Facerea propriei lanterne poate părea un proiect intimidant, iar exemplele online de lanterne personalizate, cu corp de titan strunjit la strung, nu te ajută cu această impresie. Cu toate acestea, realizarea unei lanterne de bază, dar funcționale, nu trebuie să fie dificilă. Această lanternă poate fi finalizată cu un buget modest, cu piese disponibile în mod obișnuit și unelte ieftine (cele mai multe dintre ele le puteți obține de la magazinul de hardware). Este un proiect distractiv și, de asemenea, reprezintă o modalitate excelentă de a învăța lipirea și circuitele de bază.
Pasii descriși mai jos pot fi utilizați pentru a realiza o singură lanternă pentru distracție sau pentru a organiza un atelier/clasă pentru tabere de vară, târguri, hackerspaces, programe de informare a tinerilor etc. Se folosește un LED ieftin montat pe suprafață și niciun circuit de control (rezistența internă a bateriilor alcaline AA este suficientă pentru a limita curentul către LED și a împiedica arderea acestuia). Corpul este realizat din țevi de apă din cupru și fitinguri disponibile în mod obișnuit. Mecanismul întrerupătorului este un șurub cu soclu; strângeți-l pentru a completa circuitul și slăbiți-l pentru a întrerupe circuitul.
Singurele alte materiale necesare sunt niște folie termocontractabilă, niște sârmă, niște resturi de plastic și orice elemente decorative pe care doriți să le adăugați. Uneltele necesare includ un tăietor de tuburi (țevi), o torță cu butan, un perforator de metal, un fier de lipit, un pistol termic (sau un uscător de păr), un ciocan, o cheie Allen, o foarfecă, un cuțit Exacto și un clește. De asemenea, ar trebui să purtați ochelari de protecție sau alt tip de protecție pentru ochi pe tot parcursul, iar o mănușă rezistentă la căldură sau o menghină mică ar fi utilă.
Partea I: Pregătiri
Dacă doriți să desfășurați acest proiect ca atelier/clasă (în special pentru copii), este foarte recomandat să parcurgeți acești pași din timp.
Tăiați niște țevi de cupru de 1/2 inch nominal, tip M, într-o bucată de 4-1/2 inch lungime cu un tăietor de tuburi. Este foarte important să obțineți tipul corect de țeavă; diametrul interior al acestei combinații de mărime/tip este doar suficient de larg pentru a încăpea în bateriile AA care vor alimenta lanterna. Este demn de remarcat faptul că nimic de pe o țeavă de „1/2 inch nominal” nu măsoară de fapt 1/2 inch; diametrul interior în acest caz este de fapt de aproximativ 0,569 inch. După tăiere, îndepărtați bavura (creasta) de pe interiorul țevii cu șmirghel și/sau cu un cuțit Exacto (dacă folosiți un cuțit Exacto, nu apăsați prea tare; ați putea sparge lama).
Soldați un cuplaj de expansiune cu diametrul nominal de 1/2 inch pe 3/4 inch pe un capăt al bucății de țeavă. Acesta va fi capul lanternei. Un fier de lipit nu generează nici pe departe suficientă căldură; va trebui să folosiți o torță cu butan sau ceva similar (dacă nu aveți deja una, puteți obține un set de torță/butelie pentru aproximativ 20 de dolari de la magazinul de bricolaj). Înainte de a începe să lipiți cu ajutorul torței, asigurați-vă că ați îndepărtat toate materialele inflamabile din apropiere. Racordul și țeava vor deveni foarte fierbinți, așa că nu vă gândiți să le puteți ține cu mâna goală în timp ce le lipiți! Pregătiți îmbinarea cu flux de instalator (acid); asigurați-vă că îl curățați bine după lipire. În timp ce racordul este fierbinte, lipiți și capătul a câțiva centimetri de sârmă de cupru solidă, staniată, pe interiorul racordului. Acest lucru vă va permite să conectați mai târziu corpul lanternei la LED (corpul lanternei va face parte din circuit).
