка там. Продължете така, докато стигнете до края на хартията. (Вижте зелените линии на второто изображение).

3. След като достигнете края на хартията, направете същите гънки, но наклонени в обратната посока. (т.е. започнете в горния ляв ъгъл и повторете диагоналните гънки от стъпка 2 в обратна посока). Вижте сините линии на второто изображение по -горе.

4. Намерете центъра на десния ръб и го маркирайте. След това направете диагонално сгъване до дъното на правото сгъване с две гънки. След това направете още една гънка от върха на тази права гънка до средата на ръба. Повторете това за левия ръб, отново към горната и долната част на правото сгъване, две сгъвки. (Вижте кафявите линии във второто изображение за насоки).

5. Накрая ще трябва да сгънете хартията, за да направите сферата. Препоръчвам да преминете през всяка гънка, която сте направили, за да се уверите, че всички те са добре дефинирани. Гледайки последното изображение за ориентиране, сгънете хартията така, че лицата на триъгълниците, обозначени като А, да докосват лицата на триъгълниците В. След първия набор от гънки късият ръб трябва да се извие в полукръг и когато сте сгънали всичко, резултатът трябва да се разгърне, за да бъде формата на моста в изображение 4.

6. За да стигнете от моста към сферата, свържете краищата на моста. Направих това, като поставих лицата на първите диаманти от всеки край един върху друг и ги залепих. Дръжте двете лица заедно и поставете няколко капки суперлепило между тях, за да ги задържите на място. И накрая, закрепете всички точки в горната част на звездата, като поставите капка суперлепило върху върха на звездата. Бих препоръчал суперлепило за това, тъй като няма да се налага да държите хартията заедно векове, докато лепилото бавно изсъхва и вие започвате да поставяте под въпрос избора си на живот. Долната точка е мястото, където проводниците влизат, така че я оставете отворена.

Открих, че звездата е най -сложната част от този проект, но не беше толкова лошо, след като се разбрах как да сгъна хартията заедно. Аз лично бих оценил тази топка на трудност от 3 листа хартия. Забавлявайте се и се опитайте да не крещите от разочарование.

Стъпка 2: Основата

За да си направя база, започнах с малкото люлка, което намерих в кутията за великденски яйца, което получих преди няколко седмици. Просто го обърнах отвътре, подрязах го до размера, така че да е висок 7 см (2,8 ") и след това го боядисах в черно. Може да нямате този странно специфичен артикул под ръка, затова направих груб шаблон, който да направите сами извън картона (вижте изображение 2). След като го направите, изрежете кръгъл отвор в тънкия край на горната страна с диаметър 4 см (1,6 "), централната точка на около 3,5 см (1,4") от горната част ръб (Изображение 4). След това изрежете правоъгълен отвор 7x2,5 см (2,8x0,1 "), центриран на 0,5 см (0,2") от долния ръб. Светлините ще преминават през кръговия отвор, а LCD в правоъгълния.

След това се нуждаем от нещо, което да държи звездата на място. Избрах да не го поставям директно върху дупката, тъй като формата на звездата не покрива напълно дупката, така че щяхме да можем да видим схемата вътре в основата, което е малко лоша изработка, ако ме попитате. За да заобиколите това, ще ви е необходим куполът от горната част на бутилка с вода от 500 мл (Направете изрязването на около 4 см от върха, Изображение 6) и го боядисайте в черно (Изображение 8). Оставих малък прозорец в моя, така че все още да виждам основата на звездата. Мислех, че ще изглежда по -хубаво, отколкото ако дъното просто изчезне в бездната. Открих, че черната боя не залепва прекалено добре върху бутилката, затова я покрих с грунд (Изображение 7), преди да добавя цвета. За съжаление използвах грунд на маслена основа и резултатът беше почти толкова гладък, колкото и преди. Не използвайте грунд на маслена основа.

След рисуването направих малка тръба от хартия и я оцветих в черно. След това той беше залепен в гърлото на бутилката, както е показано на изображение 9 с горещо лепило. Целта на това е да замаскира проводниците, когато преминават през дупката и в звездата, така че тръбата трябва да е достатъчно висока, за да скрие всички открити проводници, но не достатъчно висока, за да измести звездата, когато я оставим вътре в горната част на бутилката (за височината, на която отрязах бутилката, беше 3,5 см / 1,4 ). Нямате нужда от тръбата, ако не сте оставили прозорец в бутилката си.

Последната стъпка беше да закрепите опората в отвора си в основата. Нанесете горещото лепило върху долната страна на кутията, за да не видите грозната бъркотия (Изображение 10).

След като приключите сглобяването на основата, използвайте острие за петна, до които боята не е достигнала. Не прекалявайте с острието обаче, той придава по -блестящ завършек от боята и това ще се покаже в големи количества. Няколко точки тук -там обаче са добре.

Стъпка 3: Кодът

Приложен по -долу трябва да намерите кода за електрониката. Просто го изтеглете и инсталирайте на вашия Arduino. Ако нямате Arduino IDE, можете да изтеглите официалната версия тук. Просто изберете версията, която най -добре отговаря на вашето устройство и операционна система (използвам версия 1.8.12 за Windows 7 и по -нова версия).

Преди да качите програмата на дъската си, трябва да имате и библиотеката LiquidCrystal. Ако все още не разполагате с тази библиотека, прикачих връзка към тази, която използвах по -долу. Просто изтеглете.zip файла и го поставете в същата папка като скицата на arduino. Няма нужда да го разархивирате. Ако програмата не работи, ето официалното ръководство за arduino за инсталиране и стартиране на библиотеки.

LCD библиотека. (Не направих тази библиотека, но тя работи добре с проекта. Просто отидете на връзката и изтеглете версия 1.0.7 от раздела Изтегляния. Пълният кредит е на автора на библиотеката, а не на мен).

Стъпка 4: Електрическата верига

Първото изображение е схемата на проекта. Едно нещо, което трябва да забележите, е, че светодиодите са прикрепени към краищата на проводниците, за да ги свържат с макета, докато са вътре в звездата. Трябва да използвате M-F проводниците за това, а също и за LCD дисплея. Както обаче може да видите на второто изображение, нямах достатъчно M-F проводници под ръка за всички връзки, затова импровизирах с електрическа лента и blu-tack. Използвах електрическа лента, за да държа кабелите към LED краката (Изображение 3) и използвах blu-tack, за да държа кабелите към LCD щифтовете, докато те постоянно падаха, вероятно защото щифтовете бяха твърде малки, за да може лентата да се залепи добре достатъчно, за да издържи теглото на проводниците. Трябва да използвате M-F проводници, това е много по-малко стресиращо. Също така, цветният код на проводниците води до много по -малко объркване.

Както може да се види на второто изображение, използвах 9v батерия за захранване на платката, защото би било неприятно да я захранвам чрез кабела на компютъра.

Потенциометърът беше настроен на около половината от своя максимум (~ 5 kΩ), което осигури добро ниво на контраст за екрана.

Стъпка 5: Окончателното сглобяване