Att göra en egen ficklampa kan tyckas vara ett skrämmande projekt, och exemplen på nätet på skräddarsydda, svarvade ficklampor med titankropp hjälper inte till med det intrycket. Att göra en enkel men funktionell ficklampa behöver dock inte vara svårt. Den här ficklampan kan färdigställas med en blygsam budget med allmänt tillgängliga delar och billiga verktyg (du kan få de flesta av dem i järnaffären). Det är ett roligt projekt och även ett bra sätt att lära sig lödning och grundläggande kretsar.
De steg som beskrivs nedan kan användas för att göra en enskild ficklampa för skojs skull, eller för att driva en workshop/klass för sommarläger, mässor, hackerspaces, uppsökande ungdomsverksamhet, etc. Den använder en billig ytmonterad lysdiod och ingen styrkrets (det interna motståndet i de alkaliska AA-batterierna är tillräckligt för att begränsa strömmen till lysdioden och hindra den från att brinna ut). Kroppen är tillverkad av vanligt förekommande kopparvattenrör och kopparfästen. Omkopplingsmekanismen är en hylsoskruv; dra åt den för att slutföra kretsen och lossa den för att bryta kretsen.
De enda övriga material som behövs är lite värmekrymptplast, lite tråd, lite plastskrot och eventuella dekorativa element som du vill lägga till. De verktyg som behövs är bland annat en rörklippare, en butanbrännare, en metallstans, en lödkolv, en värmepistol (eller hårtork), en hammare, en insexnyckel, en sax, en Exacto-kniv och en tång. Du bör också bära skyddsglasögon eller annat ögonskydd hela tiden, och en värmebeständig handske eller ett litet skruvstäd skulle vara användbart.
Del I: Förberedelser
Om du vill driva det här projektet som en verkstad/klass (särskilt för barn), är det starkt rekommenderat att du genomför de här stegen i förväg.
Skär några 1/2 tums nominella kopparrör av typ M i ett 4-1/2 tums långt stycke med en rörklippare. Det är mycket viktigt att du tar rätt typ av rör; innerdiametern i denna kombination av storlek och typ är precis tillräckligt bred för att passa de AA-batterier som ska driva ficklampan. Det är värt att notera att ingenting på ett ”1/2 tum nominellt” rör faktiskt mäter 1/2 tum; innerdiametern i det här fallet är faktiskt ca 0,569 tum. När du har skurit avlägsnar du märket på rörets insida med sandpapper och/eller en Exacto-kniv (om du använder en Exacto-kniv, tryck inte för hårt; du kan krossa bladet).
Löd fast en expansionskoppling med nominell diameter på 1/2 tum och nominell diameter på 3/4 tum på den ena änden av rörstycket. Detta blir ficklampans huvud. En lödkolv genererar inte alls tillräckligt med värme; du måste använda en butanbrännare eller liknande (om du inte redan har en sådan kan du få ett set med brännare och dunkar för cirka 20 dollar i järnaffären). Innan du börjar löda med facklan ska du se till att ta bort allt brännbart material från närheten. Kopplingen och röret kommer att bli mycket heta, så planera inte att kunna hålla dem med bara handen medan du löder! Förbered skarven med rörmokarflus (syra); se till att rengöra detta väl efter lödningen. Medan kopplingen är varm, löd även änden på några centimeter förzinnad, solid koppartråd på kopplingens insida. Detta kommer att göra det möjligt för dig att ansluta ficklampskroppen till lysdioden senare (ficklampskroppen kommer att vara en del av kretsen).
Välj två hylsoskruvar i rostfritt stål #10-32 (tumskruvar skulle också fungera), en cirka 3/4 tum lång och den andra cirka 1/4 tum lång. Det är inget problem att använda skruvar som är några storlekar större eller mindre, så länge du dimensionerar hålen för dem på rätt sätt (se nedan).
Bryt ett hål i mitten av toppen på en 1/2 tum nominell kopparrörshuvud. Försök inte hålla fast locket med fingrarna utan använd handskar, en klämma, ett skruvstäd osv. Använd en borrkrona som är något mindre i diameter än gängdiametern på de skruvar du använder. Skjut upp locket helt och hållet på den bakre änden av ditt rörstycke (dvs. den ände som saknar expansionskoppling). Använd samma borrkrona för att borra ytterligare ett hål genom en sida av locket och genom röret under locket. Ta av locket från röret och förstora hålet i sidan av röret med en borrkrona som är större än gängdiametern på de skruvar du använder.