Selectați două șuruburi cu soclu din oțel inoxidabil #10-32 (ar funcționa și șuruburile cu degete), unul cu lungimea de aproximativ 3/4 de inch și celălalt cu lungimea de aproximativ 1/4 de inch. Folosirea unor șuruburi cu câteva dimensiuni mai mari sau mai mici nu va fi o problemă, atâta timp cât dimensionați corect găurile pentru acestea (a se vedea mai jos).
Faceți o gaură în centrul părții superioare a unui capac de țeavă de cupru de 1/2 inch nominal. Nu încercați să țineți capacul cu degetele; folosiți mănuși, o clemă, o menghină etc. Folosiți un burghiu cu diametrul puțin mai mic decât diametrul filetat al șuruburilor pe care le folosiți. Glisați capacul până la capăt pe capătul din spate al bucății dvs. de țeavă (adică capătul fără cuplajul de expansiune). Folosiți același burghiu pentru a face o altă gaură printr-o parte a capacului și prin țeava de sub el. Scoateți capacul de pe țeavă și măriți gaura din partea laterală a țevii cu un burghiu mai mare decât diametrul filetat al șuruburilor pe care le folosiți.
Puteți forța în mod brutal o treabă decentă pentru a bate (forma filete în) gaura din partea laterală a capacului cozii cu șurubul mai scurt. În primul rând, faceți ca filetele să „muște” în cupru prin lovirea ușoară a șurubului în gaură. Apoi, strângeți șurubul cu ajutorul unei chei Allen sau a unei șurubelnițe cu clichet cu un vârf hexagonal. După ce l-ați înșurubat și desfăcut de câteva ori, ar trebui să funcționeze suficient de ușor pentru a-l strânge sau slăbi cu degetele. Dacă intenționați să realizați un număr mare de lanterne, o cheie franceză va economisi timp. Dacă doriți să faceți doar una, totuși, această metodă va funcționa bine și vă scutește de cumpărarea unei alte unelte. Tăiați filetele cu șurubul mai lung în gaura de capăt a capacului în același mod. Șurubul scurt va acționa ca un „șurub de fixare” pentru a menține capacul de la coadă pe lanternă, în timp ce șurubul lung va fi întrerupătorul dvs.
Utilizând o pereche mică de clești, îndoiți o altă lungime de sârmă solidă de cupru stins într-o spirală plată cu un fir drept care iese din centru. Spirala ar trebui să aibă o lățime de aproximativ 2/3 din cea a diametrului interior al țevii de cupru (lungimea de sârmă de care aveți nevoie va depinde de diametrul acesteia), iar firul drept ar trebui să iasă din mijlocul spiralei cu o lățime de aproximativ 1,75 până la 2 inci. Această bucată de sârmă spiralată va fi piciorul pozitiv al circuitului dvs. (conectarea pozitivului bateriei la cel al LED-ului).
Ultimul pas de pregătire este de a tăia niște cercuri din foi de plastic. Un cerc ar trebui să aibă un diametru de 0,565 inci (suficient de mic pentru a se potrivi în interiorul țevii de cupru), cu o gaură în mijloc suficient de mare pentru a se potrivi cu firul dvs. de staniu. Un altul ar trebui să aibă un diametru de 0,874 inci (suficient de mic pentru a se potrivi în interiorul capătului cuplului de expansiune), iar altul ar trebui să aibă un diametru de 0,965 inci (diametrul exterior al cuplului). Toate acestea ar trebui să fie decupate din plastic relativ rigid; piesa cu gaura din mijloc ar trebui să aibă o grosime de cel puțin 0,060 inci; celelalte pot fi subțiri de până la 0,030 inci. Piesa cu diametrul de 0,965 inch ar trebui să fie tăiată din plastic mat transparent. În acest fel, va difuza lumina de la LED și nu veți afecta vederea nimănui în cazul în care, din greșeală, îl veți lumina în ochi. Deoarece aceste bucăți de plastic sunt atât de mici, puteți folosi de obicei resturi de la alte proiecte sau chiar lucruri cum ar fi ambalajele de plastic pentru scoici. Cel mai simplu mod de a tăia cercurile este cu o mașină de tăiat cu compas (sau o mașină de tăiat, dacă aveți acces la una); dacă aveți multă răbdare, puteți folosi doar o foarfecă și șmirghel pentru a obține diametrele corecte.
