Fare la propria torcia può sembrare un progetto intimidatorio, e gli esempi online di torce personalizzate, tornite in titanio, non aiutano con questa impressione. Tuttavia, fare una torcia di base ma funzionale non deve essere difficile. Questa torcia può essere completata con un budget modesto con parti comunemente disponibili e strumenti poco costosi (è possibile ottenere la maggior parte di loro al negozio di ferramenta). È un progetto divertente ed è anche un ottimo modo per imparare la saldatura e i circuiti di base.
I passi descritti di seguito possono essere utilizzati per fare una singola torcia per divertimento, o per eseguire un workshop/classe per campi estivi, fiere, hackerspaces, programmi di sensibilizzazione dei giovani, ecc. Utilizza un economico LED a montaggio superficiale e nessun circuito di controllo (la resistenza interna delle batterie alcaline AA è sufficiente per limitare la corrente al LED e impedirgli di bruciarsi). Il corpo è fatto da un comune tubo di rame per l’acqua e raccordi. Il meccanismo dell’interruttore è una vite a bussola; stringerla per completare il circuito e allentarla per interromperlo.
Gli unici altri materiali necessari sono un po’ di termorestringente, un po’ di filo, della plastica di scarto, e qualsiasi elemento decorativo si voglia aggiungere. Gli strumenti necessari includono un tagliatubi (tubo), una torcia a butano, un punzone per metalli, un saldatore, una pistola termica (o asciugacapelli), un martello, una chiave a brugola, forbici, un coltello Exacto e pinze. Inoltre, si dovrebbero indossare occhiali di sicurezza o altre protezioni per gli occhi per tutto il tempo, e un guanto resistente al calore o una piccola morsa sarebbe utile.
Parte I: Preparazione
Se si vuole eseguire questo progetto come un laboratorio/classe (soprattutto per i bambini), è fortemente suggerito di completare questi passaggi prima del tempo.
Tagliare alcuni 1/2 pollici nominale, tubo di rame tipo M in un pezzo di lunghezza 4-1/2 pollici con un tagliatubi. È molto importante che tu ottenga il tipo corretto di tubo; il diametro interno di questa combinazione di dimensioni/tipo è appena sufficiente per adattarsi alle batterie AA che alimenteranno la torcia. Vale la pena notare che nulla su un tubo ‘1/2 pollice nominale’ misura effettivamente 1/2 pollice; il diametro interno in questo caso è in realtà circa 0,569 pollici. Dopo il taglio, rimuovere la fresa (cresta) all’interno del tubo con carta vetrata e / o un coltello Exacto (se si utilizza un coltello Exacto, non premere troppo forte, si potrebbe rompere la lama).
Saldare un 1/2 pollici nominale da 3/4 pollici nominale giunto di espansione su una estremità del pezzo di tubo. Questa sarà la testa della torcia. Un saldatore non genera quasi abbastanza calore; è necessario utilizzare una torcia a butano o simili (se non ne avete già una, è possibile ottenere una torcia / bombola set per circa $ 20 al negozio di ferramenta). Prima di iniziare a saldare con la torcia, assicurati di rimuovere tutto il materiale infiammabile dalle vicinanze. Il giunto e il tubo diventeranno molto caldi, quindi non pensate di poterli tenere con la mano nuda mentre saldate! Preparate il giunto con il fondente per idraulici (acido); assicuratevi di pulirlo bene dopo la saldatura. Mentre il giunto è caldo, saldate anche l’estremità di qualche centimetro di filo di rame solido e stagnato all’interno del giunto. Questo vi permetterà di collegare il corpo della torcia al LED più tardi (il corpo della torcia sarà parte del circuito).
Scegliete due viti a brugola #10-32 in acciaio inossidabile (funzionano anche le viti a testa zigrinata), una lunga circa 3/4 di pollice e l’altra lunga circa 1/4 di pollice. L’uso di viti di alcune dimensioni più grandi o più piccole non sarà un problema, purché si dimensionino i fori per loro correttamente (vedi sotto).
Fate un foro al centro della parte superiore di un tappo di tubo di rame da 1/2 pollice nominale. Non cercare di tenere il tappo con le dita; usa i guanti, un morsetto, una morsa ecc. Usate una punta da trapano di diametro leggermente inferiore al diametro filettato delle viti che state usando. Fai scorrere il tappo fino in fondo sull’estremità di coda del tuo pezzo di tubo (cioè l’estremità senza il giunto di espansione). Usa la stessa punta per fare un altro foro attraverso un lato del tappo e attraverso il tubo sotto di esso. Togliete il tappo dal tubo, e allargate il foro nel lato del tubo con una punta da trapano che sia più grande del diametro filettato delle viti che state usando.
