Lanterna LED sensibile al tocco: 15 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Venticinque anni fa, mio nonno mi ha fatto una torcia saldando una lampadina ai terminali flessibili di una batteria piatta da 4.5V. Come dispositivo, era rozzo e semplice, ma quella sera non si limitava ad illuminare il mio cuscino. Ha alimentato il mio desiderio di imparare, esplorare, capire e creare. Spero che il mio primo istruibile scintilli quella stessa scintilla del creatore che mi ha fatto prudere le mani da allora.

Ora parliamo di lanterne.

Nella foto sopra, la lanterna che ho realizzato è stata ispirata dall'architettura tradizionale giapponese, dove un muro o una porta è costruita con carta allineata su una cornice di legno (cerca il termine "shoji" se sei curioso). Lo stesso concetto è stato applicato qui, solo su scala ridotta. La luce viene emessa da una stringa di LED all'interno, mentre un circuito sensibile al tocco funge da interruttore on-off.

Prima di procedere al passaggio 1, devo dichiarare un DISCLAIMER molto importante. Questa istruzione prevede l'uso di strumenti che potrebbero causare lesioni gravi, disagio e/o danni se non utilizzati correttamente. Usa il buon senso e prenditi cura di te stesso se scegli di ricreare questo progetto o uno dei passaggi descritti all'interno.

Passaggio 1: realizzare i pezzi superiore e inferiore della lanterna

Nota che tutte le unità in questa istruzione sono metriche

Per realizzare i pezzi superiore e inferiore della mia lanterna ho usato il legno di tilia poiché è economico e abbondante dove vivo, ma puoi usare qualsiasi tipo di legno che ti sembra buono e con cui ti senti a tuo agio a lavorare. Anche il compensato di alta qualità può essere adatto all'uso. Non preoccuparti di usare MDF, truciolare o OSB per un progetto di questo tipo. Ora ecco come appariva il processo:

1. TAGLIO: Usando un seghetto alternativo, ho tagliato due pezzi di legno di tiglio che misurano 13 per 13 per 2 centimetri. Se non hai gli strumenti o le competenze giuste per il lavoro, i negozi di ferramenta che vendono legname di solito possono anche tagliare i pezzi per te.
2. CARTEGGIATURA: Quindi ho bloccato i due pezzi insieme usando diversi morsetti e levigato i loro lati fino a quando non erano perfettamente uniformi nelle dimensioni. Ho iniziato con carta vetrata ruvida (grana 60) che rimuove rapidamente molto materiale. Poi sono passato alla grana 120 e infine alla grana 240 fino a quando i lati erano belli e lisci al tatto. Idealmente, non dovresti vedere alcuna traccia dalla levigatura.
3. ARROTONDAZIONE: Non rimuovere ancora quei morsetti! È anche una buona idea arrotondare gli angoli dei pezzi. Di nuovo, inizia con un pezzo ruvido di carta vetrata, quindi passa a qualcosa di più fine per rendere la curva bella e liscia.
4. SCELTA: Infine, ispeziona visivamente e scegli il pezzo più bello, così come il suo lato più bello. Carteggiare quel lato nel modo più fluido possibile. Assicurati che quel pezzo e quel lato vadano sopra la tua lanterna. Puoi segnarlo leggermente con una matita se è necessario, quindi strofinarlo prima di applicare la finitura.

Passaggio 2: tagliare i pezzi del telaio

Quattro pezzi di legno sottili e lunghi tengono insieme il pezzo superiore e inferiore della lanterna. Sono tutti alti 19 cm e larghi 1 per 1 cm. Li ho ritagliati da un unico pezzo di legno lungo 1 metro che ho preso da un negozio di hobby locale. Potresti trovarmi a riferirmi a loro come "la cornice esterna" nei prossimi passaggi di questo istruibile.

Un seghetto è tutto ciò che serve per tagliare facilmente i quattro pezzi. Usa una matita per tracciare un segno dove deve essere fatto il taglio. È una buona idea avvolgere la macchia con del nastro adesivo e poi tagliarla per evitare che il legno si scheggi.

Non preoccuparti se i pezzi non risultano perfettamente uniformi. Va bene che uno o due siano un millimetro più lunghi o più corti degli altri. Vedrai perché nel passaggio successivo.

