Flexlight: una llanterna LED de cèl·lula de moneda sense soldadura: 3 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Projectes Fusion 360 »

El meu objectiu per a aquest projecte era crear una llanterna LED senzilla amb bateria amb peces mínimes i sense necessitat de soldadura. Podeu imprimir les peces en poques hores i muntar-les en uns 10 minuts, cosa que fa que sigui ideal per a un projecte de tarda (supervisat per a adults). El circuit elèctric molt senzill d’aquesta llanterna està inspirat en els llançadors LED, que podeu obtenir més informació aquí.

El Flexlight és un disseny de 5 peces (3 comprades, 2 impreses) que aprofita l'elasticitat de la coberta de la llanterna i del cable LED per actuar com un interruptor obert normalment, que l'usuari pot pessigar per encendre temporalment la llanterna. En el moment d’escriure aquest manual d’instruccions, he dissenyat i provat dues versions de la llanterna: una utilitza una cel·la de monedes CR1225 i l’altra utilitza una cel·la de monedes CR2032. El cost del material d'aquesta llanterna és de <2 USD.

A més dels fitxers. STL per a aquestes dues versions (enllaç Thingiverse aquí), també comparteixo els models paramètrics descargables de Fusion 360 perquè pugueu modificar / adaptar el disseny segons les vostres necessitats. Estic encantat d'aprendre de les vostres millores en aquests dissenys.

• Disseny Flexlight més petit (utilitza una cel·la CR1225):
• Disseny Flexlight més gran (utilitza una cel·la CR2032):

Seguretat

• Parts petites: els components adquirits són relativament petits i presenten un perill d'empassar, no deixeu els nens petits sense supervisió amb aquestes peces.
• Llum: la llum produïda per la llanterna pot ser intensa, no brilleu el LED encès directament als ulls dels vostres o dels altres.
• Bateria: no talleu els borns negatius i positius de la bateria, ja que poden danyar-la, escalfar-la o descarregar-ne el contingut.

Subministraments:

• Eines:

  • Impressora 3D (o accés a una): per referència, he imprès aquestes peces en PLA en un Ender 3 Pro
  • Accés a un ordinador amb Ultimaker Cura (enllaç)
  • Talladora i alicates
  • Tornavís Phillips petit (per al cargol # 2-56)

• Materials:

  • El material d’impressió que trieu
  • 1 bateria de cèl·lules de liti de 3 V (CR1225 o CR2032, segons el model Flexlight)
  • 1 x LED clar de 5 mm amb> = 3V de tensió cap endavant (es recomana blanc, morat o blau)
  • 1x cargol de màquina de 2-56 x 1/4 "de llarg

Pas 1: Impressió de les peces Flexlight

Agafeu la vostra versió preferida "base" i "coberta". Fitxers. STL de Thingiverse (o creeu la vostra pròpia versió a partir dels fitxers F360!) I obriu Cura. Aquestes parts s’imprimiran en dues sessions separades, tal com es descriu a continuació.

Base Flexlight

La base és relativament senzilla i triga menys de dues hores a imprimir-se. Us recomano la configuració següent:

• Imprimiu en l'orientació "vertical" tal com es mostra a les imatges, per garantir que la funció de retenció de la bateria no trenqui una línia de capa durant la instal·lació / extracció de la bateria.
• Imprimiu amb col·locació de suport> arreu
• La "qualitat estàndard" amb un ompliment del 20% i una alçada de la capa de 0,2 mm hauria de ser suficient, però una qualitat superior també està bé.

Quan la impressió s'hagi completat, utilitzeu els talladors i les tenalles a ras per treure el material de suport.

Coberta Flexlight

La coberta està dissenyada per aprofitar un mode especial de Cura que ens permet imprimir-la en una espiral contínua i trigar menys d’1 hora a imprimir-la. Us recomano la configuració següent:

• Imprimiu en l'orientació "vertical" tal com es mostra a les imatges.
• Imprimeix amb modes especials> Espiralitza el contorn exterior
• La "qualitat estàndard" amb una alçada de capa de 0,2 mm hauria de ser suficient, però una qualitat superior també està bé.

