Faire sa propre lampe de poche peut sembler un projet intimidant, et les exemples en ligne de lampes de poche personnalisées, tournées au tour et dotées d’un corps en titane, n’aident pas à cette impression. Pourtant, fabriquer une lampe de poche basique mais fonctionnelle n’est pas forcément difficile. Cette lampe peut être réalisée pour un budget modeste avec des pièces courantes et des outils peu coûteux (la plupart d’entre eux sont disponibles en quincaillerie). C’est un projet amusant et constitue également un excellent moyen d’apprendre la soudure et les circuits de base.
Les étapes décrites ci-dessous peuvent être utilisées pour fabriquer une seule lampe de poche pour le plaisir, ou pour animer un atelier/classe pour les camps d’été, les foires, les hackerspaces, les programmes de sensibilisation des jeunes, etc. Elle utilise une LED montée en surface peu coûteuse et aucun circuit de contrôle (la résistance interne des piles alcalines AA est suffisante pour limiter le courant vers la LED et l’empêcher de s’éteindre). Le corps est fabriqué à partir de tuyaux d’eau et de raccords en cuivre courants. Le mécanisme de l’interrupteur est une vis à douille ; serrez-la pour compléter le circuit et desserrez-la pour couper le circuit.
Les seuls autres matériaux nécessaires sont un peu de gaine thermorétractable, un peu de fil, des chutes de plastique et tout élément décoratif que vous voulez ajouter. Les outils nécessaires comprennent un coupe-tube (tuyau), un chalumeau au butane, un poinçon à métal, un fer à souder, un pistolet thermique (ou un sèche-cheveux), un marteau, une clé Allen, des ciseaux, un couteau Exacto et des pinces. De plus, vous devriez porter des lunettes de sécurité ou une autre protection oculaire tout au long du projet, et un gant résistant à la chaleur ou un petit étau serait utile.
Partie I : Préparation
Si vous voulez exécuter ce projet en tant qu’atelier/classe (surtout pour les enfants), il est fortement suggéré de compléter ces étapes à l’avance.
Coupez un certain tuyau de cuivre nominal de 1/2 pouce, de type M, en un morceau de 4-1/2 pouces de longueur avec un coupe-tube. Il est très important que vous obteniez le bon type de tuyau ; le diamètre intérieur de cette combinaison taille/type est juste assez large pour s’adapter aux piles AA qui alimenteront la lampe de poche. Il est important de noter que rien sur un tuyau « 1/2 pouce nominal » ne mesure réellement 1/2 pouce ; le diamètre intérieur dans ce cas est en fait de 0,569 pouce. Après avoir coupé, retirez la bavure (arête) sur l’intérieur du tuyau avec du papier de verre et/ou un couteau Exacto (si vous utilisez un couteau Exacto, n’appuyez pas trop fort ; vous pourriez briser la lame).
Soudez un raccord d’expansion de 1/2 pouce nominal par 3/4 pouce nominal sur une extrémité du morceau de tuyau. Ce sera la tête de la lampe de poche. Un fer à souder est loin de générer assez de chaleur ; vous devrez utiliser une torche à butane ou similaire (si vous n’en avez pas déjà une, vous pouvez obtenir un ensemble torche/bidon pour environ 20 $ à la quincaillerie). Avant de commencer à souder avec le chalumeau, veillez à retirer tout matériau inflammable des environs. Le raccord et le tuyau vont devenir très chauds, ne prévoyez pas de pouvoir les tenir à main nue pendant la soudure ! Préparez le joint avec du flux de plombier (acide) ; veillez à bien le nettoyer après la soudure. Pendant que le raccord est chaud, soudez également l’extrémité de quelques pouces de fil de cuivre massif étamé à l’intérieur du raccord. Cela vous permettra de connecter le corps de la lampe de poche à la LED plus tard (le corps de la lampe de poche va faire partie du circuit).
Sélectionnez deux vis à douille en acier inoxydable #10-32 (des vis à oreilles fonctionneraient également), une d’environ 3/4 de pouce de long et l’autre d’environ 1/4 de pouce de long. L’utilisation de vis de quelques tailles supérieures ou inférieures ne sera pas un problème, tant que vous dimensionnez correctement les trous pour elles (voir ci-dessous).
Faites un trou au centre du haut d’un bouchon de tuyau en cuivre de 1/2 pouce nominal. N’essayez pas de tenir le bouchon avec vos doigts ; utilisez des gants, une pince, un étau, etc. Utilisez une mèche de diamètre légèrement inférieur au diamètre du filetage des vis que vous utilisez. Faites glisser le bouchon jusqu’au bout sur l’extrémité de votre tuyau (c’est-à-dire l’extrémité sans le raccord d’expansion). Utilisez la même mèche pour percer un autre trou à travers un côté du capuchon et à travers le tuyau situé en dessous. Retirez le capuchon du tuyau et agrandissez le trou sur le côté du tuyau avec une mèche plus grande que le diamètre du filetage des vis que vous utilisez.
