A saját zseblámpa készítése ijesztő projektnek tűnhet, és az egyedi, esztergált titániumtestű zseblámpák online példái nem segítenek ezen a benyomáson. Egy egyszerű, de funkcionális zseblámpa elkészítése azonban nem kell, hogy nehéz legyen. Ez a zseblámpa szerény költségvetésből is elkészíthető az általánosan elérhető alkatrészekkel és olcsó szerszámokkal (a legtöbbet beszerezheti a barkácsboltban). Ez egy szórakoztató projekt, és remek módja a forrasztás és az alapvető áramkörök megtanulásának is.
Az alább leírt lépések felhasználhatók egyetlen zseblámpa elkészítéséhez szórakozásból, vagy egy műhely/óra tartásához nyári táborok, vásárok, hackerterek, ifjúsági programok stb. számára. Olcsó felületre szerelt LED-et használ, és nincs vezérlő áramkör (az alkáli AA elemek belső ellenállása elegendő a LED áramának korlátozásához és a LED kiégésének megakadályozásához). A lámpa teste általánosan kapható réz vízvezetékcsőből és szerelvényekből készül. A kapcsolómechanizmus egy aljzatcsavar; húzza meg az áramkör befejezéséhez, és lazítsa meg az áramkör megszakításához.
Az egyetlen egyéb szükséges anyag némi hővezető zsugorító, némi huzal, némi műanyaghulladék és bármilyen díszítőelem, amit hozzá szeretne adni. A szükséges szerszámok közé tartozik egy cső (cső)vágó, egy butánlámpa, egy fém lyukasztó, egy forrasztópáka, egy hőlégfúvó (vagy hajszárító), egy kalapács, egy imbuszkulcs, egy olló, egy Exacto kés és egy fogó. Emellett végig viseljen védőszemüveget vagy más szemvédőt, és hasznos lenne egy hőálló kesztyű vagy egy kis csavarhúzó.
I. rész: Előkészítés
Ha ezt a projektet műhelymunkaként/óraként szeretné végezni (különösen gyerekeknek), erősen ajánlott, hogy ezeket a lépéseket előre elvégezze.
Vágjon néhány 1/2 hüvelykes névleges, M típusú rézcsövet egy csővágóval 4-1/2 hüvelykes hosszúságú darabra. Nagyon fontos, hogy a megfelelő csőfajtát szerezze be; ennek a méret/típus kombinációnak a belső átmérője éppen elég széles ahhoz, hogy beleférjenek a zseblámpát tápláló AA elemek. Érdemes megjegyezni, hogy egy “1/2 hüvelykes névleges” csövön semmi sem mér valójában 1/2 hüvelyket; a belső átmérő ebben az esetben valójában körülbelül 0,569 hüvelyk. A vágás után csiszolópapírral és/vagy egy Exacto késsel távolítsa el a cső belsejében lévő búrát (gerincet) (ha Exacto kést használ, ne nyomja túl erősen; összetörheti a pengét).
A csődarab egyik végére forrasszon egy 1/2 hüvelyk névleges x 3/4 hüvelyk névleges tágulási csatlakozót. Ez lesz a zseblámpa feje. A forrasztópáka közel sem termel elég hőt; butánlámpát vagy hasonlót kell használnia (ha még nincs ilyenje, a barkácsboltban körülbelül 20 dollárért kaphat egy lámpa/kaniszter készletet). Mielőtt elkezdené a forrasztást a fáklyával, mindenképpen távolítson el minden gyúlékony anyagot a környékről. A csatlakozó és a cső nagyon forró lesz, ezért ne tervezze, hogy puszta kézzel tudja tartani őket forrasztás közben! Készítse elő a kötést vízvezeték-szerelő (savas) folyasztószerrel; a forrasztás után ezt mindenképpen jól tisztítsa le. Amíg a csatlakozó forró, forrassza fel a csatlakozó belsejére néhány hüvelyknyi ónozott, tömör rézhuzal végét is. Ez lehetővé teszi, hogy később csatlakoztassa a zseblámpa testét a LED-hez (a zseblámpa teste az áramkör része lesz).
