Flexlight: latarka LED na monety bez lutowania: 3 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Projekty Fusion 360 »

Moim celem w tym projekcie było stworzenie prostej latarki LED zasilanej bateryjnie z minimalną ilością części i bez potrzeby lutowania. Możesz wydrukować części w kilka godzin i złożyć je w około 10 minut, co sprawia, że świetnie nadaje się do popołudniowego projektu (nadzorowanego przez dorosłych). Bardzo prosty obwód elektryczny w tej latarce jest inspirowany miotaczami LED, o których możesz dowiedzieć się więcej tutaj.

Flexlight to 5-częściowa konstrukcja (3 zakupione, 2 wydrukowane), która wykorzystuje elastyczność osłony latarki i diody LED, aby działać jako normalnie otwarty przełącznik, który użytkownik może nacisnąć, aby tymczasowo włączyć latarkę. W chwili pisania tego Instruktażu zaprojektowałem i przetestowałem dwie wersje latarki - jedna używa baterii pastylkowej CR1225, a druga używa baterii pastylkowej CR2032. Koszt materiału na tę latarkę to < 2 USD.

Oprócz plików. STL dla tych dwóch wersji (link do Thingiverse tutaj), udostępniam również parametryczne modele Fusion 360 do pobrania, dzięki czemu można dalej modyfikować/dostosowywać projekt do własnych potrzeb. Cieszę się, że mogę uczyć się na podstawie twoich ulepszeń w tych projektach!

• Mniejsza konstrukcja Flexlight (wykorzystuje ogniwo CR1225):
• Większa konstrukcja Flexlight (wykorzystuje ogniwo CR2032):

Bezpieczeństwo

• Małe części: Zakupione komponenty są stosunkowo małe i stwarzają ryzyko połknięcia, nie pozostawiaj małych dzieci bez nadzoru z tymi częściami.
• Światło: Światło wytwarzane przez latarkę może być intensywne, nie świecić zapaloną diodą LED bezpośrednio w oczy swoje lub innych osób.
• Akumulator: Nie należy zwierać dodatniego i ujemnego bieguna akumulatora, ponieważ może to spowodować jego uszkodzenie, nagrzanie i/lub rozładowanie jego zawartości.

Kieszonkowe dzieci:

• Narzędzia:

  • Drukarka 3D (lub dostęp do jednej) - dla porównania, wydrukowałem te elementy w PLA na Ender 3 Pro
  • Dostęp do komputera z Ultimaker Cura (Link)
  • Obcinak do płukania i szczypce
  • Mały śrubokręt krzyżakowy (do śruby #2-56)

• Materiały:

  • Twój wybrany materiał do drukowania
  • 1x bateria litowa 3 V (CR1225 lub CR2032, w zależności od modelu Flexlight)
  • 1x 5mm przezroczysta dioda LED z napięciem przewodzenia >= 3 V (zalecany biały, fioletowy lub niebieski)
  • 1x śruba maszynowa o długości #2-56 x 1/4"

Krok 1: Drukowanie części Flexlight

Pobierz preferowaną wersję „podstawową” i „okładkową” plików. STL z Thingiverse (lub stwórz własną wersję z plików F360!) i otwórz Cura. Te części zostaną wydrukowane w dwóch oddzielnych sesjach, jak omówiono poniżej.

Podstawa Flexlight

Baza jest stosunkowo prosta, a jej wydrukowanie zajmuje mniej niż 2 godziny. Polecam następujące ustawienia:

• Drukuj w orientacji „pionowej”, jak pokazano na ilustracjach, aby zapewnić, że funkcja przechowywania baterii nie przełamie linii warstwy podczas instalacji/wyjmowania baterii.
• Drukuj z rozmieszczeniem podpór > Wszędzie
• „Jakość standardowa” z wypełnieniem 20% i wysokością warstwy 0,2 mm powinna wystarczyć, ale wyższa jakość też jest OK.

Po zakończeniu drukowania użyj przecinaków i szczypiec, aby usunąć materiał podporowy.

Osłona Flexlight

Okładka została zaprojektowana tak, aby wykorzystać specjalny tryb w Cura, który pozwala nam wydrukować ją w jednej ciągłej spirali, a wydrukowanie zajmuje mniej niż 1 godzinę. Polecam następujące ustawienia:

• Drukuj w orientacji „pionowej”, jak pokazano na zdjęciach.
• Drukowanie z trybami specjalnymi > Spiralizacja konturu zewnętrznego
• „Jakość standardowa” o wysokości warstwy 0,2 mm powinna wystarczyć, ale wyższa jakość też jest OK.