Vous pouvez forcer brutalement un travail décent de taraudage (formation de filets dans) le trou dans le côté du bouchon de queue avec la vis plus courte. D’abord, faites en sorte que les filets » mordent » dans le cuivre en martelant légèrement la vis dans le trou. Ensuite, serrez la vis à l’aide d’une clé Allen ou d’un tournevis à cliquet avec un embout hexagonal. Après l’avoir vissée et dévissée plusieurs fois, vous devriez pouvoir la serrer ou la desserrer assez facilement avec vos doigts. Si vous prévoyez de fabriquer un grand nombre de lampes de poche, une clé à ergots vous fera gagner du temps. Si vous ne voulez en fabriquer qu’une, cette méthode fonctionnera très bien et vous évitera d’acheter un autre outil. Tapez les filets avec la vis la plus longue dans le trou d’extrémité du capuchon de la même manière. La vis courte agira comme une » vis de réglage » pour garder le capuchon sur la lampe de poche, tandis que la vis longue sera votre interrupteur.
À l’aide d’une petite paire de pinces, pliez une autre longueur de fil solide en cuivre étamé en une spirale plate avec un fil conducteur droit sortant du centre. La spirale doit être environ 2/3 de la largeur du diamètre intérieur du tuyau de cuivre (la longueur de fil dont vous aurez besoin dépendra de son diamètre), et le fil droit doit sortir du milieu de la spirale à environ 1,75 à 2 pouces. Ce morceau de fil en spirale sera la branche positive de votre circuit (reliant le positif de la batterie au positif de la LED).
La dernière étape de préparation consiste à découper quelques cercles dans des feuilles de plastique. Un cercle devrait être de 0,565 pouces de diamètre (juste assez petit pour s’adapter à l’intérieur du tuyau de cuivre), avec un trou au milieu juste assez grand pour accueillir votre fil étamé. Un autre cercle doit avoir un diamètre de 0,874 pouce (juste assez petit pour s’adapter à l’extrémité du raccord d’expansion), et un autre doit avoir un diamètre de 0,965 pouce (le diamètre extérieur du raccord). Toutes ces pièces doivent être découpées dans du plastique relativement rigide ; la pièce avec le trou au milieu doit avoir une épaisseur d’au moins 0,060 pouce ; les autres peuvent être aussi fines que 0,030 pouce. La pièce de 0,965 pouce de diamètre doit être découpée dans du plastique transparent givré. De cette façon, elle diffusera la lumière de la LED et vous n’endommagerez pas la vue de quelqu’un si vous l’envoyez accidentellement dans ses yeux. Comme ces morceaux de plastique sont si petits, vous pouvez généralement utiliser des déchets provenant d’autres projets ou même des objets tels que des emballages en plastique. La façon la plus simple de découper des cercles est avec un compas (ou une machine à découper si vous y avez accès) ; si vous avez beaucoup de patience, vous pouvez juste utiliser des ciseaux et du papier de verre pour obtenir les bons diamètres.
Si vous voulez sauter entièrement la partie I, vous pouvez aussi simplement acheter un kit.
Partie II : assemblage final
Si vous voulez mener ce projet en tant qu’atelier/classe, vous pouvez enseigner à vos étudiants les compétences nécessaires pour compléter ces étapes. Selon la taille de votre classe et leurs compétences antérieures, ces étapes devraient prendre aux étudiants entre 20 et 90 minutes.
Choisissez une couleur de LED. Vous devriez utiliser une DEL montée sur une carte de contrôle d’alimentation en aluminium de 20 millimètres de diamètre (ou plus petite) ; la DEL devrait être évaluée pour environ 3 volts et au moins 3 watts.
Collez la carte LED sur le cercle en plastique de 0,874 pouce de diamètre (essayez de la centrer). Une fois que la colle a séché, perforez un trou à travers la carte LED/le cercle en plastique aussi près que possible de la LED (faites attention de ne pas percer la LED ou de la frapper lors de la course ascendante ; il est facile de les casser). Essayez de ne pas percer les traces (visibles sous forme de lignes en relief) qui relient la DEL aux pastilles de soudure sur la carte de DEL. Si vous devez percer une trace, marquez le plot de soudure que vous venez de déconnecter. Utilisez un pad différent lorsque vous devez souder à l’un d’entre eux dans les étapes ci-dessous.
Utilisez un fer à souder pour souder ensemble la spirale que vous avez faite plus tôt. Remplissez tous les espaces entre les fils avec de la soudure, de sorte que cela devienne un disque solide.
Filez le fil conducteur de la de spirale que vous venez de souder à travers le trou dans le cercle en plastique de 0,565 pouce de diamètre. Utilisez un pistolet thermique ou un sèche-cheveux ou toute autre source de chaleur pour isoler le fil (positif) connecté à la spirale que vous venez de souder, ainsi que le fil (négatif) connecté au corps de la lampe de poche. Laissez une petite partie de l’extrémité de chaque fil exposée ; cela vous permettra de les souder à votre carte LED.