Válasszon ki két, #10-32 rozsdamentes acél foglalatú csavart (hüvelykujjas csavarok is működnének), az egyik körülbelül 3/4 hüvelyk hosszú, a másik körülbelül 1/4 hüvelyk hosszú. A néhány mérettel nagyobb vagy kisebb csavarok használata nem jelent problémát, amennyiben megfelelően méretezi a hozzájuk tartozó furatokat (lásd alább).
Fúrjon egy lyukat egy 1/2 hüvelykes névleges rézcső sapka tetejének közepén. Ne próbálja az ujjaival megfogni a kupakot; használjon kesztyűt, szorítót, csavarhúzót stb. Használjon valamivel kisebb átmérőjű fúrófejet, mint az Ön által használt csavarok menetátmérője. Csúsztassa a kupakot egészen a csődarab végére (azaz a tágulási csatlakozó nélküli végére). Ugyanezzel a fúrófejjel fúrjon egy másik lyukat a kupak egyik oldalán és az alatta lévő csövön keresztül. Vegye le a kupakot a csőről, és nagyítsa ki a cső oldalán lévő lyukat egy olyan fúrófejjel, amely nagyobb, mint a használt csavarok menetátmérője.
A rövidebb csavarral brutális erővel tisztességes munkát végezhet a farokfedél oldalán lévő lyuk megcsapolásával (menetek kialakításával). Először is, a csavart a lyukba ütögetve enyhén “beleharap” a menet a rézbe. Ezután húzza meg a csavart egy imbuszkulccsal vagy racsnis csavarhúzóval és hatlapfejű csavarhúzóval. Miután néhányszor be- és kicsavarta, a csavarnak elég könnyen kell működnie ahhoz, hogy az ujjaival meghúzza vagy meglazítsa. Ha azt tervezi, hogy nagyszámú zseblámpát készít, egy csapolókulccsal időt takaríthat meg. Ha csak egyet szeretne készíteni, bár ez a módszer jól fog működni, és megspórolja egy másik szerszám megvásárlását. A hosszabb csavarral ugyanígy csapolja be a meneteket a kupak végfuratába. A rövid csavar “állítócsavarként” fog működni, hogy a hátsó sapkát a zseblámpán tartsa, míg a hosszú csavar lesz a kapcsolója.
Egy kis fogó segítségével hajlítson meg egy másik hosszúságú ónozott réz tömör drótot egy lapos spirálba, amelynek közepéből egy egyenes vezeték jön ki. A spirálnak körülbelül 2/3 olyan szélesnek kell lennie, mint a rézcső belső átmérője (a szükséges huzal hossza annak átmérőjétől függ), és az egyenes huzalnak körülbelül 1,75-2 hüvelyknyire kell kijönnie a spirál közepéből. Ez a spirális drótdarab lesz az áramkör pozitív lába (az akkumulátor pozitív és a LED pozitív részének összekötése).
Az utolsó előkészítő lépés az, hogy műanyag lapokból kivágunk néhány kört. Az egyik körnek 0,565 hüvelyk átmérőjűnek kell lennie (éppen elég kicsi ahhoz, hogy beférjen a rézcső belsejébe), a közepén egy lyukkal, amely éppen elég nagy ahhoz, hogy beférjen az ónozott vezetéked. Egy másiknak 0,874 hüvelyk átmérőjűnek kell lennie (éppen elég kicsi ahhoz, hogy beférjen a tágulási csatlakozó végébe), egy másiknak pedig 0,965 hüvelyk átmérőjűnek kell lennie (a csatlakozó külső átmérője). Mindezeket viszonylag merev műanyagból kell kivágni; a középen lévő lyukkal ellátott darabnak legalább 0,060 hüvelyk vastagságúnak kell lennie; a többi darab akár 0,030 hüvelyk vastagságú is lehet. A 0,965 hüvelyk átmérőjű darabot átlátszó, matt műanyagból kell kivágni. Így eloszlatja a LED fényét, és nem károsítja senki látását, ha véletlenül a szemébe világít. Mivel ezek a műanyagdarabok olyan kicsik, általában más projektekből származó hulladékot vagy akár olyan dolgokat is használhat, mint a műanyag kagylóhéj csomagolás. A köröket a legegyszerűbben egy iránytűvágóval (vagy vágógéppel, ha van hozzá hozzáférése) lehet kivágni; ha sok türelme van, akkor csak ollót és csiszolópapírt használhat, hogy az átmérők megfelelőek legyenek.
