안녕하세요, 여러분! 이 Instructable에서는 배터리 없이 작동하는 핸드 크랭크식 손전등을 만드는 방법을 보여 드리겠습니다. 정말 멋지지 않나요?
가장 좋은 점은 이 손전등을 직접 만들어 기존의 배터리식 손전등과 작별할 수 있다는 것입니다.
이 배터리 없는 손전등의 아이디어
제가 이것을 만들게 된 데에는 몇 가지 이유가 있었고, 그중 주요한 이유를 말씀드리고 싶습니다. 솔직히 말해 이 프로젝트는 무언가를 만들기에 완벽한 핑계가 되었습니다!
친구들과 하이킹을 하고 있다고 상상해 보세요. 대부분의 일반 손전등은 여러 추가 기능이 포함되어 있지만, 이와 같은 DIY 제작품은 단순함을 유지합니다.
하지만 중요한 상황에서는 그런 추가 기능이 실제로 큰 의미가 없습니다.
일반 손전등을 계속 사용한다고 해 보죠. 평균적으로 한 시간도 채 가지 못하고, 충전하는 데는 약 2시간이 걸립니다.
이제 하이킹 중이라고 상상해 보세요... 정확히 언제(또는 어디서 전원 콘센트를 찾아) 충전할 수 있을까요? 이것이 첫 번째 이유입니다.
두 번째 이유는 저장된 배터리 에너지에 전혀 의존하지 않고, 전적으로 여러분의 에너지로 작동하는 장치를 휴대한다는 것이 무엇을 의미하는지 생각해 보는 것입니다.
충전도, 기다림도, 최악의 순간에 배터리가 방전되는 일도 없습니다.
이 문제(중요하지만 아주 심각하지는 않은 문제)를 해결하기 위해 가볍고 3D 프린트로 제작한 수동식 손전등(또는 torchlight)을 만들었습니다.
작은 모터를 돌려 생성된 에너지를 소형 전해 커패시터에 저장하고, 그 에너지로 손전등을 작동시킵니다. 계속 크랭크를 돌리는 한 불빛도 계속 켜져 있어 절대 꺼지지 않습니다.
3D 프린트 부품으로 만들어졌기 때문에 여분 부품도 절대 부족하지 않습니다! 힘든 하이킹 중에 이 손전등을 떨어뜨려 망가뜨렸다고요? 걱정하지 마세요. 다시 만들 수 있습니다.
가볍고 귀엽게 생겼기까지 한데, 이 배터리 없는 손전등을 만들지 않을 이유가 무엇인가요?
이 손전등을 만드는 데 필요한 재료는 다음과 같습니다.
마이크로 서보(180도 회전)
서보를 개조하기 위한 드라이버
LED 패널(제가 사용한 것은 5x5 SMD)
순간접착제
나사 4개(마이크로 서보에서 가져와 사용할 수 있음)
3D 프린터
슬라이싱 소프트웨어
Tinkercad(내 디자인을 편집하고 싶다면)
PLA 필라멘트
납땜용 납
납땜 인두
점퍼 케이블(선택 사항)
이 손전등을 자랑하고 실제로 사용할 수 있는 상황!
참고로 이는 제휴 링크이며, 조건을 충족하는 판매가 발생하면 추가 비용 없이 판매액의 일부를 소정의 수수료로 받습니다.
저는 Tinkercad 를 사용해 이 손전등의 프레임을 설계할 것이며, 원한다면 제가 만든 기존 디자인을 수정해도 됩니다.
총 3개의 부품으로 구성되어 있으며, 장시간 LED를 켜 두어도 자연스럽게 공기가 순환하고 LED의 온도가 적절히 유지되도록 메인 프레임을 설계했습니다.
메인 프레임에는 통풍구가 많이 있어 디자인만 봐도 이를 확인할 수 있으며, 부품은 한꺼번에 출력하거나 하나씩 출력할 수 있습니다.
모델을 슬라이싱하는 데 Cura 슬라이서를 사용했으며, 아래에 제공된 STL 파일을 간단히 다운로드해 사용할 수 있습니다.
제가 사용한 설정과 Cura 슬라이서의 설정 화면에 표시된 설정을 그대로 따르세요. 출력할 때 래프트나 서포트는 필요하지 않습니다.
크랭크 손잡이와 LED 케이스는 작은 부품이므로 30분 이내에 출력할 수 있습니다.
부품 출력에는 PLA 필라멘트를 사용할 것이며, 색상은 원하는 대로 선택하면 됩니다.
저는 흰색과 파란색으로 출력하기로 했습니다.
출력 시 오버행이나 접착을 사용하지 않으므로 모델을 출력한 후 후처리를 할 필요가 없습니다.
인필 비율이 높을수록 모델의 강도가 높아지며, 최상의 출력을 위해 50~60% 비율을 사용하는 것을 권장합니다.
팁: 모델을 출력하도록 설정해 두고, 그동안 서보를 연속 회전 방식으로 개조하면 이 프로젝트의 전체 제작 속도를 높일 수 있습니다.
9g 서보라고도 하는 마이크로 서보에는 잠금 장치가 있어 최대 180도까지만 회전할 수 있습니다. 이 잠금을 해제하여 계속 회전하도록 하려면 두 가지를 고려해야 합니다.
기어에는 회전을 제한하는 작은 돌기가 있으며, 회로 측면에도 회전을 제한하는 포텐셔미터가 내부에 있습니다.
먼저 기어의 잠금 장치를 제거하겠습니다. 이를 위해서는 기어박스 작업이 필요합니다.
