Fazer a sua própria lanterna pode parecer um projecto intimidante, e os exemplos online de lanternas personalizadas com corpo de titânio torneado não ajudam com essa impressão. No entanto, fazer uma lanterna básica mas funcional não tem que ser difícil. Esta lanterna pode ser completada com um orçamento modesto com peças normalmente disponíveis e ferramentas baratas (você pode obter a maioria delas na loja de hardware). É um projeto divertido e também faz uma ótima maneira de aprender soldagem e circuitos básicos.
Os passos descritos abaixo podem ser usados para fazer uma única lanterna para se divertir, ou para administrar uma oficina/classe para acampamentos de verão, feiras, espaços para hackers, programas de alcance de jovens, etc. Ela usa um LED de montagem de superfície barato e nenhum circuito de controle (a resistência interna das pilhas alcalinas AA é suficiente para limitar a corrente para o LED e evitar que ele se queime). O corpo é feito de tubos de água e acessórios de cobre comumente disponíveis. O mecanismo do interruptor é um parafuso de tomada; aperte-o para completar o circuito e solte-o para quebrar o circuito.
Os únicos outros materiais necessários são alguns termo-retrácteis, alguns fios, alguns pedaços de plástico, e quaisquer elementos decorativos que queira adicionar. As ferramentas necessárias incluem um cortador de tubo (tubo), uma tocha de butano, um furador de metal, um ferro de soldar, uma pistola de calor (ou secador de cabelo), um martelo, uma chave Allen, uma tesoura, uma faca Exacto, e um alicate. Além disso, você deve usar óculos de segurança ou outra proteção para os olhos em todo o processo, e uma luva resistente ao calor ou um pequeno torno seria útil.
Parte I: Preparação
Se você quiser executar este projeto como uma oficina/classe (especialmente para crianças), é fortemente sugerido que você complete estes passos antes do tempo.
Cortar cerca de 1/2 polegada nominal, tipo M tubo de cobre em uma peça de 4-1/2 polegada de comprimento com um cortador de tubos. É muito importante que você obtenha o tipo correto de tubo; o diâmetro interno desta combinação de tamanho/tipo é apenas largo o suficiente para caber nas pilhas AA que irão alimentar a lanterna. Vale a pena notar que nada num tubo de ‘1/2 polegada nominal’ mede realmente 1/2 polegada; o diâmetro interno neste caso é na verdade cerca de 0,569 polegadas. Depois de cortar, remova a broca (rebordo) no interior do tubo com lixa e/ou uma faca Exacto (se você usar uma faca Exacto, não pressione com muita força; você pode quebrar a lâmina).
Soldar um acoplamento de expansão nominal de 1/2 polegada por 3/4 polegada nominal em uma das extremidades do tubo. Esta será a cabeça da lanterna. Um ferro de solda não gera quase calor suficiente; você precisará usar uma tocha de butano ou similar (se você ainda não tiver uma, você pode obter um conjunto tocha/canisterna por cerca de $20 na loja de ferragens). Antes de começar a soldar com a tocha, certifique-se de remover todo o material inflamável das proximidades. O acoplamento e o cano vão ficar muito quentes, por isso não planeies segurá-los com a mão nua enquanto soldas! Prepare a junta com o fluxo (ácido) do canalizador; não se esqueça de limpar bem esta junta após a soldadura. Enquanto o acoplamento estiver quente, solde também a extremidade de alguns centímetros de fio de cobre sólido e estanhado no interior do acoplamento. Isto permitirá que você conecte o corpo da lanterna ao LED mais tarde (o corpo da lanterna fará parte do circuito).
Seleccione dois, #10-32 parafusos de encaixe em aço inoxidável (os parafusos polegares também funcionariam), um com cerca de 3/4 polegadas de comprimento e o outro com cerca de 1/4 polegadas de comprimento. O uso de parafusos de alguns tamanhos maiores ou menores não será um problema, desde que você dimensione os furos para eles adequadamente (veja abaixo).
Furar um furo no centro do topo de uma tampa de tubo de cobre nominal de 1/2 polegada. Não tente segurar a tampa com os dedos; use luvas, um grampo, um torno, etc. Use uma broca com diâmetro ligeiramente menor do que o diâmetro roscado dos parafusos que você está usando. Deslize a tampa até à extremidade traseira do seu pedaço de tubo (ou seja, a extremidade sem o acoplamento de expansão). Use a mesma broca para fazer outro furo através de um dos lados da tampa e através do tubo por baixo dela. Tire a tampa do tubo e aumente o furo na lateral do tubo com uma broca que seja maior que o diâmetro roscado dos parafusos que você está usando.
