ASTRO flashlight 2015

Novembre 2015

 

Materiale: alluminio Anticorodal 6082 + AISI304
Led: 5 mm RED
Batteria: CR123A
Circuito: Direct drive con resistenza
Livelli: 1 solo regolabile

Questa torcia è l'evoluzione di una precedente esperienza.

La forma è studiata per essere il più compatta possibile e per ospitare un cordino che permette di tenerla appesa al collo. Il pulsante posteriore risulta così molto comodo e accessibile perchè è facilissimo da trovare al buio, basta infatti seguire col dito il cordino fino ad arrivare alla torcia. La torcia è attiva solo se il pulsante è premuto, in modo da minimizzare il tempo in cui la luce è accesa e non dare fastidio alle persone circostanti. La quantità di luce è regolabile, ma solo a torcia smontata, c'è infatti un trimmer accessibile tramite cacciavite sotto il contatto positivo della batteria.
La batteria è una CR123A. Essendo agli ioni di litio può operare anche a temperature molto sotto gli zero gradi, condizione non difficile da trovare durante sedute osservative invernali. Data la modestissima corrente assorbita dai led e la notevole capacità della batteria, unito al fatto che la torcia viene accesa a spot e che la batteria ha una "shelf life" di 15 anni, si può dire che la batteria dura per sempre. L'obbiettivo è infatti avere il massimo della semplicità e dell'affidabilità, in modo che l'astrofilo abbia la garanzia che premendo il pulsante la luce esce, anche in condizioni estreme, dopo anni di inutilizzo e senza curarsi di dover cambiare le pile.

La torcia è realizzata in alluminio Anticorodal 6082 e acciaio inox AISI304 ed è a tenuta stagna grazie a una serie di guarnizione o-ring. Data la sua forma ha richiesto l'uso sia del tornio che della fresa per la sua costruzione, ed è infatti la prima torcia in cui ho usato la fresatrice SX3 recentemente acquisita. Per il pezzo inferiore in particolare ho usato sia la tavola girevole in fresa, che il mandrino a 4 griffe sul tornio.

Il circuito di alimentazione è costituito da resistenze disposte in serie/parallelo. Questo fa sì che la variazione di luminosità che si ottiene regolando il trimmer segua una curva esponenziale, e si riesca quindi ad impostare anche una luminosità bassissima. Il pulsante inferiore è un comune "tactile switch".

Le parti in alluminio sono trattate con un'anodizzazione colorata di grigio. Prima dell'anodizzazione ho eseguito una micropallinatura, una particolare sabbiatura con microsfere di ceramica, per rendere la superficie satinata. La faccia frontale è stata lucidata dopo aver tornito i led a filo del pezzo.

Sono molto contento del risultato e ritengo che questa sia una delle torce più sofisticate e studiate in termini di funzionalità, design e realizzazione. L'unico difetto che ho riscontrato dopo un paio di collaudi sul campo è il peso. La torcia infatti pur essendo molto compatta pesa ben 90 grammi, che al collo dopo un po' si fanno sentire!

mini AA

Settembre 2013

Materiale: alluminio Anticorodal 6082
Led: CREE XP-E
Batteria: AA
Circuito: boost basato su PAM2803 750 mA
Livelli: 1 solo, circa 160 lm.


Quando ho disegnato questa torcia mi sono dato come obbiettivo di realizzare la piu piccola torcia AA possibile. Il risultato è decisamente raggiunto, ridurre le dimensioni più di così senza penalizzare è veramente difficile. La torcia è realizzata in anticorodal 6082, non è anodizzata perchè ritengo che le si addica la finitura "naturale" dell'alluminio. Un domani mi piacerebbe replicarla in titanio. Ho fatto varie prove per segliere la combinazione led/ottica adatta perhè volevo un fascio piuttosto collimato in modo da poter illuminare in profondità nonostante le compatte dimensioni. Alla fine la scelta è ricaduta su un'ottica TIR della Carclo e un led CREE XP-E che offrono un fascio molto collimato ma con un pochino di luce diffusa intorno e una tinta di bianco molto naturale. La torcia è water-proof grazie agli o-ring e al fatto che la lente TIR è incollata alla ghiera e non c'è una finestra di vetro a protezione della lente. L'accensione avviene ruotando la ghiera posteriore.

Sono molto soddisfatto del risultato tecnico e credo che fin ora questa sia la torcia più bella che abbia fatto. Il progetto è molto studiato e ho costruito parecchie attrezzature per lavorare i pezzi al tornio e controllere le tolleranze delle filettature, minimizzando gli errori e le ri-lavorazioni. Il design mi piace molto, lo trovo semplice, pulito e leggero, non c'è un grammo di alluminio "inutile": gli spessori sono tutti ridotti al minimo.