Ha teljesen ki akarod hagyni az I. részt, akkor egyszerűen megvehetsz egy készletet is.
II. rész: Végső összeszerelés
Ha ezt a projektet műhelymunkaként/óraként szeretné lefolytatni, megtaníthatja a diákjainak az e lépések elvégzéséhez szükséges készségeket. Az osztály létszámától és az előképzettségüktől függően ezek a lépések 20-90 percet vesznek igénybe a tanulóknál.
Válassza ki a LED színét. Használjon egy 20 milliméter átmérőjű (vagy kisebb) alumínium áramirányító lapra szerelt LED-et; a LED-nek körülbelül 3 voltra és legalább 3 wattra kell lennie.
Ragassza a LED-lapot a 0,874 hüvelyk átmérőjű műanyag körre (próbálja meg középre állítani). Miután a ragasztó megszáradt, lyukassza át a LED-táblát/műanyagkört olyan közel a LED-hez, amennyire csak tudja (vigyázzon, hogy ne lyukassza ki a LED-et, vagy ne törje össze a felütésnél; könnyen eltörhetjük őket). Próbálja meg nem átlyukasztani a LED-et a LED lapon lévő forrasztópadokkal összekötő nyomvonalakat (amelyek kiemelkedő vonalként láthatók). Ha át kell ütnie egy nyomot, jelölje meg, hogy melyik forrasztópadot húzta ki. Használjon egy másik padot, amikor az alábbi lépésekben valamelyikre forrasztani kell.
A forrasztópáccal forrasztja össze a korábban készített spirált. Töltse ki forraszanyaggal a huzalok közötti összes rést, hogy egy tömör koronggá váljon.
Az imént forrasztott spirál huzalvezetékét vezesse át a 0,565 hüvelyk átmérőjű műanyag körön lévő lyukon. Hőlégfúvóval, hajszárítóval vagy más hőforrással szigetelje az imént forrasztott spirálhoz csatlakoztatott (pozitív) huzalvezetéket, valamint a zseblámpa testéhez csatlakoztatott (negatív) huzalvezetéket. Mindkét vezeték végéből hagyjon szabadon egy kis részt; ez lehetővé teszi, hogy a LED-laphoz forraszthassa őket.
Dobja át a műanyag kör/huzalspirált a zseblámpa testén hátulról, a pozitív huzalvezetékkel előrefelé mutatva. A műanyag kör ott akad meg, ahol a rézcső találkozik a rézcsatlakozóval, és a pozitív vezeték vezetéknek ki kell állnia a zseblámpa elejének közepéből. Most dobjon be utána 2 AA alkáli elemet; tegyen utána egy darab szalagot vagy papírt, hogy blokkolja az áramkört. Tegye fel a farokfedelet az elemek fölé, és húzza meg mind a “beállítócsavart”, mind a “kapcsolócsavart”. Ez a látszatszerelvény fogja a spirált és a vezetékvezetéket a helyén tartani, amíg a pozitív vezetéket a LED-hez forrasztja.
Fűzze át a pozitív vezetéket (a spirálhoz csatlakoztatva) a LED lapon/műanyagkörön lévő lyukon, és forrassza a LED lapon lévő pozitív padhoz. Forrasztja a negatív vezetéket (a zseblámpa házához csatlakoztatva) a LED-panel egy negatív padjához. A LED-tábla erős hőelvezetőként fog működni, mivel alumíniumból készült. Ez jó a LED túlmelegedésének megakadályozására, de megnehezíti a forrasztást is. Ha nem tudja elérni, hogy a forraszanyag megolvadjon és megfelelően folyjon a LED-tábla hőelvonása miatt, akkor használhat egy erősebb forrasztópákát, vagy csak célozza meg a hőlégfúvót a LED-táblára, miközben forraszt. Ez ellensúlyozni fogja a LED-tábla hőelvonó tendenciáját.
