Ένα ακριβές μοντέλο ενός μεταβλητού αστεριού Κεφείδος: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Ο χώρος είναι μεγάλος. Πολύ μεγάλο. Αστρονομικά, θα μπορούσε κανείς να πει. Αυτό δεν έχει καμία σχέση με αυτό το έργο, απλώς ήθελα να χρησιμοποιήσω το λογοπαίγνιο.

Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι υπάρχουν πολλά αστέρια στον νυχτερινό ουρανό. Ωστόσο, μπορεί να εκπλήξει μερικούς που είναι νέοι στη σφαίρα της Αστροφυσικής ή της Αστρονομίας να μάθουν ότι υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι αστεριών. Ένας συγκεκριμένος τύπος ονομάζεται Cepheid Variable Star και αυτά είναι όμορφα, ενδιαφέροντα και χρήσιμα όλα σε ένα. Με μια ματιά, οι Κεφείδες μοιάζουν με κάθε άλλο αστέρι, αλλά αν παρατηρήσετε μια Κεφείδα για μερικές διαδοχικές νύχτες, θα παρατηρήσετε ότι φαίνεται να πάλλεται, η φωτεινότητά της να αλλάζει σε πιο αμυδρή και σε πιο φωτεινή κατάσταση σε διάστημα μερικών ημερών. Παρατηρήστε για αρκετό καιρό και θα παρατηρήσετε ότι αυτές οι «περίοδοι παλμών» δεν αλλάζουν. Αυτό είναι που κάνει τους Κηφείδες μοναδικούς και χρήσιμους - αποδεικνύεται ότι η περίοδος παλμών τους σχετίζεται άμεσα με το μέγεθός τους, οπότε αν υπολογίσουμε το χρόνο που χρειάζεται το αστέρι για να πάει από το φωτεινό στο αμυδρό και ξανά πίσω, μπορούμε να πούμε πόσο μεγάλο είναι. Μπορούμε στη συνέχεια να το χρησιμοποιήσουμε για να βρούμε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το αστέρι, όπως το πόσο μακριά είναι, την πραγματική του φωτεινότητα (Φωτεινότητα) κλπ. Αυτό είναι το μόνο που πρέπει να γνωρίζετε για να καταλάβετε τι συμβαίνει με αυτό το έργο, με περισσότερη κλίση, ανατρέξτε σε αυτήν τη σελίδα της Βικιπαίδειας στο Cepheids.

Επίσης, μόνο για διασκέδαση, μπορείτε να καταλάβετε ποια Cepheid κάνω μοντέλο σε αυτό το έργο; (Η ιδέα βρίσκεται στην παραπάνω εικόνα και η απάντηση είναι στην τελευταία ενότητα)

Προμήθειες

- Χαρτί (18x54cm ή 7,1x21,3 )

- Arduino UNO & το καλώδιο του

- Λευκό LED x3

- αντιστάσεις 220 Ω x3

- LCD τμήμα 2x16

- Ποτενσιόμετρο 10 kΩ

- Ένα Sreaderless Breadboard

- M-M Breadboard Wires x12

- M-F Breadboard Wires x18

- Μπαταρία 9v και βύσμα τροφοδοσίας

- Λίγο χαρτόνι

- Πλαστικό μπουκάλι 500ml

- Black Paint & Sharpie

- Χαρτοταινία

- Superglue & Hot κόλλα (Το πιστόλι κόλλας θα χρειαστεί επίσης εδώ)

- Ψαλίδι

Βήμα 1: Το αστέρι

Το πρώτο πρόβλημα που λύθηκε ήταν το ίδιο το αστέρι: Πώς φτιάχνουμε ένα σφαιρικό αντικείμενο που είναι τόσο αισθητικά ευχάριστο όσο και διαπερνά το φως; Αποφάσισα ότι το origami θα κάνει τη δουλειά και έτσι έψαξα στο διαδίκτυο για σφαίρες origami. Βρήκα αρκετές, αλλά ήταν είτε εξαιρετικά δύσκολες είτε ψευδώς διαφημισμένες (σοβαρά, η ποσότητα των κουβοειδών «σφαιρών» που βρήκα στο Google ήταν ανησυχητική). Ωστόσο, μετά από λίγο βρήκα ένα που μου άρεσε, και το οποίο ήταν σχετικά απλό να το βγάλω μετά από λίγη εξάσκηση. Οι οδηγίες είναι οι ακόλουθες και υπάρχει ένα πρότυπο για αναδίπλωση στις παραπάνω εικόνες.

