Otsalamppu

Toisena elektroniikkatyönä kurssillamme piti toteuttaa huomattavasti pienitöisempi elektroniikkatyö. Esimerkkitöinä olivat mm. Mikropiiri 555  pohjautuvat elektroniikkatyöt. Kaikkineen työn valinta oli melko vapaamuotoinen. Itse päätin toteuttaa led-otsalampun. Myös työparini, jonka kanssa toteutin vahvistinpiirin, päätyi samaan työhön, joten yhteystyö piilevyn teossa oli jälleen saumatonta ja loistavaa yhteishenkeä.

Suunnittelu ja piirilevyn valmistus

Piirilevyn ohjeen pohjaksi käytimme "Pieni ja tehokas Led-taskulamppu 9V paristolla" -ohjetta Ideaportin sivuilta. Muokkasimme kuitenkin piirilevystä ja komponenteista haluamamme laisen. Ideana oli saada tehtyä piirilevystä kuitenkin mahdollisimman pieni fyysiseltä kooltaan. Piirilevyn suunnittelu ja piirtäminen Circuit Wizard -ohjelmalla, sekä itse piirilevyn valmistus eteni samalla tavalla kuin kaiutinboxissakin (edellisessä Kaiutinboxi-blogikirjoituksestani)

Ideaportin lampun kytkentäkaavio ja osaluettelo.

Tekemämme maski valotusta varten.

Komponenttien juottaminen

Komponenttien juottaminen oli yllättävän helppoa, vaikkakin hieman jännitin koska piirilevy oli aika pieni (n3cm x 3cm) ja komponentit todella lähellä toisiaan. Juottaminen kuitenkin sujui loistavasti ja otsalamppu toimi kertayrittämällä juuri niin kuin pitikin. Ledeiksi valitsimme 6kpl 5mm superkirkkaita, valkoisia ledejä. Paristoksi valitsimme 9V litium-pariston, joka oli monin kerroin kalliimpi kuin tavallinen 9V paristo (olisiko maksanut n. 9e), mutta olisi pitkäikäisempi ja antaisi enemmän milliampeeritunteja kuin tavallinen versio.

Valmis piirilevy edestä.

Valmis piirilevy juotospuolelta.

Kotelon valmistus

Kotelossa, sekä koko otsalamppuideassa tarkoituksenani oli yhdistää aidosti toimivalla tavalla kaikki käsityön eri elementit: metalli, muovi, elektroniikka, puu ja tekstiili. Otsalampun runkoon käytin tammea, joka kestäisi hyvin ohuillakin seinämillä. Koristeveistotaltoilla ensin koversin käsin haluamani laisen ja kokoisen "kupin" mihin ledit myöhemmin tulisivat. Kupin reunoihin veistin syvennysuran, johon myöhemmin saisin ohuen pleksin liimattua, samaan tasoon otsalampun etureunan kanssa. Kun kuppi oli sopivassa muodossaan ja koossaan, leikkasin ohuesta metallilevystä sopivan kokoisen palasen, jonka taoin talttaamani kupin muotoon. Porasin metallikupin pohjaan kuusi reikää ledejä varten (mitat otin piirilevystäni). Lopuksi vielä hioin ja kiillotin kupin mahdollisimman kiiltäväksi ja laitoin vielä päälle kirkkaan spray-lakan suojaamaan metallilevyä.
Jyrsin tammiaihiooni käsijyrsimellä riittävän kokoisen kolon piirilevylleni (siis toiselle puolelle palikkaani kuin missä oli jo veistämäni kupin muoto. Myös kytkimelle jouduin tekemään oman kolonsa, jotta saisin piirilevyn kokonaan paikalleen ja kytkimen yltämään ulkopuolelle.
Osat istuivat hyvin paikoilleen. Hahmottelin otsalamppuni lopullisen muodon ja leikkasin aihion piirtämäni mallin mukaan. Hioin palan vielä lopulliseen muotoonsa. Myös kytkimelle hioin pienen uran, jotta kytkintä olisi miellyttävämpi käyttää.


Taustalevy

Taustalevyn taittelin pellistä. Ensiksi hahmottelin tammi-aihioni avulla peltiin sopivan kokoisen muodon, sekä myös reunat ja kiinnikeet, joista otsalampun hihna tulisi läpi. Hihnan kiinnityskohdat taittelin pellistä kaksinkertaisiksi (kestäisi paremmin käyttöä).Taitetut reunat juotin kolvilla kiinni levyn sisäpuolelle, jotta ne jäisivät piiloon ja taustalevy olisi edelleen kestävämpi. Hihnan paikat porasin pienellä terällä (reikiä vieri viereen) ja viimeistelin urat tasaisiksi viilalla. Myös ylimääräiset reunat hioin pois, jotta taustalevy olisi mahdollisimman samankokoinen kuin otsalampun aihio (tai jopa hieman pienempi, jottei taustalevy näkyisi aihion takaa lampun ollessa otsalla). Viimeistelynä hioin pellin reunat mahdollisimman pyöreiksi, jottei levyyn jäisi teräviä reunoja ja kohtia, jotka voisivat raapia otsaani.