Most itt az ideje, hogy tesztelje a zseblámpát! Távolítsa el az áramkört blokkoló szalagot/papírt, és szerelje vissza a zseblámpát. Amikor meghúzza a hátul lévő csavart, annak be kell fejeznie az áramkört, és be kell kapcsolnia a LED-et. Ha ez nem történik meg, ellenőrizze ezt:
- eltávolította a szalagot/papírt az elemekről
- az elemek megfelelően vannak elhelyezve (a pozitív/csapvég a zseblámpa feje felé néz, negatív/lapos vége a hátsó kupak felé)
- minden forrasztási kötésed mechanikailag erős és jó elektromos érintkezést biztosít
- nincsenek rövidzárlatok (ahol a pozitív és negatív vezetők közvetlenül kapcsolódnak)
- a LED megfelelő módon van forrasztva:
- nem lyukasztottad át a nyomvonalat egyik olyan padon sem, amelyikre forrasztani akartál.
Mihelyt a LED tesztelt és működik, helyezze vissza a szalagot / papírt (így a LED nem ragyog a szemébe, amikor befejezi a zseblámpát), és helyezze vissza az elemeket / farokfedelet a helyére. Most óvatosan nyomja be a LED-táblát/műanyagkört a zseblámpa fejébe. Szüksége van az elemekre és a farokfedélre a helyén, hogy legyen mihez nyomnia. Meg kell döntenie a LED-táblát, hogy a negatív vezetéknek a zseblámpa fejének belsejéhez forrasztott helye alá kerüljön. Miután a LED-táblát teljesen betoljuk, vegye ki a vezetékek lazaságát, és hajlítsa oldalra, hogy ne akadályozza a LED fényét.
A következő lépések opcionálisak; kihagyhatja őket, és csak a lencsét (a matt műanyag körét) ragaszthatja a zseblámpa fejére. Ettől függetlenül valamilyen díszítés vagy szín nélkül a zseblámpa kicsit úgy néz ki, mint egy csőbomba, így valószínűleg nem jó ötlet így hordozni.
Most már díszítheted is a zseblámpádat! Tekerd be színes szalaggal, fesd le, tekerj rá drótot, hogy “markolat” legyen rajta, faragj bele mintákat; csinálj, amit csak akarsz, hogy személyre szabd és a sajátoddá tedd. Ha elkészültél, használj egy darab 1 hüvelyk átmérőjű, átlátszó hővezető zsugorítót, hogy a díszítéseket a helyükre rögzítsd, és a zseblámpa lencséjét (a matt műanyag kör) a helyén tartsd. Helyezze a lencsét a zseblámpa fejére, és csúsztassa a hősugárzót mindkettőre úgy, hogy körülbelül 1/4 hüvelykkel túlnyúlik a lencsén. Használja a hőlégfúvóját, hogy egyenletesen felmelegítse az utolsó kb. két hüvelyknyi zsugorszalagot, hogy az körbevegye a fejet. Ha sokáig használja a hőlégfúvót, a zseblámpa teste túl forró lesz ahhoz, hogy puszta kézzel fogja, ezért tartson készenlétben egy kesztyűt vagy rongyot, amivel megfoghatja. A fej végén túlnyúló hővezető zsugorítót elég forróvá tegye, hogy puha és hajlékony legyen, majd nyomja és tartsa a fejet egy sima felülethez, amíg le nem hűl. Most már laposan kell a lencséhez simulnia.
A többi hővezető zsugorcsövet zsugorítsa a zseblámpa testére. Ha a hővezető zsugorcső átfedi a hátsó kupakot, vágja le az átfedő hővezető zsugorcsövet. Vagy, zsugorítsa a testet és a hátsó sapkát, és amikor kihűl, vágjon egy vonalat a hátsó sapka vége körül egy Exacto késsel, hogy még mindig le tudja venni (vágjon egy lyukat a beállítócsavarnak is). A zseblámpa elkészült!