1. Διπλώστε το χαρτί σας σε 24 ίσες λωρίδες. Θα συνιστούσα να το χωρίσετε στα 3 και στη συνέχεια να διπλώσετε κάθε τμήμα στο μισό. Συνεχίστε να μειώνετε κατά το ήμισυ έως ότου υπάρχουν συνολικά 24 ορθογώνια τμήματα. Οι πτυχώσεις πρέπει να κάνουν μικρές κοιλάδες στο χαρτί. (Δείτε τις κόκκινες γραμμές στην εικόνα 2).

2. Αναποδογυρίστε το χαρτί και αφήστε ένα σημάδι στην επάνω δεξιά γωνία του χαρτιού. Στη συνέχεια, μετρήστε 4 πτυχώσεις και κάντε ένα άλλο σημάδι στο κάτω μέρος της τέταρτης πτυχής. Κάντε μια διαγώνια πτυχή μεταξύ αυτών των δύο σημάτων. Στη συνέχεια, μετακινήστε τα σημάδια δύο ευθείες πτυχώσεις και κάντε μια άλλη διαγώνια πτυχή εκεί. Συνεχίστε έτσι μέχρι να φτάσετε στο τέλος του χαρτιού. (Δείτε τις πράσινες γραμμές στη δεύτερη εικόνα).

3. Αφού φτάσετε στο τέλος του χαρτιού, κάντε τις ίδιες πτυχώσεις αλλά κεκλιμένες προς την αντίθετη κατεύθυνση. (δηλ. ξεκινήστε στην επάνω αριστερή γωνία και επαναλάβετε τις διαγώνιες πτυχώσεις από το βήμα 2 προς την αντίθετη κατεύθυνση). Δείτε τις μπλε γραμμές στη δεύτερη παραπάνω εικόνα.

4. Βρείτε το κέντρο της δεξιάς άκρης και σημειώστε το. Στη συνέχεια, κάντε μια διαγώνια πτυχή στο κάτω μέρος της ευθείας δίπλωσης δύο φορές. Στη συνέχεια, κάντε άλλη πτυχή από την κορυφή αυτής της ευθείας πτύχωσης στη μέση της άκρης. Επαναλάβετε αυτό για την αριστερή άκρη, ξανά στο επάνω και στο κάτω μέρος της ευθείας διπλώστε δύο φορές. (Δείτε τις καφέ γραμμές στη δεύτερη εικόνα για καθοδήγηση).

5. Τέλος θα χρειαστεί να διπλώσετε το χαρτί για να φτιάξετε τη σφαίρα. Προτείνω να πάτε σε κάθε πάσο που έχετε κάνει για να βεβαιωθείτε ότι είναι όλα καλά καθορισμένα. Κοιτάζοντας την τελευταία εικόνα για καθοδήγηση, διπλώστε το χαρτί έτσι ώστε τα πρόσωπα των τριγώνων με την ένδειξη Α να αγγίζουν τα πρόσωπα των τριγώνων Β. Μετά το πρώτο σύνολο πτυχώσεων, το κοντό άκρο θα πρέπει να καμπυλώνεται σε ημικύκλιο και όταν έχετε διπλώσει τα πάντα, το αποτέλεσμα θα πρέπει να ξεδιπλωθεί ώστε να είναι το σχήμα της γέφυρας στην εικόνα 4.

6. Για να φτάσετε από τη γέφυρα στη σφαίρα, συνδέστε τα άκρα της γέφυρας. Το έκανα αυτό τοποθετώντας τα πρόσωπα των πρώτων διαμαντιών από κάθε άκρο το ένα πάνω στο άλλο και τα κόλλησα μεταξύ τους. Κρατήστε τα δύο πρόσωπα μαζί και βάλτε μερικές σταγόνες υπερκολλήματος μεταξύ τους για να τα κρατήσετε στη θέση τους. Τέλος, ασφαλίστε όλα τα σημεία στην κορυφή του αστεριού τοποθετώντας μια σταγόνα υπερκολλήματος στην άκρη του αστεριού. Θα συνιστούσα το superglue για αυτό καθώς δεν θα χρειαστεί να κρατάτε το χαρτί μαζί για αιώνες ενώ η κόλλα στεγνώνει αργά και αρχίζετε να αμφισβητείτε τις επιλογές της ζωής σας. Το κατώτερο σημείο είναι όπου μπαίνουν τα καλώδια, οπότε αφήστε το ανοιχτό.