Du kan med brutal kraft tappa (bilda gängor i) hålet i sidan av slutstycket med den kortare skruven. Få först gängorna att ”bita” i kopparen genom att lätt hamra in skruven i hålet. Dra sedan åt skruven med hjälp av en insexnyckel eller en skruvmejsel med en sexkantsbit. När du har skruvat in och ut den några gånger bör den fungera tillräckligt lätt för att dras åt eller lossas med fingrarna. Om du planerar att göra ett stort antal ficklampor kommer en skiftnyckel att spara tid. Om du bara vill göra en, kommer dock den här metoden att fungera bra och du slipper köpa ytterligare ett verktyg. Knacka gängor med den längre skruven i ändhålet i locket på samma sätt. Den korta skruven kommer att fungera som en ”inställningsskruv” för att hålla bakstycket på ficklampan, medan den långa skruven blir din strömbrytare.
Med hjälp av en liten tång böjer du en annan längd av en solid tråd av förtennad koppar till en platt spiral med en rak trådledning som kommer ut från mitten. Spiralen ska vara ungefär 2/3 så bred som kopparrörets innerdiameter (längden på tråden du behöver beror på dess diameter), och den raka tråden ska komma ut från mitten av spiralen ungefär 1,75 till 2 tum. Denna spiralformade trådbit kommer att vara det positiva benet i din krets (som förbinder batteripositivet med LED-positivet).
Det sista förberedande steget är att skära ut några cirklar ur plastplattor. En cirkel ska vara 0,565 tum i diameter (precis tillräckligt liten för att passa inuti kopparröret), med ett hål i mitten som är precis tillräckligt stort för att rymma din förtennade tråd. En annan cirkel ska vara 0,874 tum i diameter (precis tillräckligt liten för att passa in i expansionskopplingens ände) och en annan ska vara 0,965 tum i diameter (kopplingens ytterdiameter). Alla dessa ska klippas ut ur relativt styv plast; biten med hålet i mitten ska vara minst 0,060 tum tjock; de andra kan vara så tunna som 0,030 tum. Biten med en diameter på 0,965 tum bör skäras av genomskinlig frostat plast. På så sätt kommer den att sprida ljuset från lysdioden och du kommer inte att skada någons syn om du råkar lysa den i ögonen. Eftersom dessa plastbitar är så små kan du vanligtvis använda skrot från andra projekt eller till och med saker som plastförpackningar. Det enklaste sättet att klippa cirklar är med en kompassskärare (eller en skärmaskin om du har tillgång till en sådan); om du har mycket tålamod kan du bara använda sax och sandpapper för att få diametrarna rätt.
Om du vill hoppa över del I helt och hållet kan du också bara köpa ett kit.
Del II: Slutmontering
Om du vill driva det här projektet som en workshop/klass kan du lära dina elever de färdigheter som krävs för att slutföra dessa steg. Beroende på klassens storlek och deras tidigare färdigheter bör dessa steg ta eleverna mellan 20 och 90 minuter.
Välj en färg på lysdioden. Du bör använda en lysdiod som är monterad på ett strömstyrkort av aluminium med en diameter på 20 millimeter (eller mindre); lysdioden bör vara dimensionerad för cirka 3 volt och minst 3 watt.
Limma LED-kortet på plastcirkeln med en diameter på 0,874 tum (försök att få den centrerad). När limmet har torkat slår du ett hål genom LED-brädan/plastcirkeln så nära LED:n som möjligt (var försiktig så att du inte slår på LED:n eller krossar den under uppåtgången; det är lätt att bryta sönder dem). Försök att inte slå igenom några av spåren (synliga som upphöjda linjer) som förbinder lysdioden med lödpunkterna på lysdiodkortet. Om du måste slå igenom ett spår, markera vilken lödplatta du just kopplade bort. Använd en annan pad när du behöver löda till en i stegen nedan.
Använd en lödkolv för att löda ihop spiralen som du gjorde tidigare. Fyll alla luckor mellan trådarna med lod, så att det blir en solid skiva.
För trådledningen till den spiral du just lödde genom hålet i plastcirkeln med en diameter på 0,565 tum. Använd en värmepistol, hårtork eller annan värmekälla för att isolera den (positiva) ledningen som är ansluten till spiralen du just lödde, samt den (negativa) ledningen som är ansluten till ficklampans kropp. Låt en liten del av ändan av varje ledning vara exponerad, så att du kan löda dem till LED-kortet.