Purtroppo però, usandola come porta-chiavi per qualche mese, mi sono reso conto di due difetti che non riesco ad ignorare. Il primo riguarda l'affidabilità: il contatto negativo della batteria deve passare attraverso ben 5 interfacce elettriche di cui due filettature, percui in più di un'occasione mi è capitato di dover picchiettare la torcia su una superficie dura per farla accendere perchè non faceva contatto bene. Il secondo difetto riguarda l'ergonomia: è molto scomodo accenderla con una mano sola e non è dotata di una funzione "pulsante" per accenderla momentaneamente.

DISEGNI COTRUTTIVI IN PDF

Torcia AA prodotta in serie

Giugno 2013

Materiale: alluminio Anticorodal 6082
Led: SAMSUNG 3535
Batteria: AA
Circuito: boost basato su PAM2803 750 mA
Livelli: 1 solo, circa 160 lm.


Il progetto di questa torcia è finalizzato a sfruttare i vantaggi di una produzione in (piccola) serie. Il disegno meccanico è studiato in modo tale da minimizzare il tempo di lavorazione al tornio. Il diametro esterno di 20mm mi permette di partire da barra avendo già la misura giusta senza lavorazioni di tornitura esterna. Il foro che alloggia la battera è ricavato con una punta diametro 16,5mm comprata appositamente. La filettatura M18x1,5 è creata con un maschio nel corpo della trocia. Questi accorgimenti, uniti al fatto che la produzione è stata di 5 esemplari contemporaneamente, ha portato il tempo di costruzione di una torcia dalle 12-15 ore che di solito impiego per un singolo prototipo, a poco più di 3 ore a torcia.

Ci sono due versioni di "testa", una con un'ottica TIR che focalizza il led e l'altra "flood" per illuminare in modo diffuso. Il circuito elettronico, l'ottica e la stella del LED sono stati torniti per alloggiarsi perfettamnte nella testa. Nella versione con l'ottica è la lente stessa che essendo incollata sigilla la torcia rendendola water-proof, nella versione flood invece c'è una finestra ottica in vetro. Pulsante di accensione, protezione in silicone e contatto a molla sono tutti presi dal commercio e fissati dentro la torcia tramite un anello seeger.

La finitura esterna è zigrinatura + anodizzazione nera. Nella parte posteriore è stato realizzato un foro per poterla appendere con un cordino ( versione flood) o un anello per portachiavi. Le torce sono state regalate ad amici e parenti

L'esperimento è stato istruttivo perchè mi ha fatto toccare con mano i vantaggi della produzione in serie. Il risultato non mi ha soddisfatto in pieno perchè l'estetica è un pochino povera, a posteriori mi sono accorto di aver fatto una brutta copia della fenix E11. Inoltre il pulsante comprato da commercio è un "reverse clicky switch" e non un "forward clicky switch", la differenza sta nel fatto che il secondo premuto a metà fa accendere la trocia finchè non lo si rilascia, il primo invece richiede una pressione completa fino al click per accendere il led. Ritengo che l'accensione temporanea premendo a metà sia molto comoda, ma purtroppo non sono riuscito a trovare in commercio i pulsanti "forward". Per finire, chiudere la trocia incollando direttamente la lente nella testa è comodo e fa risparmiare lavorazioni, ma il risultato estetico è molto povero.

Mini Thrower

Agosto 2013

Materiale: alluminio anticorodal 6082
Led: Samsung 3535
Batteria: LiIon 16340
Circuito: nessuno
Livelli: uno, circa 450 lm

Questa realizzazione rappresenta un esperimento di "thrower" in miniatura. La torcia è molto compatta, in modo tale da tenerla facilmente in tasca, ma emette un fascio di luce potente e molto collimato, grazie alla generosa ottica TIR davanti al led. Il led è alimentato direttamente dalla batteria, quindi tutta la corrente che può erogare una 16340 passa nel led (circa 2,5 A). Il led in questo modo è usato oltre le sue potenzialità nominali, ma questo non rappresenta un problema dal momento che la torcia viene utilizzata solo per fare dei flash di pochi secondi e non per illuminazione continua. La torcia infatti si attiva premendo il pulsante posteriore, e si spegne non appena viene rilasciato. Stesso discorso per quanto riguarda l'autonomia, che sarebbe di 10-15 minuti se fosse accesa di continuo.