Dacă doriți să săriți complet peste partea I, puteți, de asemenea, să cumpărați doar un kit.
Partea a II-a: Asamblarea finală
Dacă doriți să derulați acest proiect sub forma unui atelier/clasă, puteți să-i învățați pe elevi abilitățile necesare pentru a finaliza acești pași. În funcție de mărimea clasei dvs. și de abilitățile lor anterioare, acești pași ar trebui să le ia elevilor între 20 și 90 de minute.
Alegeți o culoare de LED. Ar trebui să folosiți un LED montat pe o placă de control a puterii din aluminiu cu diametrul de 20 de milimetri (sau mai mic); LED-ul ar trebui să fie evaluat pentru aproximativ 3 volți și cel puțin 3 wați.
Încingeți placa cu LED-uri pe cercul de plastic cu diametrul de 0,874 inch (încercați să o centrați). După ce lipiciul s-a uscat, faceți o gaură prin placa LED/cercul de plastic, cât mai aproape de LED (aveți grijă să nu loviți LED-ul sau să îl zdrobiți în sus; este ușor să le spargeți). Încercați să nu perforați niciuna dintre urmele (vizibile ca linii în relief) care leagă LED-ul de plăcuțele de lipit de pe placa cu LED-uri. Dacă trebuie să străpungeți un traseu, marcați ce pad de lipit tocmai ați deconectat. Folosiți o altă plăcuță atunci când trebuie să lipiți la una dintre ele în pașii de mai jos.
Utilizați un fier de lipit pentru a lipi împreună spirala pe care ați făcut-o mai devreme. Umpleți toate spațiile dintre fire cu lipire, astfel încât să devină un disc solid.
Înfigeți firul conductor al spiralei pe care tocmai ați lipit-o prin gaura din cercul de plastic cu diametrul de 0,565 inch. Folosiți un pistol termic sau un uscător de păr sau o altă sursă de căldură pentru a izola cablul (pozitiv) conectat la spirala pe care tocmai ați lipit-o, precum și cablul (negativ) conectat la corpul lanternei. Lăsați o cantitate mică din capătul fiecărui fir expus; acest lucru vă va permite să le lipiți la placa cu LED-uri.
Pătrundeți spirala cercului de plastic/ firului spiralat prin corpul lanternei din spate, cu conductorul pozitiv al firului îndreptat înainte. Cercul de plastic se va prinde acolo unde țeava de cupru întâlnește cuplajul de cupru, iar cablul pozitiv al firului ar trebui să iasă din mijlocul părții din față a lanternei. Acum introduceți după ea 2 baterii alcaline AA; puneți o bucată de bandă adezivă sau de hârtie după ele pentru a bloca circuitul. Puneți capacul posterior peste baterii și strângeți atât „șurubul de fixare”, cât și „șurubul întrerupătorului”. Acest ansamblu simulat va ține spirala și cablul de sârmă la locul lor în timp ce lipiți cablul pozitiv la LED.
Înfigeți cablul pozitiv (conectat la spirală) prin gaura din placa LED/cercul de plastic și lipiți-l la un pad pozitiv de pe placa LED. Lipiți cablul negativ (conectat la carcasa lanternei) la o plăcuță negativă de pe placa cu LED-uri. Placa cu LED-uri va acționa ca un radiator puternic, deoarece este fabricată din aluminiu. Acest lucru este bun pentru a împiedica supraîncălzirea LED-ului, dar îl face, de asemenea, dificil de lipit. Dacă nu reușiți să faceți ca lipitura să se topească și să curgă în mod corespunzător din cauza plăcii cu LED-uri care absoarbe căldura, puteți folosi un fier de lipit mai puternic sau puteți îndrepta pistolul de căldură spre placa cu LED-uri în timp ce lipiți. Acest lucru va contracara tendința de absorbție a căldurii de către placa cu LED-uri.