Släpp plastcirkeln/trådspiralen genom ficklampans kropp från baksidan, med den positiva ledningen riktad framåt. Plastcirkeln kommer att fastna där kopparröret möter kopparkopplingen, och den positiva ledningen ska sticka ut från mitten av ficklampans framsida. Sätt nu in 2 alkaliska AA-batterier efter den; sätt in en bit tejp eller papper efter dem för att blockera kretsen. Sätt på svanslocket över batterierna och dra åt både ”inställningsskruven” och ”omkopplingsskruven”. Denna låtsassammansättning kommer att hålla spiralen och ledningen på plats medan du löder den positiva ledningen till lysdioden.
Sträng den positiva ledningen (som är ansluten till spiralen) genom hålet i lysdiodkortet/plastcirkeln och löd den till en positiv pad på lysdiodkortet. Löda den negativa ledningen (som är ansluten till ficklampans hölje) till en negativ kontaktpunkt på lysdiodkortet. LED-kortet kommer att fungera som en kraftfull kylfläns eftersom det är tillverkat av aluminium. Detta är bra för att hålla lysdioden från att överhettas, men gör det också svårt att löda till den. Om du inte kan få lodet att smälta och flyta ordentligt på grund av att LED-kortet drar bort värmen kan du använda en kraftigare lödkolv eller bara rikta din värmepistol mot LED-kortet när du löder. Detta kommer att motverka LED-kortets värmeavledande tendens.
Nu är det dags att testa din ficklampa! Ta bort tejpen/pappret som blockerar kretsen och sätt ihop ficklampan igen. När du drar åt skruven på baksidan bör det slutföra kretsen och tända din lysdiod. Om den inte gör det ska du kontrollera det:
- Du tog bort tejpen/pappret från batterierna
- Batterierna är orienterade på rätt sätt (positiv/nubben ände mot ficklampans huvud, negativa/platta änden mot bakhuvudet)
- alla lödfogar är mekaniskt starka och har god elektrisk kontakt
- du har inga kortslutningar (där positiva och negativa ledare ansluts direkt)
- LED:n är lödd på rätt sätt: Du har inte slagit hål i spåren på någon av de punkter som du valde att löda till.
När du har testat och fått din lysdiod att fungera sätter du tillbaka tejpen/pappret (så att lysdioden inte lyser dig i ögonen när du gör klart ficklampan) och sätter tillbaka batterierna/svansskyddet på plats. Tryck nu försiktigt in LED-brädan/plastcirkeln i ficklampans huvud. Du behöver batterierna och slutstycket på plats så att du har något att trycka mot. Du måste luta LED-kortet för att komma under den plats där den negativa ledningen är fastlödd på insidan av ficklampans huvud. När LED-kortet väl har tryckts in helt och hållet, ta med dig eventuella slappa ledningar och böj dem åt sidorna så att de inte hindrar ljuset från lysdioden.
De följande stegen är valfria; du kan hoppa över dem och bara limma fast linsen (din frostat plastcirkel) på ficklampans huvud. Med det sagt, utan dekoration eller färg av något slag ser ficklampan lite ut som en rörbomb, så det är nog ingen bra idé att bära runt på den på det sättet.
Nu kan du dekorera din ficklampa! Linda in den med färgad tejp, måla den, linda tråd runt den för att skapa ett ”grepp”, rista mönster i den; gör vad du vill för att göra den personlig och göra den till din egen. När du är klar använder du en bit transparent krympkudde med en diameter på 1 tum för att försegla dina dekorationer på plats och hålla ficklampans lins (din frodiga plastcirkel) på plats. Placera linsen över ficklampans huvud och för krympkretskortet över båda så att det sticker ut ungefär en halv centimeter utanför linsen. Använd värmepistolen för att värma upp de sista cirka fem centimeterna av krympskinnet jämnt så att det omsluter huvudet. Om du använder värmepistolen under en längre tid kommer ficklampans kropp att bli för varm för att hålla den med bara händerna, så ha en handske eller en trasa redo att hålla den med. Gör den krympkärl som sticker ut över huvudets ände ganska varm så att den blir mjuk och följsam, tryck och håll sedan huvudet mot en slät yta tills det svalnar. Det ska nu ligga platt mot linsen.
Krymp resten av värmekrympan på ficklampans kropp. Om värmekrympan överlappar svanslocket skär du av den värmekrympan som överlappar. Eller så kan du värmekrympa kroppen och slutstycket och när det svalnar skära en linje runt slutstycket med en Exacto-kniv så att du fortfarande kan ta av det (skär också ett hål för ställskruven). Din ficklampa är färdig!
