Flexlight: ไฟฉาย LED แบบเซลล์เหรียญแบบไม่มีบัดกรี: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

โครงการฟิวชั่น 360 »

เป้าหมายของฉันสำหรับโครงการนี้คือการสร้างไฟฉาย LED แบบใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบเรียบง่ายที่มีชิ้นส่วนน้อยที่สุดและไม่จำเป็นต้องบัดกรี คุณสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนต่างๆ ได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงและประกอบเข้าด้วยกันในเวลาประมาณ 10 นาที ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับโครงการช่วงบ่าย (ที่ผู้ใหญ่ดูแล) วงจรไฟฟ้าที่เรียบง่ายมากในไฟฉายนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากไฟ LED ขว้าง ซึ่งคุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมได้ที่นี่

Flexlight เป็นแบบ 5 ชิ้น (ซื้อ 3 ชิ้น พิมพ์ 2 ชิ้น) ที่ใช้ประโยชน์จากความยืดหยุ่นของฝาครอบไฟฉายและสาย LED เพื่อทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิดตามปกติ ซึ่งผู้ใช้สามารถบีบเพื่อเปิดไฟฉายชั่วคราวได้ ในขณะที่เขียนคำแนะนำนี้ ฉันได้ออกแบบและทดสอบไฟฉายสองรุ่น - รุ่นหนึ่งใช้เซลล์แบบเหรียญ CR1225 และอีกรุ่นใช้เซลล์แบบเหรียญ CR2032 ค่าวัสดุสำหรับไฟฉายนี้คือ < $2 USD

นอกจากไฟล์. STL สำหรับสองเวอร์ชันนี้แล้ว (ลิงก์ Thingiverse ที่นี่) ฉันยังแชร์โมเดล Fusion 360 แบบพาราเมตริกที่ดาวน์โหลดได้ เพื่อให้คุณสามารถปรับเปลี่ยน/ปรับการออกแบบเพิ่มเติมเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของคุณ ฉันตื่นเต้นที่จะได้เรียนรู้จากการปรับปรุงของคุณในการออกแบบเหล่านี้!

• การออกแบบ Flexlight ที่เล็กลง (ใช้เซลล์ CR1225):
• การออกแบบ Flexlight ที่ใหญ่ขึ้น (ใช้เซลล์ CR2032):

ความปลอดภัย

• ชิ้นส่วนขนาดเล็ก: ส่วนประกอบที่ซื้อมามีขนาดค่อนข้างเล็กและเป็นอันตรายต่อการกลืน อย่าปล่อยให้เด็กเล็กดูแลชิ้นส่วนเหล่านี้โดยไม่ได้รับการดูแล
• แสง: แสงที่เกิดจากไฟฉายอาจรุนแรง อย่าส่องไฟ LED ที่สว่างโดยตรงเข้าตาคุณหรือผู้อื่น
• แบตเตอรี่: อย่าให้ขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ลัดวงจร เนื่องจากอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหาย ทำให้ร้อนขึ้น และ/หรือทำให้แบตเตอรี่หมดประจุ

เสบียง:

• เครื่องมือ:

  • เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (หรือเข้าถึงได้หนึ่งเครื่อง) - สำหรับการอ้างอิง ฉันพิมพ์ชิ้นส่วนเหล่านี้ใน PLA บน Ender 3 Pro
  • การเข้าถึงคอมพิวเตอร์ด้วย Ultimaker Cura (ลิงก์)
  • คีมตัดและคีมล้าง
  • ไขควงปากแฉกขนาดเล็ก (สำหรับสกรู #2-56)

• วัสดุ:

  • วัสดุการพิมพ์ที่คุณเลือก
  • แบตเตอรี่ลิเธียมเซลล์ 1x 3V (CR1225 หรือ CR2032 ขึ้นอยู่กับรุ่น Flexlight)
  • 1x 5mm Clear LED พร้อม >= แรงดันไปข้างหน้า 3V (แนะนำให้ใช้สีขาว, ม่วงหรือน้ำเงิน)
  • สกรูเครื่องยาว 1x #2-56 x 1/4"