Dopo averla utilizzata per qualche avventra notturna posso dire che l'idea è veramente buona. L'illuminazione del cammino o dell'attività viene fatta dalla torcia frontale, mentre quando serve illuminare a distanza si estrae questa torcia dalla tasca e si spara il fascio potente. La luce è studiata per l'utilizzo con una mano sola. La ghiera posteriore serve a facilitare la pressione del pulsante tramite un'impugnatura "a siringa".

Il corpo è realizzato in anticorodal 6082, la finestra frontale è tornita da una lastra di vetro spessa 3mm, e ad eccezione della lente e del led non ci sono componenti commerciali ma è tutto costruito in casa.

Questa è la prima torcia i cui componenti sono stati anodizzati, e devo dire che il risultato è veramente buono: l'aspetto è molto meno "artigianale" rispetto alle precedenti.

Torcia Lampione

Ottobre 2012

Materiale: alluminio
Led: Samsung 3535
Batteria: LiIon 18650
Circuito: regolatore corrente lineare
Livelli: lo-med-hi 50-100-250 lm

Questa torcia nasce con uno scopo ben preciso: essere appesa a un ramo o all'interno di una tenda e illuminare la zona sottostante con una luce potente, diffusa e di lunga durata.

Il corpo è in alluminio 11S ed è composto da tre pezzi, la ghiera che porta una finestra in vetro, il corpo vero e proprio, e il tappo posteriore che chiude il vano batterie. La finestra è di grosse dimensoni ed è il più possibile vicina al LED, in modo tale che tutta la luce del led ci passi attraverso e non si creino zone d'ombra.

Il led è un Samsung 3535, un clone del CREE XP-G2. E' montato su una "stella" avvitata al corpo di alluminio, in questo modo è facilmente sostituibile nel caso si guastasse o volessi cambiare la tonalità di colore o il tipo di led.

Il corpo è alettato, in modo tale che anche un utilizzo alla massima potenza per un tempo indefinito e a temperature elevate, non costituisce un problema. In realtà nella maggior parte delle situazioni la torcia non diventa nemmeno tiepida al tatto, ma mi è già capitato di appenderla sopra un fuoco o una griglia quindi non si sa mai.

La batteria è ricaricabile LiIon 18650 e offre 3 ore di luce alla massima potenza e 15 ore al minimo.

Il circuito di alimentazione è il "famoso"AK47, in cui un microcontrollore Atmel comanda tre regolatori di corrente 7135 da 350mA ogniuno. Sul retro del circuito ci sono quattro "stelle", a seconda della stella che si collega a massa si pttengono dei "modi"diversi, ovvero:  prima stella (in senso orario): Lo, Hi; seconda: Lo, Med, Hi; terza: Lo, Hi, Flash; quarta Low, Med, Hi, Flash, SOS.
Io ho scelto la seconda ed ottengo le seguenti tre correnti in uscita: 150-350-1000 mA. Accendendo la torcia il circuito si ricorda l'ultimo modo utilizzato, per cambiare bisogna velocemente spegnere e riaccendere la torcia.

Il tappo in fondo chiude il vano batterie e avvitandolo fino in fondo chiude il circuito per accendere la torcia. Il tappo ospita anche il cordino che serve ad appenderla ed è fatto in modo che la torcia possa anche essere appoggiata in modo da illuminare in altro.

Il corpo è a tenuta stagna, la finestra è incollata con silicone e sulle due filettature ci sono degli o-ring.

Questa è forse la torcia più utile che abbia costruito, non c'è niente in commercio che svolga così bene la stessa funzione. Tutte le volte che seguo i miei amici in qulche avventura notturna, sia una passeggiata con bivacco, che andare a pescare o fare una grigliata, la piazzo sempre per illuminare la zona, evitando così che ogniuno indossi una torcia frontale che dopo un po risulta scomoda e impedisce di guardarsi in faccia a vicenda.

L'ho costruita prima di cominciare gli esperimenti di anodizzazione, quindi è in lega di alluminio 11S che è molto facile da lavorare ma non si può anodizzare bene; tornando indietro la farei invece di Anticorodal 6082 per anodizzarla nera.

Ad eccezione del circuito la torcia è realizzata con componenti costruiti da me, compresa la finestra di vetro che è stata lavorata al tornio, e lo stampato nel tappo a cui è saldata la molla.
La torcia è inoltre la prima disegnata e ottimizzata a CAD prima di essere stata costruita, tutte le precedenti costruzioni erano studiate su un pezzo di carta e poi modificate e adattate in fase di realizzazione.