घर पर Artificial Sunlight बनाने की कोशिश

 (victorpoughon.fr)
2 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2025-03-28 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें

Artificial Sunlight बनाने का प्रोजेक्ट

  • प्रोजेक्ट की पृष्ठभूमि

    • DIY Perks के वीडियो में 500W LED और बड़े parabolic reflector का उपयोग करके artificial sunlight बनाते देखा और उससे प्रेरणा मिली।
    • कम जगह घेरने वाले डिज़ाइन पर विचार करते हुए, कई LED और lens array का उपयोग करके नया डिज़ाइन आज़माया गया।

  • डिज़ाइन आइडिया

    • lens array को grid के रूप में व्यवस्थित किया गया, और हर lens पर एक LED रखकर जगह की बचत और heat management को आसान बनाने का लक्ष्य रखा गया।
    • CAD modeling, PCB design, और optical system optimization के लिए Python code लिखने जैसी कई तकनीकों को सीखा गया।

  • तकनीकी विनिर्देश

    • lens: 30mm square, focal length 55mm, 6x6 array में कुल 36 LED का उपयोग।
    • LED: LUXEON 2835 3V, CRI 95+, color temperature 4000K.
    • PCB: KiCad में डिज़ाइन किया गया, JLCPCB में निर्मित।
    • optical system: रोशनी की parallelism के लिए 2-lens system का उपयोग।

  • निर्माण प्रक्रिया

    • lens और mechanical parts को CNC machining से बनाया गया।
    • PCB को JLCPCB में assemble किया गया।
    • optical simulation के माध्यम से सबसे उपयुक्त lens shape खोजा गया और अंतिम डिज़ाइन तय किया गया।

  • परिणाम और मूल्यांकन

    • प्रोजेक्ट सफलतापूर्वक पूरा हुआ और artificial sunlight effect को कुछ हद तक हासिल किया गया।
    • रोशनी की तीव्रता थोड़ी कम है, और lens array का grid pattern स्पष्ट रूप से दिखना एक कमी है।
    • भविष्य के सुधारों के लिए अधिक शक्तिशाली light output, बड़ा surface area, और अधिक सटीक optical design की आवश्यकता है।

  • निष्कर्ष

    • इस प्रोजेक्ट के माध्यम से PCB design, electronics, CNC manufacturing और optics के बारे में काफी ज्ञान प्राप्त हुआ।
    • code-based approach के फायदे का अनुभव हुआ और निर्माण प्रक्रिया में दक्षता बढ़ी।
    • भविष्य में version 2 विकसित करने की संभावना खुली रखी गई है, और मौजूदा परिणाम से संतोष है।

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2025-03-28
Hacker News की राय

  • बहुत शानदार। मैं Innerscene का CEO हूँ, और हम commercial artificial skylight lighting बनाते हैं। Coelux ht25 मॉडल लगभग वैसा ही है जैसा हमने बनाया है, लेकिन उसमें छोटा lens और ज़्यादा LED इस्तेमाल किए गए हैं। हालांकि, उन्होंने जो effect हासिल किया है वह अब भी इतना शानदार नहीं है। हमने perfect parallel light बनाने, lens के किनारों को छिपाने, और आसमान की ओर दिखने वाले दृश्य को seamless और artifacts-रहित बनाने में बहुत समय लगाया। मेरा मानना है कि समस्या के आखिरी 10% हिस्से में 90% काम लगता है। हमने इस समस्या को सफलतापूर्वक हल कर लिया है, लेकिन अभी हम बहुत से महंगे parts इस्तेमाल कर रहे हैं, इसलिए लागत कम करने पर काम कर रहे हैं। Innerscene patents खोजें तो हमारे approach का काफी हिस्सा समझ में आ जाएगा। हमने simulation और software पर भी बहुत समय लगाया है

  • इस setup (और ज़्यादातर high-efficiency LED lighting) की समस्या red wavelengths की कमी है। असली sunlight में visible spectrum के बहुत red end (700 nm) और infrared में काफ़ी energy होती है। इस lamp में दो spectral peaks हैं: लगभग 450 nm के blue range में एक narrow peak, और 580 nm पर centered green में एक broader peak। वह green peak तेज़ी से गिरती है और red end पर लगभग कोई energy नहीं बचती

  • हमारी आँखों में color-sensitive cone cells के sensitivity peaks तीन होते हैं। Blue range के लिए S cones, green के लिए M cones, और yellow के लिए L cones। L cones का इस्तेमाल दिमाग red देखने के लिए करता है, लेकिन वे वास्तव में 700 nm जैसे deep red के लिए बहुत sensitive नहीं होते। इसलिए हमें लगता है कि LED lamps red बना रहे हैं, जबकि वे वास्तव में बहुत ज़्यादा red energy emit नहीं करते