Puoi fare con la forza bruta un lavoro decente di spillare (formare delle filettature) il foro nel lato del tappo con la vite più corta. Per prima cosa, fate in modo che le filettature “mordano” nel rame martellando leggermente la vite nel foro. Poi, stringete la vite usando una chiave a brugola o un cacciavite a cricchetto con una punta esagonale. Dopo averla avvitata dentro e fuori un paio di volte, dovrebbe funzionare abbastanza facilmente da stringere o allentare con le dita. Se pensate di fare un gran numero di torce, una chiave a cricchetto vi farà risparmiare tempo. Se si vuole solo fare uno, anche se questo metodo funzionerà bene e salva l’acquisto di un altro strumento. Toccare le filettature con la vite più lunga nel foro finale del tappo nello stesso modo. La vite corta fungerà da ‘vite di arresto’ per mantenere il tappo sulla torcia, mentre la vite lunga sarà il vostro interruttore.
Utilizzando un piccolo paio di pinze, piegate un’altra lunghezza di filo solido di rame stagnato in una spirale piatta con un filo diritto che esce dal centro. La spirale dovrebbe essere larga circa 2/3 del diametro interno del tubo di rame (la lunghezza del filo necessario dipenderà dal suo diametro), e il filo dritto dovrebbe uscire dal centro della spirale a circa 1,75-2 pollici. Questo pezzo di filo a spirale sarà la gamba positiva del tuo circuito (collegando il positivo della batteria al positivo del LED).
L’ultimo passo di preparazione è tagliare alcuni cerchi dai fogli di plastica. Un cerchio dovrebbe avere un diametro di 0,565 pollici (abbastanza piccolo da adattarsi al tubo di rame), con un buco nel mezzo abbastanza grande da contenere il filo stagnato. Un altro dovrebbe essere di 0,874 pollici di diametro (abbastanza piccolo da adattarsi all’interno della fine del giunto di espansione), e un altro dovrebbe essere di 0,965 pollici di diametro (il diametro esterno del giunto). Tutti questi dovrebbero essere tagliati in plastica relativamente rigida; il pezzo con il foro nel mezzo dovrebbe essere almeno 0,060 pollici di spessore; gli altri possono essere sottili come 0,030 pollici. Il pezzo del diametro di 0,965 pollici dovrebbe essere tagliato da plastica trasparente smerigliata. In questo modo, diffonderà la luce del LED e non danneggerai la vista di nessuno se accidentalmente lo farai brillare nei loro occhi. Poiché questi pezzi di plastica sono così piccoli, di solito si possono usare scarti di altri progetti o anche cose come imballaggi di plastica a conchiglia. Il modo più semplice per tagliare i cerchi è con un cutter a compasso (o una macchina da taglio se hai accesso a uno); se hai molta pazienza puoi semplicemente usare forbici e carta vetrata per ottenere i diametri giusti.
Se vuoi saltare completamente la parte I, puoi anche solo comprare un kit.
Parte II: Assemblaggio finale
Se vuoi eseguire questo progetto come un workshop/classe, puoi insegnare ai tuoi studenti le abilità necessarie per completare questi passi. A seconda delle dimensioni della tua classe e delle loro competenze precedenti, questi passaggi dovrebbero richiedere agli studenti tra i 20 e i 90 minuti.
Scegli un colore di LED. Dovresti usare un LED montato su una scheda di controllo dell’alimentazione in alluminio di 20 millimetri di diametro (o più piccola); il LED dovrebbe essere valutato per circa 3 volt e almeno 3 watt.
Incolla la scheda LED sul cerchio di plastica del diametro di 0,874 pollici (cerca di centrarlo). Dopo che la colla si è asciugata, fare un buco attraverso la scheda LED/cerchio di plastica il più vicino possibile al LED (fare attenzione a non prendere a pugni il LED o schiacciarlo durante la salita; è facile romperli). Cerca di non perforare nessuna delle tracce (visibili come linee in rilievo) che collegano il LED alle piazzole di saldatura sulla scheda LED. Se devi perforare una traccia, segna quale pad di saldatura hai appena disconnesso. Usa un pad diverso quando hai bisogno di saldare su uno dei passi seguenti.
Utilizza un saldatore per saldare insieme la spirale che hai fatto prima. Riempi tutti gli spazi tra i fili con lo stagno, in modo che diventi un disco solido.
Infilare il filo della spirale che hai appena saldato attraverso il foro nel cerchio di plastica di 0,565 pollici di diametro. Usate una pistola termica, un asciugacapelli o un’altra fonte di calore per isolare il filo (positivo) collegato alla spirale che avete appena saldato, così come il filo (negativo) collegato al corpo della torcia. Lascia una piccola parte dell’estremità di ogni cavo esposto; questo ti permetterà di saldarli alla tua scheda LED.