Passaggio 3: intagliare le mortase nel pezzo inferiore

Ci sono dozzine di modi in cui puoi unire due pezzi di legno. L'incastro tenone e mortasa è una delle tecniche più semplici e comuni, quindi ho deciso di adottare lo stesso approccio per la mia lanterna. Fondamentalmente, ho intagliato mortase (una mortasa è una parola di fantasia per un foro rettangolare, nel mio caso) nei pezzi superiore e inferiore e ho inserito i quattro pezzi di cornice. Ecco come l'ho fatto.

1. Usando un pezzo di legno di 1 centimetro di spessore – un avanzo dalla cornice esterna – ho segnato una linea a 1 centimetro di distanza da ogni bordo del mio pezzo inferiore. Ho fatto i segni sul lato superiore del pezzo inferiore. Dovresti ottenere un rettangolo con i lati di circa 11 centimetri.
2. Usando lo stesso pezzo di scarto, ho delineato le mortase in ogni angolo del rettangolo che ho disegnato. Ogni mortasa doveva essere larga 1 per 1 centimetro, che sono le esatte dimensioni della larghezza dei pezzi del telaio esterno.
3. Usando uno scalpello, ho intagliato le mortase. Non preoccuparti se non hai mai usato uno scalpello prima. Questa è stata la mia prima volta e i risultati sono stati ottimi. Ho usato uno scalpello piatto da 5 millimetri da un set di intaglio del legno a buon mercato che ho preso dal negozio di hobby. Per prima cosa ho premuto la lama lungo i contorni per segnare il foro. Poi ho iniziato a rimuovere delicatamente gli strati di legno seguendo la direzione della venatura del legno. Se non sei sicuro di tutto questo, esercitati prima su un pezzo di legno di scarto! I miei buchi hanno finito per essere profondi 8 millimetri. Mi sono assicurato che i loro lati e il fondo fossero belli, puliti e piatti. I pezzi del telaio dovrebbero adattarsi perfettamente, senza oscillare molto. Assicurati di rimuovere il nastro adesivo dal passaggio precedente prima di provare come si adattano!
4. Infine, ho levigato il lato con carta vetrata a grana 240. Questo gli ha dato una sensazione piacevole e liscia e ha rimosso tutte le tracce dei segni a matita.

Passaggio 4: incollare i pezzi del telaio

Prima di applicare la colla, mi sono assicurato che tutti e quattro i pezzi del telaio si adattassero bene ai fori. Quindi ho applicato una quantità generosa di colla e ho inserito i pezzi nei fori con forza moderata. Ho usato l'angolo retto del mio righello per assicurarmi che tutti i pezzi fossero perpendicolari alla base. Pulisci la colla che fuoriesce con un panno umido o un tovagliolo di carta, ma non la carta igienica.

Passaggio 5: praticare un foro per il cavo di alimentazione

A questo punto mi sono accorto di aver dimenticato di fare un foro per il cavo dell'alimentatore a 12V. Ma era ancora fattibile. Usando il mio strumento Dremel e una punta da 3,2 mm, ho praticato un foro sul lato della base profondo 22 mm. Poi ho praticato un altro foro con un angolo dall'alto mentre miravo alla fine del primo foro. L'ho azzeccato perfettamente. Con un piccolo movimento, sono riuscito a spingere il cavo di alimentazione attraverso il foro per assicurarmi che si adattasse bene. Quindi ho rimosso il cavo di alimentazione: è troppo presto per essere lì.

Passaggio 6: intagliare le mortase nel pezzo superiore

Mentre la colla si asciugava, ho inciso le mortase nella parte superiore della mia lanterna. Non c'è niente da aggiungere qui davvero. Dopo aver affilato il mio scalpello, ho semplicemente seguito lo stesso processo che ho descritto nel passaggio 3.

Passaggio 7: incollare tutto insieme

La mia lanterna cominciava a prendere forma. Era il momento per una corsa a secco. Usando un po' di messa a punto (leggi: piegatura attenta dei pezzi del telaio esterno) sono riuscito a far combaciare tutto senza colla. Ciò significava che poteva andare avanti e applicare la colla alle mortase del pezzo superiore per incollare tutto insieme in modo permanente. Come puoi vedere dalla foto, questa volta ho usato un paio di morsetti per una vestibilità più stretta e per assicurarmi che la parte superiore e quella inferiore fossero perfettamente perpendicolari l'una all'altra.