Acum este timpul să vă testați lanterna! Îndepărtați banda / hârtia care blochează circuitul și reasamblați lanterna. Când strângeți șurubul din spate, acest lucru ar trebui să completeze circuitul și să vă aprindă LED-ul. Dacă nu o face, verificați acest lucru:
- ați îndepărtat banda / hârtia de pe baterii
- pilele sunt orientate corect (capătul pozitiv / cu buclă spre capul lanternei, capătul negativ/plat spre capacul de la coadă)
- toate îmbinările prin lipire sunt solide din punct de vedere mecanic și realizează un contact electric bun
- nu aveți scurtcircuite (acolo unde conductorii pozitiv și negativ se conectează direct)
- LED-ul este lipit în mod corect: conductorul negativ de la corpul lanternei la o plăcuță negativă, conductorul pozitiv de la spirală la o plăcuță pozitivă
- nu ați făcut o gaură în urma uneia dintre plăcuțele pe care ați ales să le lipiți.
După ce ați testat LED-ul și a funcționat, puneți banda / hârtia la loc (pentru ca LED-ul să nu vă strălucească în ochi când terminați lanterna) și puneți bateriile / capacul de coadă la loc. Acum împingeți cu grijă placa LED/cercul de plastic în capul lanternei. Aveți nevoie ca bateriile și capacul cozii să fie la locul lor, astfel încât să aveți ceva cu care să împingeți. Va trebui să înclinați placa LED pentru a ajunge sub locul în care cablul negativ este lipit de interiorul capului lanternei. Odată ce placa cu LED-uri este împinsă până la capăt, luați orice slăbiciune a cablurilor și îndoiți-le în lateral, astfel încât să nu obstrucționeze lumina de la LED.
Pasii următori sunt opționali; puteți sări peste ei și doar să lipiți lentila (cercul dvs. de plastic mat) pe capul lanternei. Acestea fiind spuse, fără vreun fel de decor sau culoare, lanterna arată un pic ca o bombă cu țeavă, așa că probabil nu este o idee bună să o purtați cu voi în acest fel.
Acum vă puteți decora lanterna! Înfășurați-o cu bandă colorată, vopsiți-o, înfășurați sârmă în jurul ei pentru a crea o „priză”, sculptați modele în ea; faceți orice doriți pentru a o personaliza și a o face a voastră. După ce ați terminat, folosiți o bucată de folie termocontractabilă transparentă cu diametrul de 2,5 cm pentru a sigila decorațiunile la locul lor și pentru a menține lentila lanternei (cercul de plastic mat) la locul ei. Așezați lentila peste capul lanternei și glisați folia termorezistentă peste amândouă, astfel încât să iasă aproximativ 1/4 de centimetru dincolo de lentilă. Folosiți pistolul de căldură pentru a încălzi în mod uniform ultimii 5 cm de heatshrink, astfel încât să acopere capul. Dacă folosiți pistolul termic pentru o perioadă lungă de timp, corpul lanternei se va încălzi prea tare pentru a fi ținut cu mâinile goale, așa că pregătiți o mănușă sau o cârpă cu care să o țineți. Încălziți destul de mult termocontractorul care depășește capătul capului, astfel încât să fie moale și maleabil, apoi apăsați și țineți capul pe o suprafață netedă până când se răcește. Acum ar trebui să fie așezat plat pe lentilă.
Înfigeți restul de heatshrink pe corpul lanternei. Dacă materialul termocontractabil se suprapune peste capacul cozii, tăiați materialul termocontractabil care se suprapune. Sau, contractați termic corpul și capacul cozii, iar când se răcește, tăiați o linie în jurul capătului capacului cozii cu un cuțit Exacto, astfel încât să îl puteți scoate în continuare (de asemenea, tăiați o gaură pentru șurubul de fixare). Lanterna dvs. este completă!