Po co spiralizować kontur zewnętrzny? Podstawową zaletą tej funkcji jest to, że możemy drukować naszą cienką okładkę bez szwów warstwowych, które występują w typowych nadrukach i szkodzą wyglądowi okładki.

Krok 2: Montaż Flexlight

Z wydrukowanymi i zakupionymi częściami w ręku, czas na budowę!

1. Wsuń diodę LED do zadrukowanej podstawy i obróć ją tak, aby katoda (strona ujemna, zwykle krótszy przewód) spoczywała na elemencie podtrzymującym baterię. Zagnij anodę (strona dodatnia, zwykle dłuższy przewód) w dół przez wycięcie w podstawie.

2. Przesuń katodę tuż poniżej elementu podtrzymującego baterię i włóż ogniwo monetowe (stroną ujemną do góry) pod element podtrzymujący baterię i katodę. Wciśnij baterię, aż zatrzaśnie się na swoim miejscu w podstawie. Upewnij się, że katoda jest teraz umieszczona pomiędzy elementem podtrzymującym baterię a ujemną powierzchnią baterii.

   Tuż po instalacji anoda nie powinna dotykać dodatniej strony akumulatora. Jeśli tak, odegnij go trochę dalej, aby nominalnie się nie stykał

3. Wykonaj szybki test, przesuwając anodę do dodatniej strony baterii i upewnij się, że dioda LED świeci. Po zwolnieniu anody powinna ona odskoczyć, a dioda LED powinna zgasnąć. Jeśli dioda LED nie świeci, sprawdź poniższe i popraw w razie potrzeby:

   • Upewnij się, że anoda i katoda diody LED nie zostały zamienione podczas instalacji.
   • Sprawdź, czy bateria nie jest rozładowana.
   • Sprawdź, czy dioda LED nie jest uszkodzona.
   • Poszukaj zwarć między przewodami LED.
4. Delikatnie wsuń pokrywę na podstawę, upewniając się, że przewód anody nie jest wygięty podczas zakładania pokrywy. Przymocuj pokrywę do podstawy na końcu przeciwległym do diody LED za pomocą śruby #2-56.

Wszystko gotowe! Teraz możesz ścisnąć pokrywę w pobliżu wgłębień, aby włączyć Flexlight i po prostu puścić, aby go wyłączyć! Jeśli twój szybki test w kroku 3 był OK, ale teraz Flexlight nie działa zgodnie z oczekiwaniami, zdejmij pokrywę i:

• Upewnij się, że anoda nie została wygięta.
• Poszukaj zwarć między przewodami LED.

Mam nadzieję, że spodoba ci się używanie Flexlight do swoich potrzeb oświetleniowych, niezależnie od tego, czy wiąże się to z przechowywaniem kilku w przestrzeni życiowej na wypadek awarii zasilania / reagowania w sytuacjach awaryjnych, budowania ich dla zabawy / edukacji, czy czegoś zupełnie innego. Jestem również podekscytowany, widząc, jakie zmiany/ulepszenia wprowadzasz do tego projektu – na przykład zmniejszenie liczby części, zmodyfikowanie go w celu użycia z diodą LED o innym rozmiarze lub poprawę ergonomii. Dziękuję za przeczytanie!

Krok 3: [Opcjonalnie] Informacje elektryczne

Z ciekawości zmierzyłem napięcie w poprzek i prąd przez diodę LED podczas użytkowania dla każdego z tych projektów i udostępniłem tutaj te wartości.

Wewnętrzna rezystancja baterii pastylkowej i stosunkowo wysokie napięcie przewodzenia naszej białej lub niebieskiej diody LED pozwala nam uciec z prostym obwodem elektrycznym w Flexlight. Jednak prąd pobierany z akumulatora jest wciąż o rząd wielkości wyższy niż typowa wartość podana dla pełnego znamionowego czasu pracy akumulatora (zmierzone ~2-3mA w porównaniu z typowym ~0,2 mA). Dodanie rezystora (~ < 100 omów) szeregowo byłoby dobrym sposobem na wydłużenie żywotności baterii Flexlight, ale spowodowałoby przyciemnienie światła.