Passaggio 8: applicare la finitura

Una volta che la colla si è asciugata, ho applicato due mani di lacca spray su quella che stava lentamente diventando una lanterna. La vernice spray è super facile da lavorare, quindi se sei un principiante, questa è la finitura da scegliere. Assicurati di seguire le istruzioni sulla bomboletta spray e applica la finitura in un'area ben ventilata. Anche altre finiture come gommalacca, vernice o olio danese funzionerebbero, ma lavorarci è un po' più disordinato.

Nota che l'area interna del pezzo inferiore l'ho coperta con del nastro adesivo in modo che nessuna vernice si attaccasse lì. È qui che si attacca l'elemento di illuminazione, quindi è meglio lasciare quell'area non trattata.

Passaggio 9: assemblaggio dell'elettronica

Mentre la vernice si stava asciugando, ho assemblato l'elettronica necessaria per far funzionare questo progetto. Un generico alimentatore da 12 V è quello che ho usato come alimentatore poiché i miei LED richiedevano 12 V per accendersi. Il power brick era valutato per 1 amp, che era abbastanza per le mie esigenze.

Per scoprire per quanti ampere dovrebbe essere valutato il tuo alimentatore, usa un multimetro per scoprire quanta corrente consumano tre dei tuoi LED (i LED delle strisce LED sono raggruppati in tre, quindi puoi tagliarne non più di tre per misurare il loro consumo). Se tre LED consumano 30 milliampere e si desidera utilizzare 30 LED, sarà necessario un alimentatore in grado di fornire almeno 300 milliampere a 12V. Sceglierei almeno 500 mAmp in un caso del genere, per essere al sicuro e poiché saranno coinvolti altri circuiti.

AGGIORNAMENTO: Apparentemente, puoi ottenere strisce LED in cui i LED non sono raggruppati in tre.

I LED sono collegati all'alimentazione tramite un MOSFET a canale n (IRF 520, nel mio caso, o qualsiasi cosa che possa gestire pochi ampere). Quest'ultimo funge da interruttore: quando gli viene inviato un segnale, lascia passare la corrente e accende le luci.

Il segnale viene inviato da un chip PCF8883, che è un IC progettato per il funzionamento del pulsante/interruttore a sfioramento. Questo chip viene fornito nel pacchetto SOIC8, quindi non si adatta a una perfboard. Dovrai usare uno di questi: un adattatore per scheda SOIC8. Hai saldato il chip all'adattatore e poi l'adattatore alla perfboard. Una delle immagini sopra mostra il chip saldato all'adattatore: minuscolo, vero?

Poiché il chip richiede da 3 a 9 volt per funzionare, ho utilizzato anche un regolatore di tensione LM7805.

Tutta l'elettronica è stata popolata su una singola perfboard da 2 cm per 8 cm da un kit come questo. Il filo verde che vedi appeso è quello che verrà collegato a una piastra di rilevamento.

AGGIORNAMENTO: per aumentare la sensibilità del sensore tattile, aumentare l'area della piastra tattile o sostituire il condensatore da 470nF con uno più grande fino a 2500nF.

Passaggio 10: assemblare l'elemento luminoso a LED

Spero ti piacciano le olive. Invece di una lampadina, ho usato una striscia di LED avvolta attorno a un barattolo di vetro alto e stretto. Originariamente stavo per usare un tubo in PVC, ma la scadenza per il concorso per la prima volta si stava avvicinando rapidamente:)

Quando ho scelto la striscia LED, ho intenzionalmente scelto LED "bianco caldo" perché sono un po' più giallastri. La maggior parte dei cosiddetti LED bianchi sono fastidiosamente blu e sicuramente non sono adatti per la camera da letto.

Quando avvolgi la striscia LED attorno al barattolo o al tubo, assicurati di iniziare con una leggera angolazione. Vuoi che i LED siano avvolti il più strettamente possibile, ma non vuoi che si sovrappongano. Puoi prima fare una corsa pratica, senza esporre l'adesivo sul retro, quindi tagliare la striscia a misura. Nota che le strisce LED hanno segni dove dovrebbero essere fatti i tagli.

Ho saldato i fili alla striscia e li ho attorcigliati insieme per stabilità. Per una maggiore resistenza, ho usato una colla bicomponente per incollare il filo al barattolo, in un punto vicino a dove sono stati saldati alla striscia LED.