ขั้นตอนที่ 1: การพิมพ์ชิ้นส่วน Flexlight ของคุณ

หยิบไฟล์ 'base' และ 'cover' เวอร์ชันที่คุณต้องการจาก Thingiverse (หรือสร้างเวอร์ชันของคุณเองจากไฟล์ F360!) แล้วเปิด Cura ส่วนเหล่านี้จะถูกพิมพ์ออกเป็นสองช่วงแยกกันตามที่กล่าวไว้ด้านล่าง

ฐานเฟล็กไลท์

ฐานค่อนข้างตรงไปตรงมาและใช้เวลาพิมพ์น้อยกว่า 2 ชั่วโมง ฉันแนะนำการตั้งค่าต่อไปนี้:

• พิมพ์ในแนว "ตั้งตรง" ตามที่แสดงในภาพ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติการกักเก็บแบตเตอรี่จะไม่แตกข้ามเส้นชั้นระหว่างการติดตั้ง/ถอดแบตเตอรี่
• พิมพ์ด้วยตำแหน่งที่รองรับ > ทุกที่
• 'คุณภาพมาตรฐาน' ด้วยวัสดุเติม 20% และความสูงของชั้น 0.2 มม. น่าจะเพียงพอ แต่คุณภาพที่สูงขึ้นก็โอเคเช่นกัน

เมื่อพิมพ์เสร็จแล้ว ให้ใช้คีมตัดแบบฝังและคีมเพื่อนำวัสดุรองรับออก

ฝาครอบเฟล็กไลท์

หน้าปกได้รับการออกแบบเพื่อใช้โหมดพิเศษใน Cura ซึ่งช่วยให้เราพิมพ์ได้อย่างต่อเนื่องในเกลียวเดียว และใช้เวลาพิมพ์น้อยกว่า 1 ชั่วโมง ฉันแนะนำการตั้งค่าต่อไปนี้:

• พิมพ์ในแนว "ตั้งตรง" ตามที่แสดงในภาพ
• พิมพ์ด้วยโหมดพิเศษ > สร้างเส้นรอบวงด้านนอกให้หมุนเป็นเกลียว
• 'คุณภาพมาตรฐาน' ที่มีความสูงของชั้น 0.2 มม. น่าจะเพียงพอ แต่คุณภาพที่สูงขึ้นก็โอเคเช่นกัน

ทำไมต้องทำเกลียวรอบนอก Contour? ข้อได้เปรียบหลักของคุณสมบัตินี้คือ เราสามารถพิมพ์ปกแบบบางของเราได้โดยไม่มีตะเข็บเป็นชั้นๆ ซึ่งปรากฏอยู่ในงานพิมพ์ทั่วไปและจะทำให้รูปลักษณ์ของปกเสียไป

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบ Flexlight ของคุณ

ด้วยชิ้นส่วนที่พิมพ์และซื้ออยู่ในมือ ได้เวลาสร้างแล้ว!

1. เลื่อนไฟ LED เข้าไปในฐานที่พิมพ์แล้วหมุนเพื่อให้แคโทด (ด้านลบ โดยทั่วไปจะเป็นสายที่สั้นกว่า) วางอยู่บนคุณสมบัติการกักเก็บแบตเตอรี่ งอขั้วบวก (ด้านบวก โดยทั่วไปแล้วจะเป็นตะกั่วที่ยาวกว่า) ผ่านช่องเจาะในฐาน

2. ย้ายแคโทดไปที่ด้านล่างของคุณสมบัติการกักเก็บแบตเตอรี่ และใส่เซลล์แบบเหรียญ (ด้านลบขึ้น) ใต้คุณสมบัติการกักเก็บแบตเตอรี่และแคโทด ดันแบตเตอรี่จนคลิกเข้าที่ในฐาน ตรวจสอบว่าแคโทดถูกประกบอยู่ระหว่างคุณลักษณะการกักเก็บแบตเตอรี่และด้านลบของแบตเตอรี่