Você pode fazer um bom trabalho de rosqueamento (formando roscas dentro) do furo na lateral da tampa traseira com o parafuso mais curto. Primeiro, faça as roscas “morderem” o cobre martelando ligeiramente o parafuso no buraco. Em seguida, aperte o parafuso usando uma chave Allen ou uma chave de fenda de catraca com um bit hexagonal. Depois de o ter aparafusado algumas vezes, deve funcionar com facilidade o suficiente para apertar ou soltar com os dedos. Se você planeja fazer um grande número de lanternas, uma chave de torneira vai economizar tempo. Se você só quiser fazer uma, embora este método funcione bem e poupe a compra de outra ferramenta. Toque as roscas com o parafuso mais longo no orifício final da tampa da mesma forma. O parafuso curto funcionará como um ‘parafuso de ajuste’ para manter a tampa traseira na lanterna, enquanto o parafuso longo será o seu interruptor.
Usando um pequeno par de alicates, dobre outro comprimento de fio sólido de cobre estanhado em uma espiral plana com um fio reto saindo do centro. A espiral deve ter cerca de 2/3 da largura do diâmetro interno do tubo de cobre (o comprimento do fio necessário dependerá do seu diâmetro), e o fio reto deve sair do meio da espiral cerca de 1,75 a 2 polegadas. Este pedaço de fio espiralado será a perna positiva do seu circuito (ligando a bateria positiva ao LED positivo).
O último passo de preparação é cortar alguns círculos das folhas de plástico. Um círculo deve ter 0,565 polegadas de diâmetro (apenas pequeno o suficiente para caber dentro do tubo de cobre), com um buraco no meio apenas grande o suficiente para caber no seu fio estanhado. Outro deve ter 0,874 polegadas de diâmetro (apenas pequeno o suficiente para caber dentro da extremidade do acoplamento de expansão), e outro deve ter 0,965 polegadas de diâmetro (o diâmetro externo do acoplamento). Todos estes devem ser cortados de plástico relativamente rígido; a peça com o buraco no meio deve ter pelo menos 0,060 polegadas de espessura; os outros podem ser tão finos quanto 0,030 polegadas. A peça com 0,965 polegadas de diâmetro deve ser cortada de plástico transparente fosco. Dessa forma, ela irá difundir a luz do LED e você não irá danificar a visão de ninguém se acidentalmente brilhar nos olhos deles. Como estes pedaços de plástico são tão pequenos, você geralmente pode usar sucata de outros projetos ou até mesmo coisas como embalagens de plástico clamshell. A maneira mais fácil de cortar círculos é com um cortador de bússola (ou uma máquina de corte se você tiver acesso a um); se você tiver muita paciência você pode usar apenas uma tesoura e lixa para obter os diâmetros certos.
Se você quiser pular a Parte I por completo, você também pode comprar um kit.
Parte II: Montagem Final
Se você quiser executar este projeto como uma oficina/classe, você pode ensinar aos seus alunos as habilidades necessárias para completar estes passos. Dependendo do tamanho da sua turma e suas habilidades prévias, estes passos devem levar os alunos entre 20 e 90 minutos.
Pick a color of LED. Você deve usar um LED montado em uma placa de controle de potência de alumínio de 20 milímetros de diâmetro (ou menor); o LED deve ser classificado para cerca de 3 volts e pelo menos 3 watts.
Coloque a placa de LED no círculo plástico de 0,874 polegadas de diâmetro (tente centralizá-lo). Depois que a cola secar, faça um furo na placa de LED/circulo plástico o mais próximo possível do LED (tenha cuidado para não perfurar o LED ou esmagá-lo no upstroke; é fácil de quebrá-los). Tente não perfurar nenhum dos traços (visíveis como linhas em relevo) que ligam o LED aos blocos de solda da placa de LED. Se você tiver que perfurar um traço, marque qual bloco de solda você acabou de desconectar. Use uma almofada diferente quando precisar de soldar a uma nos passos abaixo.
Utilize um ferro de solda para soldar a espiral que você fez anteriormente. Preencha todos os espaços entre os fios com solda, de modo a que se torne um disco sólido.
Enrole o fio de chumbo da espiral que acabou de soldar através do orifício do círculo plástico de 0,565 polegadas de diâmetro. Use uma pistola de calor ou secador de cabelo ou outra fonte de calor para isolar o fio condutor (positivo) ligado à espiral que acabou de soldar, bem como o fio condutor (negativo) ligado ao corpo da lanterna. Deixe uma pequena quantidade da extremidade de cada fio exposto; isto lhe permitirá soldá-los na sua placa de LED.
