Lanterna LED sensível ao toque: 15 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Vinte e cinco anos atrás, meu avô fez para mim uma lanterna soldando uma lâmpada aos terminais flexíveis de uma bateria plana de 4,5 V. Como um dispositivo, era rude e simples, mas não apenas iluminou meu forte de travesseiros naquela noite. Isso alimentou meu desejo de aprender, explorar, compreender e criar. Espero que minhas primeiras faíscas instrutíveis sejam a mesma faísca criadora que mantém minhas mãos coçando desde então.

Agora vamos falar de lanternas.

Na foto acima, a lanterna que fiz foi inspirada na arquitetura tradicional japonesa - onde uma parede ou porta é construída de papel forrada sobre uma moldura de madeira (procure o termo "shoji" se estiver curioso). O mesmo conceito foi aplicado aqui, apenas em uma escala menor. A luz é emitida por uma série de LEDs no interior, enquanto um circuito sensível ao toque atua como um interruptor liga-desliga.

Antes de prosseguirmos para a etapa 1, preciso declarar uma ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE muito importante. Este instrutível envolve o uso de ferramentas que podem causar ferimentos graves, desconforto e / ou danos se não forem usadas corretamente. Use o bom senso e cuide-se se decidir recriar este projeto ou qualquer uma das etapas descritas a seguir.

Etapa 1: fazendo as peças superior e inferior da lanterna

Observe que todas as unidades neste instrutível são métricas

Para fazer as peças de cima e de baixo da minha lanterna usei madeira tilia por ser barata e abundante onde eu moro, mas você pode usar qualquer tipo de madeira que fique bem e que você se sinta confortável trabalhando. Compensados de alta qualidade também podem ser usados. Não se preocupe em usar MDF, painéis de partículas ou OSB para um projeto desse tipo. Agora, aqui está a aparência do processo:

1. CORTE: Usando um quebra-cabeças, cortei dois pedaços de madeira de tília medindo 13 por 13 por 2 centímetros. Se você não tiver as ferramentas ou habilidades certas para o trabalho, as lojas de ferragens que vendem madeira geralmente podem cortar as peças para você também.
2. LIXAGEM: Em seguida, prendi as duas peças juntas usando vários grampos e lixei suas laterais até que estivessem perfeitamente uniformes em tamanho. Comecei com uma lixa áspera (grão 60) que remove muito material rapidamente. Em seguida, passei para o grão 120 e, finalmente, o grão 240 até que os lados estivessem bons e suaves ao toque. Idealmente, você não deve ver nenhum vestígio da lixa.
3. ARREDONDAMENTO: Não remova essas pinças ainda! Também é uma boa ideia arredondar os cantos das peças. Novamente, comece com um pedaço de lixa áspero e, em seguida, passe para algo mais fino para tornar a curva bonita e suave.
4. ESCOLHA: Por fim, inspecione visualmente e escolha a peça mais bonita, assim como seu lado mais bonito. Lixe esse lado o mais suavemente possível. Certifique-se de que essa peça e esse lado vão para cima da sua lanterna. Você pode marcá-lo levemente com um lápis se precisar esfregar antes de aplicar o acabamento.

Etapa 2: Cortar as peças da estrutura

Quatro pedaços de madeira finos e longos mantêm as partes superior e inferior da lanterna juntas. Todos têm 19 cm de altura e 1 por 1 cm de largura. Eu os recortei de um único pedaço de madeira de 1 metro de comprimento que comprei em uma loja local. Você pode achar que estou me referindo a eles como "a estrutura externa" nas próximas etapas deste instrutível.

Uma serra é tudo que você precisa para cortar as quatro peças facilmente. Use um lápis para desenhar uma marca onde o corte deve ser feito. É uma boa ideia embrulhar a mancha em fita adesiva e depois cortar para evitar que a madeira lasque.

Não se preocupe se as peças não ficarem perfeitamente uniformes. É normal que um ou dois sejam um milímetro mais compridos ou mais curtos do que o resto. Você verá o porquê na próxima etapa.

