Flexlight: una torcia a LED a bottone senza saldatura: 3 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Progetti Fusion 360 »

Il mio obiettivo per questo progetto era creare una semplice torcia a LED alimentata a batteria con parti minime e nessuna saldatura necessaria. Puoi stampare le parti in poche ore e assemblarle in circa 10 minuti, il che lo rende perfetto per un progetto pomeridiano (con supervisione di un adulto). Il circuito elettrico molto semplice di questa torcia è ispirato ai lanci a LED, di cui puoi saperne di più qui.

Il Flexlight è un design a 5 pezzi (3 acquistati, 2 stampati) che sfrutta l'elasticità della copertura della torcia e del cavo LED per agire come un interruttore normalmente aperto, che può essere pizzicato dall'utente per accendere temporaneamente la torcia. Al momento della stesura di questo Instructable, ho progettato e testato due versioni della torcia: una utilizza una pila a bottone CR1225 e l'altra utilizza una pila a bottone CR2032. Il costo del materiale per questa torcia è < $2 USD.

Oltre ai file. STL per queste due versioni (link Thingiverse qui), condivido anche i modelli parametrici di Fusion 360 scaricabili in modo da poter modificare/adattare ulteriormente il design in base alle proprie esigenze. Sono entusiasta di imparare dai tuoi miglioramenti su questi design!

• Design Flexlight più piccolo (utilizza la cella CR1225):
• Design Flexlight più grande (utilizza la cella CR2032):

Sicurezza

• Piccole parti: i componenti acquistati sono relativamente piccoli e rappresentano un pericolo di ingestione, non lasciare i bambini piccoli incustoditi con queste parti.
• Luce: la luce prodotta dalla torcia può essere intensa, non far brillare il LED acceso direttamente negli occhi tuoi o degli altri.
• Batteria: non cortocircuitare i terminali positivo e negativo della batteria, poiché ciò potrebbe danneggiarla, surriscaldarla e/o farla scaricare il suo contenuto.

Forniture:

• Utensili:

  • Stampante 3D (o accesso a una) - per riferimento, ho stampato questi pezzi in PLA su un Ender 3 Pro
  • Accesso a un computer con Ultimaker Cura (Link)
  • Taglierina a filo e pinze
  • Cacciavite Phillips piccolo (per vite #2-56)

• Materiali:

  • Il tuo materiale di stampa preferito
  • 1x batteria al litio da 3 V (CR1225 o CR2032, a seconda del modello Flexlight)
  • 1x LED trasparente da 5 mm con tensione diretta >= 3V (consigliato bianco, viola o blu)
  • 1x vite da macchina lunga #2-56 x 1/4"

Passaggio 1: stampa delle parti Flexlight

Prendi la tua versione preferita dei file. STL "base" e "cover" da Thingiverse (o crea la tua versione dai file F360!) e apri Cura. Queste parti saranno stampate in due sessioni separate, come discusso di seguito.

Base Flexlight

La base è relativamente semplice e richiede meno di 2 ore per la stampa. Consiglio le seguenti impostazioni:

• Stampa con l'orientamento "verticale" come mostrato nelle immagini, per garantire che la funzione di ritenzione della batteria non si interrompa attraverso una linea di strato durante l'installazione/rimozione della batteria.
• Stampa con posizionamento di supporto > Ovunque
• "Qualità standard" con riempimento del 20% e altezza dello strato di 0,2 mm dovrebbe essere sufficiente, ma va bene anche una qualità superiore.

Al termine della stampa, utilizzare le pinze e le taglierine a filo per rimuovere il materiale di supporto.

Copertura Flexlight

La copertina è progettata per sfruttare una modalità speciale in Cura che ci consente di stamparla in una spirale continua e richiede meno di 1 ora per la stampa. Consiglio le seguenti impostazioni:

• Stampa con orientamento "verticale" come mostrato nelle immagini.
• Stampa con modalità speciali > Spiralizza contorno esterno
• "Qualità standard" con un'altezza dello strato di 0,2 mm dovrebbe essere sufficiente, ma va bene anche una qualità superiore.