Per què espiralitzar el contorn exterior? L’avantatge principal d’aquesta característica és que podem imprimir la nostra coberta fina sense costures de capa, que es troben presents en les impressions típiques i que restarien per l’aspecte i la sensació de la coberta.

Pas 2: Muntatge del Flexlight

Amb les peces impreses i comprades a la mà, és hora de construir-les.

1. Feu lliscar el LED cap a la base impresa i gireu-lo de manera que el càtode (costat negatiu, normalment el cable més curt) descansi sobre la funció de retenció de la bateria. Doblegueu l’ànode (costat positiu, normalment el cable més llarg) cap avall a través del retall de la base.

2. Moveu el càtode just a sota de la funció de retenció de la bateria i introduïu la cel·la de la moneda (cara negativa cap amunt) a sota de la funció de retenció de la bateria i el càtode. Premeu la bateria fins que faci clic a la base. Confirmeu que el càtode s'està intercalant entre la funció de retenció de la bateria i la cara negativa de la bateria.

   Just després de la instal·lació, l’ànode no hauria de tocar el costat positiu de la bateria. Si és així, doblegueu-lo una mica més lluny perquè nominalment no es toqui

3. Feu una prova ràpida empenyent l’ànode cap al costat positiu de la bateria i assegureu-vos que el LED s’encengui. Quan deixeu anar l’ànode, hauria de tornar a brotar i el LED s’hauria d’apagar. Si el LED no s’encén, comproveu el següent i corregiu-lo segons calgui:

   • Confirmeu que l'ànode i el càtode del LED no s'han canviat durant la instal·lació.
   • Confirmeu que la bateria no s’ha esgotat.
   • Confirmeu que el LED no està danyat.
   • Cerqueu pantalons curts entre els cables LED.
4. Feu lliscar la tapa suaument cap a la base, assegurant-vos que el cable de l’ànode no estigui doblegat fora de lloc mentre feu lliscar la coberta. Fixeu la coberta a la base de l’extrem oposat al LED, mitjançant el cargol # 2-56.

Tot fet! Ara podeu prémer la coberta a prop de les zones de clotets per encendre el Flexlight i deixar-la anar per apagar-la. Si la prova ràpida del pas 3 va estar bé, però ara el Flexlight no funciona com s’esperava, traieu la tapa i:

• Confirmeu que l’ànode no estava doblegat fora de lloc.
• Cerqueu pantalons curts entre els cables LED.

Espero que gaudiu d’utilitzar el Flexlight per a les vostres necessitats d’il·luminació, tant si es tracta d’amagatallar-ne diversos al voltant de l’espai vital com per aturar l’alimentació / resposta d’emergència, construir-los per a la diversió / educació o una altra cosa. També em fa il·lusió veure quins canvis o millores feu en aquest disseny, com ara reduir el recompte de peces, modificar-lo per utilitzar-lo amb un LED de mida diferent o millorar l’ergonomia. Gràcies per llegir!

Pas 3: informació elèctrica [opcional]

Per curiositat, vaig mesurar el voltatge i el corrent a través del LED durant l’ús de cadascun d’aquests dissenys i vaig compartir aquests valors aquí.

La resistència interna de la bateria de la moneda i la tensió directa relativament alta del nostre LED blanc o blau ens permet sortir amb un senzill circuit elèctric al Flexlight. Tanmateix, el corrent provinent de la bateria continua sent un ordre de magnitud superior al valor típic indicat per a la durada total de la bateria (~ 2-3 mA mesurats contra ~ 0,2 mA nominal típica). Afegir una resistència (~ <100 ohms) en sèrie seria un bon enfocament per millorar la durada de la bateria del Flexlight, però es traduiria en una llum més feble.