   หลังการติดตั้ง ขั้วบวกไม่ควรสัมผัสด้านบวกของแบตเตอรี่ ถ้าใช่ ให้งอห่างออกไปเล็กน้อยเพื่อไม่ให้สัมผัสกันในนาม

3. ทำการทดสอบอย่างรวดเร็วโดยดันขั้วบวกไปด้านบวกของแบตเตอรี่และตรวจดูให้แน่ใจว่าไฟ LED ติดสว่าง เมื่อคุณปล่อยแอโนด แอโนดจะเด้งกลับมาและไฟ LED จะดับลง หากไฟ LED ไม่สว่างขึ้น ให้ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้และแก้ไขตามต้องการ:

   • ตรวจสอบว่าไม่มีการเปลี่ยนขั้วบวกและขั้วลบของ LED ระหว่างการติดตั้ง
   • ตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ของคุณไม่หมด
   • ตรวจสอบว่า LED ของคุณไม่เสียหาย
   • มองหากางเกงขาสั้นระหว่างสาย LED
4. ค่อยๆ เลื่อนฝาครอบลงบนฐาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายขั้วบวกไม่งอออกจากตำแหน่งในขณะที่คุณเลื่อนฝาครอบ ยึดฝาครอบเข้ากับฐานที่ปลายด้านตรงข้ามกับ LED โดยใช้สกรู #2-56

ทุกอย่างเสร็จเรียบร้อย! ตอนนี้คุณสามารถบีบฝาครอบใกล้กับบริเวณรอยบุ๋มเพื่อเปิด Flexlight แล้วปล่อยมือเพื่อปิด! หากการทดสอบอย่างรวดเร็วในขั้นตอนที่ 3 นั้นใช้ได้ แต่ตอนนี้ Flexlight ไม่ทำงานตามที่คาดไว้ ให้ถอดฝาครอบออกและ:

• ยืนยันว่าขั้วบวกไม่ได้งอผิดตำแหน่ง
• มองหากางเกงขาสั้นระหว่างสาย LED

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการใช้ Flexlight เพื่อตอบสนองความต้องการด้านแสงสว่างของคุณ ไม่ว่าจะเป็นการจัดเก็บหลายๆ อย่างไว้รอบๆ พื้นที่ใช้สอยของคุณสำหรับไฟดับ/การตอบสนองฉุกเฉิน การสร้างเพื่อความสนุกสนาน / การศึกษา หรืออย่างอื่นทั้งหมด ฉันยังตื่นเต้นที่จะได้เห็นการเปลี่ยนแปลง/การปรับปรุงที่คุณทำกับการออกแบบนี้ เช่น การลดจำนวนชิ้นส่วน การปรับเปลี่ยนเพื่อใช้กับ LED ขนาดอื่น หรือการปรับปรุงการยศาสตร์ ขอบคุณสำหรับการอ่าน!

ขั้นตอนที่ 3: [ไม่บังคับ] ข้อมูลไฟฟ้า

ด้วยความอยากรู้ ฉันจึงวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามและกระแสผ่าน LED ระหว่างการใช้งานสำหรับแต่ละการออกแบบเหล่านี้ และแบ่งปันค่าเหล่านี้ที่นี่

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญและแรงดันไฟไปข้างหน้าที่ค่อนข้างสูงของไฟ LED สีขาวหรือสีน้ำเงินช่วยให้เราหลีกเลี่ยงวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายใน Flexlight อย่างไรก็ตาม กระแสที่มาจากแบตเตอรี่ยังคงเป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าค่าปกติที่ระบุไว้สำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่เต็มพิกัด (~2-3mA วัดเทียบกับ ~0.2 mA ที่พิกัดทั่วไป) การเพิ่มตัวต้านทาน (~ < 100 โอห์ม) เป็นอนุกรมจะเป็นวิธีที่ดีในการปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของ Flexlight แต่จะส่งผลให้ไฟหรี่ลง