Déposez le cercle en plastique/spirale de fil à travers le corps de la lampe de poche par l’arrière, avec le fil conducteur positif pointé vers l’avant. Le cercle en plastique s’accrochera à l’endroit où le tuyau en cuivre rencontre le raccord en cuivre, et le fil positif devrait sortir au milieu de l’avant de la lampe de poche. Placez ensuite 2 piles alcalines AA ; placez un morceau de ruban adhésif ou de papier après elles pour bloquer le circuit. Placez le capuchon sur les piles et serrez la vis de réglage et la vis de l’interrupteur. Ce montage factice maintiendra la spirale et le fil conducteur en place pendant que vous soudez le fil positif à la LED.
Filez le fil positif (connecté à la spirale) à travers le trou dans la carte LED/cercle en plastique et soudez-le à une pastille positive sur la carte LED. Soudez le fil négatif (connecté au boîtier de la lampe de poche) à une pastille négative sur la carte LED. La carte à DEL agira comme un puissant dissipateur thermique, puisqu’elle est faite d’aluminium. Cela permet d’éviter la surchauffe de la LED, mais rend également la soudure difficile. Si vous ne parvenez pas à faire fondre la soudure et à la faire couler correctement parce que la carte LED évacue la chaleur, vous pouvez utiliser un fer à souder plus puissant ou simplement diriger votre pistolet thermique vers la carte LED pendant que vous soudez. Cela contrebalancera la tendance à l’évacuation de la chaleur de la carte LED.
Maintenant il est temps de tester votre lampe de poche ! Retirez le ruban/papier qui bloque le circuit et réassemblez la lampe de poche. Lorsque tu serres la vis à l’arrière, cela devrait compléter le circuit et allumer ta LED. Si ce n’est pas le cas, vérifiez cela :
- vous avez retiré le ruban/papier des piles
- les piles sont orientées correctement (extrémité positive/nubulaire vers la tête de la lampe de poche, extrémité négative/plat vers le capuchon arrière)
- tous vos joints de soudure sont mécaniquement solides et établissent un bon contact électrique
- vous n’avez pas de court-circuit (où les conducteurs positifs et négatifs se connectent directement)
- la DEL est soudée dans le bon sens : le conducteur négatif du corps de la lampe de poche vers un plot négatif, le conducteur positif de la spirale vers un plot positif
- vous n’avez pas percé un trou dans la trace de l’un ou l’autre des plots que vous avez choisi de souder.
Une fois que vous avez testé et fait fonctionner votre LED, remettez le ruban/papier (pour que la LED ne brille pas dans vos yeux lorsque vous terminez la lampe de poche), et remettez les piles/bouchon en place. Maintenant, pousse délicatement la carte à DEL/le cercle en plastique dans la tête de la lampe de poche. Il faut que les piles et le capuchon soient en place pour que tu aies quelque chose contre quoi pousser. Vous devrez incliner la carte LED pour passer sous l’endroit où le fil négatif est soudé à l’intérieur de la tête de la lampe. Une fois que la carte LED est poussée à fond, prenez tout le mou dans les fils et pliez-le sur les côtés afin qu’il n’obstrue pas la lumière de la LED.
Les étapes suivantes sont facultatives ; vous pourriez les sauter et simplement coller la lentille (votre cercle en plastique dépoli) sur la tête de la lampe de poche. Ceci étant dit, sans décoration ou couleur quelconque, la lampe de poche ressemble un peu à une bombe à pipe, donc ce n’est probablement pas une bonne idée de la transporter de cette façon.
Maintenant tu peux décorer ta lampe de poche ! Enveloppe-la de ruban adhésif de couleur, peins-la, enroule du fil de fer autour d’elle pour créer une » poignée « , grave des motifs dessus ; fais ce que tu veux pour la personnaliser et la rendre tienne. Une fois que vous avez terminé, utilisez un morceau de gaine thermorétractable transparente d’un pouce de diamètre pour sceller vos décorations et maintenir la lentille de la lampe de poche (votre cercle en plastique givré) en place. Placez la lentille sur la tête de la lampe de poche et faites glisser la gaine thermorétractable sur les deux parties de façon à ce qu’elle dépasse d’environ 1 cm la lentille. Utilisez votre pistolet thermique pour chauffer uniformément les deux derniers centimètres de gaine thermorétractable afin qu’elle englobe la tête. Si vous utilisez le pistolet thermique pendant une longue période, le corps de la torche deviendra trop chaud pour être tenu à mains nues, alors préparez un gant ou un chiffon pour le tenir. Faites chauffer le thermorétractable qui dépasse de l’extrémité de la tête pour qu’il soit souple et flexible, puis appuyez et maintenez la tête contre une surface lisse jusqu’à ce qu’elle refroidisse. Elle devrait maintenant reposer à plat contre la lentille.
Rétracter le reste du thermorétractable sur le corps de la torche. Si le thermorétractable chevauche le capuchon de queue, coupez le thermorétractable qui chevauche. Ou bien, rétrécissez le corps et le capuchon arrière, et quand ils refroidissent, coupez une ligne autour de l’extrémité du capuchon arrière avec un couteau Exacto pour pouvoir l’enlever (coupez également un trou pour la vis de pression). Votre lampe de poche est complète !
