2013年11月19日

科學玩具-電路-改裝冰塊燈

拆開那堅硬的冰塊燈外殼的方式,似乎就只有拿把榔頭將塑膠敲碎,不然想等它自然分解,應該是千年之後的事情。不過,如果別有用途的話,即使拿著榔頭也要小心翼翼地敲著,深怕一不注意用力過猛,將硬殼中的物品也順勢搗毀。由於是要研究裡面的電路有什麼特殊的設計,所以敲的時候不能太過隨性。

就像敲破玻璃一樣,總會有些碎片仍留在框上,所以還必須用尖嘴鉗將這些與研究不相關的碎片一一剔除。想將裸露的電路板拔出來的時候,不難發現一件重要的事,不輕易地讓人拔起的原因是來自於形狀,而且是釘狀的金屬接點。圓弧面的金屬接點有幾個優點,一是黏貼在塑膠外殼上時不會有太大的縫隙,加上一點黏膠後就可以防水,另外則是讓可以導電的外物(人體、金屬或水溶液之類的)碰觸時較無異物感。 
從這個方向來看,可以看出冰塊燈內部的電路是如何設計的
 三個圓圓的,中間有綠色小點的地方就是水銀電池所在的接點

排除這個因素之後,電路板其實就只是稍微被卡在狹小立方空間內的一塊平板而已。看著它的電路連接圖,突然有一種好想哭的感覺,因為根本沒有什麼特殊的電路原理應用,最重要的就是LED、控制燈光閃爍順序的晶片和三顆串聯的電池,其他什麼都沒有,而且很不環保。
小小的,一點都不起眼的晶片,卻是冰塊燈的靈魂
控制著閃光的順序,確保每一次的發光流程都是一致的

最占空間的反而是三個電池,不是增長使用時間的並聯,而是增加電壓的串聯
如何正負相接,其實細節就刻劃在電路板上

既然電路形成通路才能使電器正常運作,那麼水溶液中的離子扮演了溝通電路的角色,正離子移向負極,負離子移向正極,讓沒有電線的水溶液也能成為電路溝通的一部分。不過離子數量決定了電路溝通的難易,因此在確保冰塊燈可以作用下,電壓成了最重要的驅動力量,串聯的三顆電池初期為4.5伏特,利用較高的電壓讓電阻大或離子數少的部分也能成為電路的一部分。

既然明白了裡面並無太大的玄機,那就來改裝吧!將短短的金屬接點拔掉,用較長的迴紋針來替代,讓測試的範圍可以跟著延伸,改裝成一個小型的導電測試器,所需要用到的技巧的不過是焊接而已。由於電路板體積狹小,所以建議準備個附有夾子和放大鏡的的工作平臺,將板子固定住再焊接會節省很多時間。
沒有將迴紋針完全扳直,留下圓弧,接觸時不致刮磨或刺傷
確保焊接處的完整與固定,就可以讓它再發揮功能

了解了裡面的原理之後,其實剩下的就是如何包裝了,腦筋動得快的商人把這樣的裝置包覆在塑膠殼內,設計成在飲料裡閃閃發亮的冰塊燈,靠著一點點巧思賺到了不少錢,市面上還有功能相同但卻是其他不同包裝的商品,像是浮水燈、水生動物造型燈,多了些選擇,但是在防水防拆的前提下,卻也是環保的殺手。
只要確保不為斷路,測試之後當然是OK的,因為只是將接點延伸而已
所以在丟掉電器之前,不論大小,拆開來看看滿足自己的好奇心吧!

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