Kasaus ja maalaus

Kasauksen aloitin liimaamalla kiiltävän metallikupin tammi-aihioon omalle paikalleen. Liimana käytin epoxya. Kun osat olivat kiinnittyneet, asettelin piirilevyn paikalleen. Johtoja varten jouduin vielä viilaamaan pienet urat. Piirilevyn kiinnitin paikalleen kuumaliimalla. Piirilevyn juotospuolen (jota lähelle/vasten tulisi metallilevyni) eristin kokonaan kuumaliimalla. Taustalevyn kiinnitin paikalleen myös epoxylla.
Lampun runko oli nyt lähes valmis. Maalauksessa käytin matta mustaa spray-maalia, jota suihkutin n. 5 kerrosta koko tuotteen pintaan. Metallikupin ja ledit, sekä kytkimen suojasin maalauksessa maalarin teipillä.
Viimeisenä leikkasin ohuesta pleksistä sopivan muotoisen palasen kupin ja ledien päälle. Pleksin kiinnitin niin ikään epoxylla. Viimeisenä viimeistelin pleksin reunan ja tammen välisen sauman ohuella kerroksella mustaa sikaflex-massaa (jota jäi kaiutinboxista).


Otsahihna

Hihnaa varten ostiin kuminauhaa. Nauha itsessään tulisi 28mm leveästä, mustasta kuminauhasta. Paristokoteloa varten ostin leveämpää, 35mm mustaa kuminauhaa.
Aloitin ompelemalla paristokotelon. Tämän ompelin hyvin samalla tavalla kuin ommellaan tyynynliinan pussi. Lopuksi ompelin valmiin kotelon kiinni otsanauhaan.
Koska lamppu tulisi itselleni, en tarvinnut säätövaraa hihnaan. Mittasin kuminauhan oikeaan pituuteensa. Jotta saisin otsalampun johdot piiloon, ompelin otsalampun ja paristokotelon väliin kaksi kuminauhaa päällekäin. Niiden välistä pujotin johdot paristolle. Jotta tuote olisi ulkoisesti ehyt ja paremman näköinen, ompelin toisellekin puolelle kaksinkertaiset kuminauhat. Lopuksi vielä ompelin kumihauhan päät yhteen, muodostaen hihnasta yhden ja umpinaisen kokonaisuuden.

Valmis otsalamppu. Kytkin lampun päällä (koristeurassaan).

Loppuyhteenveto

Kaikkineen olin otsalamppuuni tyytyväinen. Hihnan ompeleet olisivat voineet olla vieläkin siistimmät, mutta tämä ei itseäni haitannut. Kaikista hienointa oli lampun antama valoteho. Vertasin tekemääni versiota kaupalliseen versioon ( joka itseltäni löytyy kotoa) ja valoteho on 2-3-kertainen!
Jos hektinen tilanteemme johtuen työskentelytilojemme menosta remonttiin olisi suinkaan sallinut, olisi ollut loistava ratkaisu toteuttaa kotelo joko muovista taivuttamalla (käymme ilmeisesti 2.oppivuotenamme kyseisen tekniikan) tai vaihtoehtoisesti tekemällä kotelo 3D-tulostimella (joka myös löytyy koulultamme). Näin kotelosta olisi saanut tehtyä todella pienikokoisen, johon itse piirilevy antoi kaikki edellytykset. Aika ei kuitenkaan antanut mahdollisuutta alkaa opettelemaan esimerkiksi SketchUpin käyttö, puhumattakaan muovin taivuttamisen opettelusta. Ylpeä olen kuitenkin siitä, että aidosti sain tehtyä toimivan ja hyvännäköisen tuotteen, jossa yhdistyvät kaikki käsityön eri elementit.

Valotehovertailu. Vasemmalla oma otsalamppuni, oikealla kaupallinen versio. Molempien etäisyys seinästä sama (n.50cm).

Liitteet

Mikropiiri 555 esimerkkejä 
http://www.555-timer-circuits.com/

Ideaportin Pieni ja tehokas Led-taskulamppu 9V paristolla
http://www.kolumbus.fi/~mirian77/LedTL_9VN6.pdf