Etapa 3: esculpir os entalhes na parte inferior

Existem dezenas de maneiras de juntar duas peças de madeira. A junta de encaixe e espiga é uma das técnicas mais fáceis e comuns, então decidi usar a mesma abordagem para minha lanterna. Basicamente, esculpi encaixes (encaixe é uma palavra chique para orifício retangular, no meu caso) nas peças superior e inferior e coloquei as quatro peças da moldura ali. Veja como eu fiz isso.

1. Usando um pedaço de madeira com 1 centímetro de espessura - uma sobra da moldura externa - marquei uma linha a 1 centímetro de cada borda da minha peça de baixo. Fiz as marcas na parte superior da peça inferior. Você deve terminar com um retângulo com lados de cerca de 11 centímetros.
2. Usando o mesmo pedaço de sucata, tracei os entalhes em cada canto do retângulo que desenhei. Cada entalhe teria 1 por 1 centímetro de largura, que são as dimensões exatas da largura das peças externas da moldura.
3. Usando um cinzel, fiz os entalhes. Não se preocupe se você nunca usou um cinzel antes. Esta foi a minha primeira vez e os resultados foram excelentes. Usei um cinzel plano de 5 mm de um conjunto de entalhe em madeira barato e sujo que comprei na loja de hobby. Primeiro pressionei a lâmina ao longo dos contornos para marcar o buraco. Então, gentilmente comecei a remover as camadas de madeira seguindo a direção da fibra da madeira. Se não tiver certeza sobre tudo isso, pratique primeiro em um pedaço de madeira! Meus buracos acabaram tendo 8 milímetros de profundidade. Assegurei-me de que as laterais e a parte inferior estivessem bem, limpas e planas. As peças da moldura devem se encaixar bem, sem balançar muito. Certifique-se de remover a fita adesiva da etapa anterior antes de tentar ver como eles se encaixam!
4. Por fim, lixei a lateral com uma lixa de grão 240. Isso deu uma sensação agradável e suave e removeu todos os vestígios das marcas de lápis.

Etapa 4: colar as peças da estrutura

Antes de aplicar qualquer cola, certifique-se de que todas as quatro peças da moldura se encaixam bem nos orifícios. Em seguida, apliquei uma quantidade generosa de cola e inseri as peças nos orifícios com força moderada. Usei o ângulo reto da minha régua para ter certeza de que todas as peças estavam perpendiculares à base. Limpe qualquer cola espremida com um pedaço de pano úmido ou toalha de papel, mas não com papel higiênico.

Etapa 5: faça um orifício para o cabo de alimentação

Nesse ponto percebi que havia esquecido de fazer um furo para o cabo da fonte de alimentação de 12V. Mas ainda era possível. Usando minha ferramenta Dremel e uma broca de 3,2 mm, fiz um furo na lateral da base com 22 mm de profundidade. Então eu perfurei outro buraco em um ângulo a partir do topo enquanto mirava no final do primeiro buraco. Eu acertei na perfeição. Com um pequeno movimento, consegui empurrar o cabo de alimentação pelo orifício para me certificar de que ele se encaixava bem. Em seguida, retirei o cabo de alimentação - é muito cedo para que ele esteja lá.

Etapa 6: entalhe entalhes na peça superior

Enquanto a cola secava, esculpi os entalhes na parte superior da minha lanterna. Na verdade, não há nada a acrescentar aqui. Depois de afiar meu cinzel, simplesmente segui o mesmo processo que descrevi na etapa 3.

Etapa 7: cole tudo junto

Minha lanterna estava começando a tomar forma. Era hora de um ensaio. Usando alguns ajustes finos (leia-se: dobrar cuidadosamente as peças externas da moldura), consegui encaixar tudo sem cola. Isso significava que poderia ir em frente e aplicar cola nos encaixes da parte superior para colar tudo permanentemente. Como você pode ver na foto, usei alguns grampos desta vez para um ajuste mais apertado e para garantir que a parte superior e inferior estivessem perfeitamente perpendiculares entre si.