Deixe cair a espiral de plástico circular/fios através do corpo da lanterna a partir de trás, com o fio condutor de fio positivo apontado para a frente. O círculo plástico apanhará onde o tubo de cobre se encontra com o acoplamento de cobre, e o fio condutor de arame positivo deve estar a sair do meio da parte da frente da lanterna. Agora, coloque 2 pilhas alcalinas AA depois dela; coloque um pedaço de fita adesiva ou papel atrás delas para bloquear o circuito. Coloque a tampa traseira sobre as pilhas e aperte tanto o “parafuso de ajuste” como o “parafuso de interruptor”. Este conjunto de simulação manterá a espiral e o fio condutor no lugar enquanto você solda o fio condutor positivo para o LED.
Ligue o cabo positivo (ligado à espiral) através do orifício na placa de LED/circulo de plástico e solde-o a uma almofada positiva na placa de LED. Solde o fio condutor negativo (ligado à caixa da lanterna) a uma almofada negativa na placa de LEDs. A placa de LED atuará como um poderoso dissipador de calor, uma vez que é feita de alumínio. Isto é bom para evitar o sobreaquecimento do LED, mas também torna difícil a soldagem. Se você não conseguir que a solda derreta e flua corretamente devido ao calor da placa de LED, você pode usar um ferro de solda mais potente, ou simplesmente apontar a sua pistola de calor para a placa de LED enquanto você solda. Isto irá neutralizar a tendência de aquecimento da placa de LED.
Agora é hora de testar a sua lanterna! Retire a fita/papel que está a bloquear o circuito e volte a montar a lanterna. Quando apertar o parafuso na parte de trás, isso deve completar o circuito e ligar o seu LED. Se não o fizer, verifique isso:
- você removeu a fita/papel das baterias
- as baterias estão orientadas correctamente (positivo/não final em direcção à cabeça da lanterna, negativo/líquido na direção da tampa traseira)
- todas as suas juntas de solda são mecanicamente fortes e fazem bom contato elétrico
- você não tem nenhum curto-circuito (onde os condutores positivos e negativos conectam-se diretamente)
- o LED é soldado da maneira correta: chumbo negativo do corpo da lanterna para uma almofada negativa, chumbo positivo da espiral para uma almofada positiva
- não fizeste um furo através do traço de nenhuma das almofadas que escolheste soldar.
Após teres o teu LED testado e a funcionar, volta a colocar a fita adesiva/papel (para que o LED não brilhe nos teus olhos quando acabares a lanterna), e volta a colocar as pilhas/tampa de cauda no lugar. Agora empurre cuidadosamente a placa de LED / círculo plástico para a cabeça da lanterna. Você precisa das pilhas e da tampa traseira no lugar para que você tenha algo para empurrar contra. Você terá que inclinar a placa de LED para ficar sob o ponto onde o chumbo negativo é soldado para o interior da cabeça da lanterna. Uma vez que a placa de LED é empurrada até o fim, pegue qualquer folga nos fios e dobre-a para os lados para que não obstrua a luz do LED.
Os passos seguintes são opcionais; você pode saltar e simplesmente colar a lente (seu círculo de plástico fosco) na cabeça da lanterna. Dito isto, sem decoração ou cor de algum tipo a lanterna se parece um pouco com uma bomba de cano, então provavelmente não é uma boa idéia carregá-la desse jeito.
Agora você pode decorar a sua lanterna! Enrole-a com fita adesiva colorida, pinte-a, enrole arame à volta dela para criar um ‘grip’, esculpa padrões nela; faça o que quiser para personalizá-la e faça-a sua. Quando terminar, use uma peça de 1 polegada de diâmetro para selar suas decorações no lugar e mantenha a lente da lanterna (seu círculo de plástico fosco) no lugar. Coloque a lente sobre a cabeça da lanterna, e deslize o termo-retráctil sobre ambos, de modo a sobressair cerca de 1/4 de polegada para além da lente. Use a sua pistola de calor para aquecer os últimos dois centímetros ou mais do termo-retráctil de forma uniforme, de modo a encapsular a cabeça. Se você usar a pistola de calor por um longo período, o corpo da lanterna vai ficar muito quente para segurar com suas mãos, então tenha uma luva ou trapo pronto para segurá-la. Coloque o termostato que sobressai na extremidade da cabeça bastante quente para que fique macio e maleável, depois pressione e segure a cabeça contra uma superfície lisa até arrefecer. Agora deve estar deitada contra a lente.
Encolher o resto do termo-retráctil no corpo da lanterna. Se o quebra-calor se sobrepuser à tampa traseira, corte o quebra-calor que se sobrepõe. Ou, encolha o corpo e a tampa traseira, e quando arrefecer corte uma linha ao redor da extremidade da tampa traseira com uma faca Exacto para que você ainda possa retirá-la (também corte um furo para o parafuso de ajuste). A sua lanterna está completa!