별 모양 드라이버로 바닥 나사를 풀기 시작하고, 긴 나사 2개를 제거하면 기어박스에 접근할 수 있습니다.
이 단계의 세 번째 이미지에서 회전을 제한하는 기어를 볼 수 있습니다. 이 작은 돌기를 제거해야 하므로 작은 커터를 사용해 제거하세요.
이 기어를 원래 있던 곳에 다시 끼우면 기어 개조가 완료됩니다.
케이스를 다시 씌운 다음 뒷판(베이스)을 제거하고 회로 쪽 잠금 장치를 작업하겠습니다.
기어 개조가 끝나면 서보의 베이스 부분, 즉 배선 부분으로 넘어갈 수 있습니다.
모터의 속도와 방향을 제어하는 작은 마이크로컨트롤러가 있지만 필요하지 않으므로 이 회로 기판의 납땜을 제거하세요. 기판 아래에는 연결부가 3개 있습니다.
이 연결부는 온보드 포텐셔미터를 제어하므로 분리해야 합니다. 그런 다음 회로 기판을 제거하세요.
전선을 모터에 직접 납땜하면 3개의 전선이 2개로 줄어들며, 이는 양극과 음극 전원 연결에 사용됩니다.
DC 모터이므로 단자를 서로 바꾸면 DC 모터가 반대 방향으로 회전합니다.
이 작업이 끝나면 납땜한 접합부가 충분히 튼튼한지 확인하고 뒷뚜껑을 닫으세요.
나사를 끼우고 드라이버로 조이세요.
이제 모터가 준비되었습니다. 모터를 아무 3V DC 전원에 연결해 작동을 확인하세요. 모든 과정을 제대로 따라 했다면 문제없이 작동할 것입니다.
회로는 매우 간단하며, 초보자라면 이 회로를 통해 많은 것을 배울 수 있습니다!
먼저 모터를 LED 패널에 연결하고 크랭크를 몇 바퀴 돌려 회전 방향이 편안한지 확인하세요.
그렇다면 연결 상태를 그대로 두고, 반대 방향을 원한다면 모터와 LED 패널의 전선을 서로 바꾸면 됩니다.
이제 커패시터를 병렬로 연결합니다. 즉, 모터와 LED의 연결 방향과 나란히 연결하는 것입니다.
나중에 세게 사용하거나 흔들어도 연결이 끊어지지 않도록 이 부분들을 납땜했습니다.
이제 연결이 완료되었으므로 전용 슬롯에 부품을 설치하세요.
어쨌든 서보는 마련된 슬롯에 들어가며 끼워 맞춤이 매우 정확하므로 여기서는 순간접착제를 사용하지 않아도 됩니다.
사용해도 되지만 필수는 아닙니다. 그런 다음 여기 크랭크 홀더에 접착제를 아주 조금만 떨어뜨리세요. 접착제가 서보 샤프트와 기어를 손상시킬 수 있으므로 반드시 소량만 사용해야 합니다.
이제 모든 배선을 3D 프린팅 케이스 안에 넣고 LED 패널을 3D 프린팅 프레임에 배치하세요.
여기에는 핫 글루나 순간접착제를 사용하지 마세요. 3D 프린팅 프레임이 LED 패널을 제자리에 고정해 주며, 빛이 고르게 분산되도록 여분의 공간도 마련되어 있습니다.
다른 색상과 비교하면 흰색 3D 프린팅 케이스가 빛을 어느 정도 비춰 주므로 좋은 선택입니다.
마무리 작업은 프레임에 직접 연결되는 LED 홀더 케이스의 나사를 조이는 것입니다. 여기에는 서보에 포함된 나사(여분의 혼과 함께 제공됨)를 사용하면 됩니다.
나사 4개를 사용하고 별 모양 드라이버로 조이겠습니다. 나사 대신 순간접착제를 사용하면 LED가 작동하지 않을 때 교체하기 어렵기 때문에 이는 필수적인 과정입니다.
이처럼 분리 가능한 인클로저 방식을 사용하면 부품을 쉽게 교체할 수 있습니다.
LED가 뜨거워지는지 궁금할 수 있습니다. 어느 정도 열이 발생하지만, LED에는 후면 방열판이 함께 제공되므로 이를 3D 프린팅 프레임에 직접 연결해도 문제가 없습니다.
이제 사용 방법은 간단합니다. 크랭크를 돌리면 2바퀴 후 LED가 켜지는 것을 볼 수 있습니다.
LED는 매우 밝게 켜집니다. 어두운 방에서 테스트해 보니 방 전체를 밝히기에 충분할 정도로 밝았습니다.
계속 손잡이를 돌리면 밝은 빛이 보일 것입니다. LED는 12v 정격인 반면 서보는 최고 속도에서 최대 8v를 생성할 수 있으므로 LED가 타버릴까 걱정하지 마세요!
이 프로젝트에 대한 내용은 여기까지입니다. 궁금한 점이 있으면 질문해 주세요. 기꺼이 답변해 드리겠습니다.
이 손전등의 밝기 테스트가 포함된 제작 튜토리얼 영상을 시청해 보시고, 더 개선할 수 있는 변경 사항이 있다면 제안해 주세요.
또한 제가 만든 이 Instructables의 ‘만들기’ 섹션에 이 프로젝트를 따라 만든 작품이 많이 올라오기를 기대하고 있습니다! 관심을 가져 주셔서 감사드리며, 멋진 제작이 되길 바랍니다.
원문: https://www.instructables.com/Hand-Crank-Flashlight-Made-From-a-Micro-Servo-No-B/
https://www.instructables.com/Hand-Crank-Flashlight-Made-From-a-Micro-…