Βρήκα ότι το αστέρι ήταν το πιο πολύπλοκο κομμάτι αυτού του έργου, ωστόσο δεν ήταν τόσο άσχημο όταν έμαθα πώς να διπλώσω το χαρτί μαζί. Προσωπικά θα βαθμολόγησα αυτή τη μπάλα σε δυσκολία 3 φύλλων χαρτιού. Διασκεδάστε και προσπαθήστε να μην ουρλιάζετε απογοητευμένοι.

Βήμα 2: Η βάση

Για να φτιάξω τη βάση μου ξεκίνησα με το μικρό λίκνο που βρήκα μέσα στο πασχαλινό αυγό που πήρα μερικές εβδομάδες πίσω. Απλώς το γύρισα προς τα έξω, το έκοψα σε μέγεθος ώστε να έχει ύψος 7 εκατοστά (2.8 ") και μετά το έβαψα μαύρο. Mayσως να μην έχεις αυτό το περίεργο συγκεκριμένο αντικείμενο στο χέρι, έτσι έφτιαξα ένα πρόχειρο πρότυπο για να φτιάξεις το δικό σου από χαρτόνι (Βλέπε εικόνα 2). Μόλις το φτιάξετε, κόψτε μια κυκλική τρύπα στο λεπτό άκρο της επάνω όψης με διάμετρο 4cm (1,6 "), κεντρικό σημείο περίπου 3,5cm (1,4") μακριά από την κορυφή άκρη (Εικόνα 4). Στη συνέχεια κόψτε μια ορθογώνια τρύπα 7x2,5cm (2,8x0,1 ") με επίκεντρο 0,5cm (0,2") μακριά από το κάτω άκρο. Τα φώτα θα περάσουν από την κυκλική οπή και την LCD στην ορθογώνια Το

Στη συνέχεια χρειαζόμαστε κάτι για να κρατήσουμε το αστέρι στη θέση του. Επέλεξα να μην το βάλω απευθείας στην τρύπα, καθώς το σχήμα του αστεριού δεν καλύπτει πλήρως την τρύπα, οπότε θα μπορούσαμε να δούμε το κύκλωμα μέσα στη βάση, το οποίο είναι λίγο κακή κατασκευή αν με ρωτήσετε. Για να το ξεπεράσετε, θα χρειαστείτε το θόλο από την κορυφή ενός μπουκαλιού νερού 500ml (Κάντε το κόψιμο περίπου 4 cm από το επάνω μέρος, Εικόνα 6) και βάψτε το μαύρο (Εικόνα 8). Άφησα ένα μικρό παράθυρο στο δικό μου για να μπορώ να δω ακόμα τη βάση του αστεριού. Νόμιζα ότι θα φαινόταν πιο όμορφο από το αν ο βυθός απλώς εξαφανιζόταν στην άβυσσο. Διαπίστωσα ότι το μαύρο χρώμα δεν κολλούσε πολύ καλά στο μπουκάλι, οπότε το επικάλυψα με αστάρι (Εικόνα 7) πριν προσθέσω το χρώμα. Δυστυχώς χρησιμοποίησα ένα αστάρι με βάση το λάδι και το αποτέλεσμα ήταν λίγο πολύ ομαλό όπως πριν. Μην χρησιμοποιείτε αστάρι με βάση το λάδι.

Μετά τη ζωγραφική έφτιαξα ένα μικρό σωλήνα χαρτιού και το έβαψα σε μαύρο. Στη συνέχεια κολλήθηκε στο λαιμό της φιάλης όπως φαίνεται στην εικόνα 9 με θερμή κόλλα. Ο σκοπός αυτού είναι να καμουφλάρει τα καλώδια όταν περνούν μέσα από την τρύπα και μέσα στο αστέρι, οπότε ο σωλήνας πρέπει να είναι αρκετά ψηλός για να κρύψει όλη την εκτεθειμένη καλωδίωση, αλλά όχι τόσο ψηλός ώστε να εκτοπίζει το αστέρι όταν το ακουμπάμε μέσα στο επάνω μπουκάλι (για το ύψος που έκοψα το μπουκάλι μου ήταν 3,5cm / 1,4 ). Δεν χρειάζεστε τον σωλήνα εάν δεν έχετε αφήσει ένα παράθυρο στο μπουκάλι σας.

Το τελευταίο βήμα ήταν να ασφαλίσει το στήριγμα στην τρύπα του στη βάση. Εφαρμόστε τη ζεστή κόλλα στην κάτω πλευρά του κουτιού για να αποφύγετε να δείτε το αντιαισθητικό χάος (Εικόνα 10).