Etapa 8: Aplicar acabamento

Assim que a cola secou, apliquei duas demãos de laca spray sobre o que estava lentamente se transformando em uma lanterna. A laca em spray é super fácil de trabalhar, então se você é um iniciante, esse é o acabamento a ser escolhido. Certifique-se de seguir as instruções na lata de spray e aplique o acabamento em uma área bem ventilada. Outros acabamentos como goma-laca, verniz ou óleo dinamarquês também funcionam, mas trabalhar com eles é um pouco mais confuso.

Observe que a área interna da peça inferior eu cobri com fita adesiva para que nenhum verniz grudasse ali. É aqui que o elemento de iluminação iria aderir, por isso é melhor deixar essa área sem tratamento.

Etapa 9: Montando os eletrônicos

Enquanto a laca secava, montei os eletrônicos necessários para que o projeto funcionasse. Uma fonte de alimentação de 12 V genérica é o que usei como fonte de alimentação, já que meus LEDs precisavam de 12 V para acender. O bloco de energia foi avaliado para 1 amp, o que foi suficiente para minhas necessidades.

Para descobrir quantos amperes sua fonte de alimentação deve ser classificada, use um multímetro para descobrir quanta corrente três de seus LEDs consomem (LEDs de tiras de LED são agrupados em três, portanto, você pode cortar no máximo três para medir seus consumo). Se três LEDs consomem 30 miliamperes e você deseja usar 30 LEDs, você precisará de uma fonte de alimentação que pode fornecer pelo menos 300 miliamperes a 12V. Eu usaria pelo menos 500 mAmps nesse caso - para estar no lado seguro e já que haverá outros circuitos envolvidos.

ATUALIZAÇÃO: Aparentemente, você pode obter tiras de LED onde os LEDs não estão agrupados em três.

Os LEDs são conectados à fonte de alimentação por meio de um MOSFET de canal n (IRF 520, no meu caso, ou qualquer coisa que possa lidar com alguns amperes). Este último atua como um interruptor - quando um sinal é enviado a ele, ele deixa a corrente passar e acende as luzes.

O sinal é enviado por um chip PCF8883, que é um IC projetado para operação de botão / interruptor de toque. Este chip vem em um pacote SOIC8, então não cabe em um perfboard. Você precisará usar um deles - um adaptador de placa SOIC8. Você solda o chip ao adaptador e depois o adaptador ao perfboard. Uma das fotos acima mostra o chip soldado ao adaptador - minúsculo, não é?

Como o chip requer de 3 a 9 volts para funcionar, também usei um regulador de tensão LM7805.

Todos os eletrônicos foram preenchidos em um único perfboard de 2 cm por 8 cm de um kit como este. O fio verde que você vê pendurado é o que será conectado a uma placa de detecção.

ATUALIZAÇÃO: Para aumentar a sensibilidade do sensor de toque, aumente a área da placa de toque ou substitua o capacitor 470nF por um maior de até 2500nF.

Etapa 10: monte o elemento de luz LED

Espero que goste de azeitonas. Em vez de uma lâmpada, usei uma tira de LEDs enrolada em uma jarra de vidro alta e estreita. Originalmente, eu usaria um cano de PVC, mas o prazo para o Concurso de Autoria pela Primeira Vez estava se aproximando rapidamente:)

Ao escolher a faixa de LED, optei intencionalmente por LEDs de "branco quente" porque eles são um pouco mais amarelados. A maioria dos chamados LEDs brancos são irritantemente azuis e definitivamente não são adequados para o quarto.

Ao enrolar a faixa de LED em torno do frasco ou tubo, certifique-se de começar em um pequeno ângulo. Você quer que os LEDs fiquem o mais enrolados possível, mas não quer que eles se sobreponham. Você pode fazer uma corrida prática primeiro, sem expor o adesivo na parte de trás, depois cortar a tira no tamanho certo. Observe que as tiras de LED têm marcações onde os cortes devem ser feitos.

Soldei os fios à tira e os torci para estabilidade. Para obter força extra, usei cola de 2 componentes para colar o fio ao jarro - em um ponto perto de onde eles foram soldados à faixa de LED.