Passaggio 11: piastra di rilevamento della colla e tappo del barattolo

Usando una colla a 2 componenti, ho incollato il tappo del barattolo al centro del pezzo inferiore. Poi ho incollato un pezzo di carta stagnola (del tipo che avete in cucina) alla parte inferiore del pezzo superiore. Nota che ho lasciato un po' di spazio lì. Qui è dove andrà la perfboard con tutta l'elettronica.

Passaggio 12: installare tutta l'elettronica nella lanterna

Per fissare il perfboard alla lanterna, ho incollato una serie di quattro distanziatori. Un set completo di stallo costa pochi dollari e durerà a lungo. Con i distanziatori incollati in posizione, ho avvitato saldamente il perfboard, quindi ho fissato tutti i cavi al loro posto. Il filo verde sospeso che hai visto in un passaggio precedente è attaccato alla piastra di rilevamento con del nastro adesivo poiché non sono riuscito a saldarlo al foglio di alluminio. Infine, fai passare il cavo di alimentazione attraverso il foro praticato in precedenza e collegalo. Fai una prova con la lampada. Il piatto dovrebbe essere in grado di rilevare la tua mano anche attraverso il legno. Se non lo tiene lì per qualche secondo e fai qualche altro tentativo. il chip ha una funzione di auto-calibrazione, quindi potrebbe essere necessario del tempo per mettere a punto la sua sensibilità.

Passaggio 13: preparare i telai delle finestre piccole

Questa è probabilmente la parte più difficile dell'intero progetto. Ogni lato della mia lanterna è coperto da quella che chiamerò una "cornice della finestra". Questi sono fatti di sottili travi di legno che ho anche preso dal negozio di artigianato. Ogni raggio è lungo 1 metro e ha uno spessore di 3 x 10 millimetri. Quattro raggi da 1 metro sono sufficienti per un progetto di queste dimensioni, ma ne ho presi cinque, per ogni evenienza. I singoli pezzi dei telai delle finestre sono stati tagliati a misura con un piccolo seghetto.

Per assicurarmi che ogni cornice si adatti perfettamente alla lanterna e non cada, ho misurato ogni singola apertura e tagliato con cura ogni pezzo di cornice di conseguenza. Ho iniziato con le parti inferiore e superiore del telaio, che erano larghe quanto la distanza tra i pezzi grandi del telaio che avevamo già incollato. Successivamente sono stati tagliati i pezzi laterali alti del telaio: erano lunghi quanto la distanza tra i pezzi superiori e pezzi di lanterna inferiore meno 2 x 3 millimetri, che è lo spessore del telaio. Se dimentichi di sottrarre lo spessore del materiale due volte, i telai delle finestre non si adatteranno. Assicurati anche di incollare i pezzi correttamente!

Quindi ho tagliato la parte centrale orizzontale del telaio: era 2 x 3 millimetri più corto dei pezzi del telaio superiore e inferiore in modo che potesse adattarsi tra i pezzi del telaio laterale. Infine, ho tagliato i due pezzi verticali centrali della cornice. Ancora una volta, fai misurazioni precise e poi fai i tagli di conseguenza se vuoi che questi telai per finestre si adattino!

Quando i telai delle finestre sono incollati insieme, dai loro una mano di vernice spray e lascia che si asciughino. Lascia un lato non trattato poiché è lì che andrà la carta.

Passaggio 14: mettere la carta sui telai

Dal negozio di hobby ho preso quella che chiamavano carta di riso per decoupage. Era traslucido e aveva un bell'aspetto. Un singolo lenzuolo misura circa 2/3 mq ed è più che sufficiente.

Usando un taglierino affilato ho fatto dei ritagli di carta sul mio tappetino da taglio. Poi li ho incollati ai telai delle finestre usando la colla per legno che ho applicato con il dito (perché è più divertente così). Dato che la carta non bloccava abbastanza luce, ho usato due strati su ogni telaio della finestra.

Passaggio 15: metti i telai delle finestre e goditi la tua lanterna

L'ultima cosa da fare è mettere i telai delle finestre. Sii gentile! Sono fatti di legno sottile e carta, dopotutto.

Ed è così che è nata la mia lanterna! È stato un progetto piuttosto interessante che mi ha aiutato a migliorare le mie capacità e spero davvero che anche tu abbia imparato qualcosa di nuovo. Se avete domande, non esitate a chiedere nei commenti. Considera anche di visitare il mio canale YouTube per ulteriori progetti e istruzioni. Grazie!

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