  • हमारा शरीर deep red light के प्रति sensitive है। Mitochondria में मौजूद cytochromes उस पर प्रतिक्रिया करते हैं। ऐसे experiments हैं जिनमें त्वचा पर red light डालने से sugar metabolism बेहतर हुआ। यह समझ में आता है, क्योंकि हम red-rich sunlight के नीचे evolve हुए हैं

  • इसलिए यह lamp sunlight जैसा दिख सकता है, लेकिन इसमें कुछ महत्वपूर्ण wavelengths गायब हैं

  • "Artificial sunlight" देखकर मैंने सोचा, "मैं इस व्यक्ति द्वारा बनाई गई light का spectrum देखना चाहूँगा।" सिर्फ़ "CRI 95+" देखकर निराशा हुई। CRI की कमियों को समझाने वाला एक बेहतरीन video है। किसी light की brightness और color temperature, lighting का सिर्फ़ छोटा हिस्सा हैं। ज़्यादा लोगों को अपने लिए सबसे उपयुक्त lighting ढूँढने के लिए spectrum measurements शुरू करने चाहिए। मेरे दोस्तों की पसंद/नापसंद spectral distributions को लेकर बहुत अलग-अलग राय है, लेकिन उनके पास अपनी preferences पहचानने या व्यक्त करने के लिए भाषा और अनुभव की कमी है

  • मैं मुख्य रूप से heat generation कम करने के लिए LED bulbs इस्तेमाल करता हूँ। लेकिन दुनिया के सभी शानदार रंग देखने के लिए मैं हमेशा थोड़ा incandescent/halogen (2400-3000K) भी मिलाकर इस्तेमाल करता हूँ

  • वाकई शानदार। मैं indoor उपयोग के लिए daytime-level light देने वाला एक lamp बना रहा हूँ। bright side पर यह 50,000 lumens है

  • डिवाइस को scale करने पर मुख्य thermal issue lamp नहीं बल्कि power supply की cooling होती है। डिवाइस को scale करते समय मैं ATX power supply पर विचार करूँगा। यह काफ़ी बड़ा होता है, आमतौर पर इसके अंदर active cooling होती है, और 12V पर आसानी से कई सौ watts दे सकता है। आम तौर पर बस PS_ON wire को ground से जोड़कर power on करना होता है

  • DIY Perks ने भी घर में artificial sunlight बनाने की कोशिश की थी, और उसने Rayleigh scattering जैसी चीज़ों पर ध्यान दिया था। वह video शानदार था। OP ने DIY Perks का खास तौर पर ज़िक्र किया था, और OP का design काफ़ी ज़्यादा compact है। कुल आकार 19cm x 19cm x 9cm है, जो 5cm focal length और 18cm x 18cm effective lighting area के लिए काफ़ी compact है। DIYPerks के video या CoeLux जैसे commercial products इस form factor तक नहीं पहुँचते

  • अच्छा है, लेकिन AliExpress पर brightness enhancement film बहुत सस्ते में मिल सकती है। Brightness enhancement film एक transparent optical film है। नीचे की layer में कुछ haze देने के लिए back coating होनी चाहिए, बीच की layer transparent PET substrate layer होती है, और ऊपर की layer micro-prism structure होती है। जब light surface layer की micro-prism structure से गुज़रती है, तो refraction, total internal reflection, light accumulation आदि के ज़रिए उसकी intensity distribution नियंत्रित होती है

  • मैं सोच रहा हूँ कि traces क्यों चुने गए। हर board पर 7 signals हैं, और सबका लक्ष्य low impedance है। Board के पीछे copper expose करके उसे अस्थायी heatsink की तरह इस्तेमाल किया जा सकता है। Circuit में loop effects की चिंता करने की ज़रूरत नहीं है, लेकिन पीछे की तरफ़ बने अजीब छोटे triangular loops नज़र आते हैं

  • मैंने पिछले साल कुछ ऐसा ही किया था, लेकिन spectrum पर ज़्यादा ध्यान दिया था, और बहुत बेहतर spectral output वाली high-power cinema lighting इस्तेमाल की थी। ज़्यादातर lights के साथ आने वाले hyperreflectors जोड़कर parallel light effect का बड़ा हिस्सा हासिल किया जा सकता है। फिर spectrum के IR हिस्से को भरने के लिए incandescent heat lamp जोड़ा, और UVA हिस्से के लिए dedicated UV LED lighting जोड़ी। UVB-only lamp जोड़ने की हिम्मत नहीं हुई

  • मैं भी घर में artificial sunlight बनाने में काफ़ी डूब गया था। आखिर में मैंने low-budget 300W-equivalent LED corn-style bulb (4000lm) और 250W incandescent heat lamp वाला समाधान चुना। मैंने light के parallelization से ज़्यादा heat पर ध्यान देने का फैसला किया। कुल लागत लगभग $75 थी