Etapa 11: Placa de detecção de cola e tampa do frasco

Usando cola de 2 componentes, colei a tampa do frasco no meio da parte inferior. Em seguida, colei um pedaço de papel alumínio (do tipo que você tem na cozinha) na parte inferior da parte superior. Observe que deixei algum espaço lá. Este é o lugar para onde o perfboard com toda a eletrônica irá.

Etapa 12: Instale todos os eletrônicos na lanterna

Para prender o perfboard à lanterna, colei um conjunto de quatro espaçadores. Um conjunto completo de impasses custa alguns dólares e vai durar muito tempo. Com os isoladores colados no lugar, aparafusei o perfboard com segurança e, em seguida, conectei todos os fios em seus lugares. O fio verde suspenso que você viu na etapa anterior está preso à placa de detecção com fita adesiva, já que não consegui soldá-lo na folha de alumínio. Finalmente, passe o cabo de alimentação pelo orifício que fizemos anteriormente e conecte-o. Faça um teste com a lâmpada. A placa deve ser capaz de detectar sua mão mesmo através da madeira. Se não o segurar por alguns segundos e tente mais algumas vezes. o chip possui uma função de autocalibragem, portanto, pode ser necessário algum tempo para fazer o ajuste fino de sua sensibilidade.

Etapa 13: Prepare as molduras das janelas pequenas

Esta é provavelmente a parte mais complicada de todo o projeto. Cada lado da minha lanterna é coberto pelo que chamarei de "moldura de janela". Estes são feitos de finas vigas de madeira que também comprei na loja de artesanato. Cada viga tem 1 metro de comprimento e espessura de 3 por 10 milímetros. Quatro vigas de 1 metro são suficientes para um projeto deste tamanho, mas eu tenho cinco, por precaução. As peças individuais das molduras das janelas foram cortadas no tamanho certo com uma pequena serra.

Para garantir que cada moldura se encaixe perfeitamente na lanterna e não caia, medi cada abertura individual e cortei cuidadosamente cada peça da moldura de acordo. Comecei com as peças de baixo e de cima da moldura, que eram tão largas quanto a distância entre as peças da moldura grande que já colamos. As peças da moldura lateral alta foram cortadas em seguida: eram tão longas quanto a distância entre o topo e lanternas inferiores menos 2 x 3 milímetros, que é a espessura da moldura. Se você esquecer de subtrair a espessura do material duas vezes, os caixilhos das janelas não caberão. Certifique-se também de colar as peças corretamente!

Então cortei a parte intermediária horizontal da moldura: era 2 x 3 milímetros mais curta do que as peças da moldura superior e inferior para que pudesse caber entre as peças da moldura lateral. Finalmente, cortei as duas peças verticais do meio da moldura. Novamente, faça medições precisas e, em seguida, faça os cortes de acordo, se quiser que essas molduras de janela se encaixem!

Quando os caixilhos das janelas estiverem colados, dê-lhes uma camada de laca spray e deixe-os secar. Deixe um lado sem tratamento, pois é para onde o papel vai.

Etapa 14: coloque papel nas molduras

Na loja de produtos hobby, peguei o que eles chamam de papel de arroz decoupage. Era translúcido e tinha uma aparência legal. Uma única folha mede cerca de 2/3 metros quadrados e é mais do que suficiente.

Usando uma faca afiada, fiz recortes de papel na minha esteira de corte. Depois colei nas esquadrias das janelas com cola de madeira que apliquei com o dedo (porque fica mais divertido assim). Como o papel não estava bloqueando a luz suficiente, usei duas camadas em cada moldura da janela.

Etapa 15: Coloque as molduras das janelas e aproveite sua lanterna

A última coisa a fazer é colocar os caixilhos das janelas. Seja gentil! Afinal, eles são feitos de madeira fina e papel.

E foi assim que surgiu a minha lanterna! Foi um projeto muito legal que me ajudou a melhorar minhas habilidades, e eu realmente espero que você tenha aprendido algo novo também. Se você tiver alguma dúvida, fique à vontade para perguntar nos comentários. Considere também visitar meu canal no YouTube para mais projetos e instruções. Obrigado!

Grande Prêmio no Concurso de Autoria pela Primeira Vez 2018