Μόλις ολοκληρώσετε τη συναρμολόγηση της βάσης, χρησιμοποιήστε ένα αιχμηρό υλικό για τυχόν σημεία που το χρώμα δεν έφτασε. Μην το παρακάνετε όμως με το ξύσμα, δίνει πιο λαμπερό φινίρισμα από το χρώμα και αυτό θα φανεί σε μεγάλες ποσότητες. Λίγες κουκκίδες εδώ και εκεί πάντως είναι μια χαρά.

Βήμα 3: Ο κώδικας

Επισυνάπτεται παρακάτω θα πρέπει να βρείτε τον κωδικό για τα ηλεκτρονικά. Απλώς κατεβάστε το και εγκαταστήστε το στο Arduino σας. Εάν δεν διαθέτετε το Arduino IDE, μπορείτε να κατεβάσετε την επίσημη έκδοση εδώ. Απλώς επιλέξτε την έκδοση που ταιριάζει καλύτερα στη συσκευή και το λειτουργικό σας σύστημα (χρησιμοποιώ την έκδοση 1.8.12 για Windows 7 και νεότερες εκδόσεις).

Πριν ανεβάσετε το πρόγραμμα στον πίνακά σας, πρέπει επίσης να έχετε τη βιβλιοθήκη LiquidCrystal. Εάν δεν έχετε ήδη αυτήν τη βιβλιοθήκη στο χέρι, σας έχω επισυνάψει έναν σύνδεσμο σε αυτόν που χρησιμοποίησα παρακάτω. Απλώς κατεβάστε το αρχείο.zip και τοποθετήστε το στον ίδιο φάκελο με το σκίτσο του arduino. Δεν χρειάζεται να το αποσυμπιέσετε. Εάν το πρόγραμμα δεν εκτελείται, εδώ είναι ο επίσημος οδηγός arduino για την εγκατάσταση και εκτέλεση βιβλιοθηκών.

Βιβλιοθήκη LCD. (Δεν έφτιαξα αυτήν τη βιβλιοθήκη, αλλά λειτουργεί καλά με το έργο. Απλώς μεταβείτε στον σύνδεσμο και κάντε λήψη της έκδοσης 1.0.7 από την ενότητα Λήψεις. Η πλήρης πίστωση πηγαίνει στον συγγραφέα της Βιβλιοθήκης, όχι εγώ).

Βήμα 4: Το κύκλωμα

Η πρώτη εικόνα είναι το διάγραμμα κυκλώματος του έργου. Ένα πράγμα που πρέπει να προσέξετε είναι ότι οι λυχνίες LED είναι προσαρτημένες στα άκρα των συρμάτων για να τις συνδέσετε με το ψωμί όταν βρίσκεστε μέσα στο αστέρι. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τα καλώδια M-F για αυτό και επίσης για την οθόνη LCD. Ωστόσο, όπως μπορεί να μπορείτε να δείτε στη δεύτερη εικόνα, δεν είχα αρκετά καλώδια M-F στο χέρι για όλες τις συνδέσεις, οπότε αυτοσχεδίασα με ηλεκτρική ταινία και blu-tack. Χρησιμοποίησα ηλεκτρική ταινία για να συγκρατήσω τα καλώδια στα πόδια LED (Εικόνα 3) και χρησιμοποίησα blu-tack για να συγκρατήσω τα καλώδια στις ακίδες LCD καθώς έπεφταν συνεχώς, πιθανώς επειδή οι καρφίτσες ήταν πολύ μικρές για να κολλήσει καλά η ταινία αρκετά για να αντέξει το βάρος των καλωδίων. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε καλώδια M-F, είναι πολύ λιγότερο αγχωτικό. Επίσης, χρωματίζετε τα καλώδια, οδηγεί σε πολύ λιγότερη σύγχυση.

Όπως φαίνεται στη δεύτερη εικόνα, χρησιμοποίησα μια μπαταρία 9v για να τροφοδοτήσω την πλακέτα επειδή θα ήταν πρόβλημα να την τροφοδοτήσω μέσω του καλωδίου του υπολογιστή.

Το ποτενσιόμετρο ρυθμίστηκε στο μισό περίπου του μέγιστου (~ 5 kΩ), το οποίο παρείχε ένα καλό επίπεδο αντίθεσης για την οθόνη.

Βήμα 5: Η Τελική Συνέλευση