Fate cadere il cerchio di plastica/spirale di filo attraverso il corpo della torcia dal retro, con il cavo positivo puntato in avanti. Il cerchio di plastica si fermerà dove il tubo di rame incontra il giunto di rame, e il cavo positivo dovrebbe spuntare dal centro della parte anteriore della torcia. Ora mettete 2 batterie alcaline AA dopo di esso; mettete un pezzo di nastro o di carta dopo di loro per bloccare il circuito. Mettete il tappo sopra le batterie e stringete sia la “vite di regolazione” che la “vite dell’interruttore”. Questo finto assemblaggio terrà la spirale e il cavo in posizione mentre saldate il cavo positivo al LED.
Fate passare il cavo positivo (collegato alla spirale) attraverso il foro nella scheda LED/cerchio di plastica e saldatelo ad un pad positivo sulla scheda LED. Saldare il cavo negativo (collegato all’alloggiamento della torcia) a una piazzola negativa sulla scheda LED. La scheda LED agirà come un potente dissipatore di calore, dato che è fatta di alluminio. Questo è un bene per mantenere il LED dal surriscaldamento, ma lo rende anche difficile da saldare. Se non riesci a far sciogliere e a far fluire correttamente la saldatura a causa della scheda LED che allontana il calore, puoi usare un saldatore più potente o semplicemente puntare la pistola termica sulla scheda LED mentre saldi. Questo contrasterà la tendenza a dissipare il calore della scheda LED.
Ora è il momento di testare la tua torcia! Rimuovi il nastro/carta che sta bloccando il circuito e rimonta la torcia. Quando stringi la vite sul retro, questo dovrebbe completare il circuito e accendere il tuo LED. Se non lo fa, controlla:
- abbia rimosso il nastro/carta dalle batterie
- le batterie siano orientate correttamente (estremità positiva/nucleo verso la testa della torcia,
- tutte le saldature sono meccanicamente forti e fanno un buon contatto elettrico
- non ci sono cortocircuiti (dove i conduttori positivo e negativo si collegano direttamente)
- il LED è saldato nel modo giusto: cavo negativo dal corpo della torcia a una piazzola negativa, cavo positivo dalla spirale a una piazzola positiva
- non hai fatto un buco nella traccia di nessuna delle piazzole su cui hai scelto di saldare.
Una volta che hai il tuo LED testato e funzionante, rimetti il nastro/carta (così il LED non brillerà nei tuoi occhi mentre finisci la torcia), e rimetti le batterie/coperchio a coda al loro posto. Ora spingi attentamente la scheda LED/cerchio di plastica nella testa della torcia. Hai bisogno delle batterie e del tappo in posizione in modo da avere qualcosa contro cui spingere. Dovrete inclinare la scheda LED per arrivare sotto il punto in cui il cavo negativo è saldato all’interno della testa della torcia. Una volta che la scheda LED è spinta fino in fondo, prendete qualsiasi allentamento dei cavi e piegateli ai lati in modo da non ostacolare la luce del LED.
I seguenti passi sono opzionali; potresti saltarli e incollare solo la lente (il tuo cerchio di plastica smerigliata) sulla testa della torcia. Detto questo, senza decorazioni o colori di qualche tipo la torcia assomiglia un po’ ad una bomba a tubo, quindi probabilmente non è una buona idea portarla in giro in quel modo.
Ora puoi decorare la tua torcia! Avvolgila con del nastro colorato, dipingila, avvolgila con del filo metallico per creare una “presa”, incidici dei motivi; fai quello che vuoi per personalizzarla e renderla tua. Una volta che hai finito, usa un pezzo di termorestringente trasparente del diametro di 1 pollice per sigillare le tue decorazioni e tenere la lente della torcia (il tuo cerchio di plastica smerigliata) in posizione. Posizionare la lente sopra la testa della torcia, e far scorrere il termorestringente su entrambi in modo che sporge circa 1/4 di pollice oltre la lente. Utilizzare la pistola termica per riscaldare gli ultimi due pollici o giù di lì di termorestringente uniformemente in modo che incapsula la testa. Se si utilizza la pistola termica per un lungo tratto, il corpo torcia diventerà troppo caldo per tenere con le mani nude, quindi avere un guanto o uno straccio pronto a tenerlo con. Fate in modo che il termorestringente che sporge oltre l’estremità della testa sia abbastanza caldo in modo che sia morbido e malleabile, poi premete e tenete la testa contro una superficie liscia finché non si raffredda. Ora dovrebbe essere distesa contro la lente.
Rifletti il resto del termorestringente sul corpo della torcia. Se il termorestringente si sovrappone al tappo, tagliare il termorestringente che si sovrappone. Oppure, termorestringere il corpo e il tappo, e quando si raffredda tagliare una linea intorno alla fine del tappo con un coltello Exacto in modo da poterlo ancora togliere (anche tagliare un foro per la vite di arresto). La vostra torcia è completa!