Perché spiralizzare il contorno esterno? Il vantaggio principale di questa funzione è che possiamo stampare la nostra copertina sottile senza cuciture a strati, che sono presenti nelle stampe tipiche e sminuirebbero l'aspetto e la sensazione della copertina.

Passaggio 2: assemblare il tuo Flexlight

Con le parti stampate e acquistate in mano, è ora di costruire!

1. Far scorrere il LED nella base stampata e ruotarlo in modo che il catodo (lato negativo, in genere il cavo più corto) poggi sulla funzione di ritenzione della batteria. Piegare l'anodo (lato positivo, in genere il cavo più lungo) verso il basso attraverso l'apertura nella base.

2. Spostare il catodo appena sotto la funzione di ritenzione della batteria e inserire la pila a bottone (lato negativo in alto) sotto la funzione di ritenzione della batteria e il catodo. Spingere la batteria finché non scatta in posizione nella base. Confermare che il catodo è ora inserito tra la funzione di ritenzione della batteria e il lato negativo della batteria.

   Subito dopo l'installazione, l'anodo non deve toccare il lato positivo della batteria. Se lo è, piegalo un po' più lontano in modo che nominalmente non si tocchi

3. Fai un test rapido spingendo l'anodo sul lato positivo della batteria e assicurati che il LED si accenda. Quando rilasci l'anodo, dovrebbe tornare indietro e il LED dovrebbe spegnersi. Se il LED non si accende, controllare quanto segue e correggere se necessario:

   • Verificare che l'anodo e il catodo del LED non siano stati scambiati durante l'installazione.
   • Verifica che la batteria non sia scarica.
   • Verifica che il tuo LED non sia danneggiato.
   • Cerca cortocircuiti tra i cavi LED.
4. Far scorrere delicatamente il coperchio sulla base, assicurandosi che il cavo dell'anodo non venga piegato fuori posto mentre si fa scorrere il coperchio. Fissare il coperchio alla base sull'estremità opposta al LED, utilizzando la vite #2-56.

Tutto fatto! Ora puoi stringere il coperchio vicino alle regioni delle fossette per accendere il Flexlight e semplicemente lasciarlo andare per spegnerlo! Se il tuo test rapido nel passaggio 3 è andato bene, ma ora Flexlight non funziona come previsto, rimuovi il coperchio e:

• Verificare che l'anodo non sia stato piegato fuori posto.
• Cerca cortocircuiti tra i cavi LED.

Spero che ti piaccia usare Flexlight per le tue esigenze di illuminazione, sia che si tratti di nasconderne diversi nel tuo spazio abitativo per interruzioni di corrente / risposta alle emergenze, costruirli per divertimento / istruzione o qualcos'altro completamente. Sono anche entusiasta di vedere quali modifiche/miglioramenti apporti a questo design, come ridurre il numero di parti, modificarlo per l'uso con un LED di dimensioni diverse o migliorare l'ergonomia. Grazie per aver letto!

Passaggio 3: [Facoltativo] Informazioni elettriche

Per curiosità, ho misurato la tensione e la corrente attraverso il LED durante l'uso per ciascuno di questi progetti e condivido questi valori qui.

La resistenza interna della batteria a bottone e la tensione diretta relativamente alta del nostro LED bianco o blu ci consente di farla franca con un semplice circuito elettrico nel Flexlight. Tuttavia, la corrente proveniente dalla batteria è ancora un ordine di grandezza superiore al valore tipico elencato per la durata nominale completa della batteria (~2-3 mA misurati rispetto a ~0,2 mA nominali tipici). L'aggiunta di un resistore (~ < 100 ohm) in serie sarebbe un buon approccio per migliorare la durata della batteria del Flexlight, ma comporterebbe una luce più fioca.