Flexlight: una linterna LED de celda de moneda sin soldadura: 3 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Proyectos Fusion 360 »

Mi objetivo para este proyecto era crear una linterna LED simple a batería con un mínimo de piezas y sin necesidad de soldaduras. Puede imprimir las piezas en unas pocas horas y ensamblarlas en unos 10 minutos, lo que lo hace ideal para un proyecto vespertino (supervisado por un adulto). El circuito eléctrico muy simple de esta linterna está inspirado en los proyectores LED, sobre los que puede obtener más información aquí.

El Flexlight es un diseño de 5 piezas (3 compradas, 2 impresas) que aprovecha la elasticidad de la cubierta de la linterna y el cable LED para actuar como un interruptor normalmente abierto, que el usuario puede pellizcar para encender temporalmente la linterna. En el momento de escribir este Instructable, he diseñado y probado dos versiones de la linterna: una usa una celda de botón CR1225 y la otra usa una celda de botón CR2032. El costo del material para esta linterna es <$ 2 USD.

Además de los archivos. STL para estas dos versiones (enlace de Thingiverse aquí), también comparto los modelos paramétricos Fusion 360 descargables para que pueda modificar / adaptar el diseño aún más para satisfacer sus necesidades. ¡Estoy emocionado de aprender de sus mejoras en estos diseños!

• Diseño Flexlight más pequeño (usa celda CR1225):
• Diseño Flexlight más grande (usa celda CR2032):

La seguridad

• Piezas pequeñas: los componentes comprados son relativamente pequeños y representan un peligro de ingestión, no deje a los niños pequeños sin supervisión con estas piezas.
• Luz: La luz producida por la linterna puede ser intensa, no ilumine el LED encendido directamente en sus ojos o en los de los demás.
• Batería: No cortocircuite los terminales positivo y negativo de la batería, ya que esto puede dañarla, calentarla y / o hacer que se descargue su contenido.

Suministros:

• Instrumentos:

  • Impresora 3D (o acceso a una): como referencia, imprimí estas piezas en PLA en una Ender 3 Pro
  • Acceso a una computadora con Ultimaker Cura (Enlace)
  • Alicates y cortador al ras
  • Destornillador Phillips pequeño (para tornillos n. ° 2-56)

• Materiales:

  • Su material de impresión preferido
  • 1x pila de litio de 3V (CR1225 o CR2032, según el modelo de Flexlight)
  • 1x LED transparente de 5 mm con voltaje directo> = 3 V (se recomienda blanco, morado o azul)
  • 1x tornillo de máquina de # 2-56 x 1/4 "de largo

Paso 1: Impresión de sus piezas Flexlight

Toma los archivos. STL 'base' y 'cover' de tu versión preferida de Thingiverse (¡o crea tu propia versión a partir de los archivos F360!) Y abre Cura. Estas partes se imprimirán en dos sesiones separadas, como se explica a continuación.

Base Flexlight

La base es relativamente sencilla y se imprime en menos de 2 horas. Recomiendo las siguientes configuraciones:

• Imprima en la orientación "vertical" como se muestra en las imágenes, para asegurarse de que la función de retención de la batería no se rompa a través de una línea de capa durante la instalación / extracción de la batería.
• Imprima con ubicación de soporte> En todas partes
• 'Calidad estándar' con un 20% de relleno y una altura de capa de 0,2 mm debería ser suficiente, pero una calidad superior también está bien.

Cuando termine de imprimir, use sus alicates y cortadores al ras para quitar el material de soporte.

Cubierta Flexlight

La portada está diseñada para aprovechar un modo especial en Cura que nos permite imprimirla en una espiral continua y tarda menos de 1 hora en imprimirse. Recomiendo las siguientes configuraciones:

• Imprima en la orientación "vertical" como se muestra en las imágenes.
• Imprimir con modos especiales> Contorno exterior en espiral
• "Calidad estándar" con una altura de capa de 0,2 mm debería ser suficiente, pero una calidad superior también está bien.

¿Por qué Spiralize Outer Contour? La principal ventaja de esta característica es que podemos imprimir nuestra cubierta delgada sin costuras de capa, que están presentes en impresiones típicas y restarían valor a la apariencia de la cubierta.

Paso 2: Montaje de su Flexlight

Con las piezas impresas y compradas en la mano, ¡es hora de construir!

1. Deslice el LED en la base impresa y gírelo para que el cátodo (el lado negativo, generalmente el cable más corto) descanse sobre la función de retención de la batería. Doble el ánodo (el lado positivo, generalmente el cable más largo) hacia abajo a través del corte en la base.

2. Mueva el cátodo justo debajo de la función de retención de la batería e inserte la celda de moneda (con el lado negativo hacia arriba) debajo de la función de retención de la batería y el cátodo. Empuje la batería hasta que encaje en su lugar en la base. Confirme que el cátodo ahora está intercalado entre la función de retención de la batería y la cara negativa de la batería.

   Inmediatamente después de la instalación, el ánodo no debe tocar el lado positivo de la batería. Si es así, dóblelo un poco más lejos para que nominalmente no se toque

3. Haga una prueba rápida empujando el ánodo hacia el lado positivo de la batería y asegúrese de que el LED se encienda. Cuando suelte el ánodo, debería saltar hacia atrás y el LED debería apagarse. Si el LED no se enciende, verifique lo siguiente y corrija según sea necesario:

   • Confirme que el ánodo y el cátodo del LED no se intercambiaron durante la instalación.
   • Confirme que su batería no esté agotada.
   • Confirme que su LED no esté dañado.
   • Busque cortocircuitos entre los cables LED.
4. Deslice suavemente la cubierta sobre la base, asegurándose de que el cable del ánodo no se salga de su lugar mientras desliza la cubierta. Fije la cubierta a la base en el extremo opuesto al LED, usando el tornillo # 2-56.

¡Todo listo! Ahora, puede apretar la cubierta cerca de las regiones de hoyuelos para encender Flexlight, ¡y simplemente suéltela para apagarla! Si su prueba rápida en el Paso 3 estuvo bien, pero ahora el Flexlight no funciona como se esperaba, retire la cubierta y:

• Confirme que el ánodo no esté fuera de lugar.
• Busque cortocircuitos entre los cables LED.

Espero que disfrute usando Flexlight para sus necesidades de iluminación, ya sea que esto implique guardar varios alrededor de su espacio vital para cortes de energía / respuesta de emergencia, construirlos para diversión / educación o algo completamente diferente. También estoy emocionado de ver los cambios / mejoras que realiza en este diseño, como reducir el recuento de piezas, modificarlo para usarlo con un LED de diferente tamaño o mejorar la ergonomía. ¡Gracias por leer!

Paso 3: Información eléctrica [opcional]

Por curiosidad, medí el voltaje y la corriente a través del LED durante el uso para cada uno de estos diseños y comparto estos valores aquí.

La resistencia interna de la batería de tipo botón y el voltaje de avance relativamente alto de nuestro LED blanco o azul nos permite salir con un circuito eléctrico simple en el Flexlight. Sin embargo, la corriente procedente de la batería sigue siendo un orden de magnitud más alta que el valor típico indicado para la vida útil nominal total de la batería (~ 2-3 mA medidos frente a ~ 0,2 mA nominales típicos). Agregar una resistencia (~ <100 ohmios) en serie sería un buen enfoque para mejorar la duración de la batería del Flexlight, pero daría como resultado una luz más tenue.