Casa stregata con occhi che si accendono
Una casetta di cartone di 14 × 11 × 17 cm con un gatto nero affacciato alla finestra: quando apri la porta, il filo legato all'interno sfila una lamella da una molletta da bucato, la molletta chiude il circuito e si accendono due occhi rossi. Resta accesa anche se chiudi la porta, come una spia di chi ha curiosato, finché non la riarmi.
Cosa imparerà
- Che un interruttore «normalmente chiuso» lascia passare la corrente finché nessuno lo tocca, e che uno «normalmente aperto» la lascia passare solo quando lo azioni; e che con un pezzo isolante (la lamella) si può trasformare l'uno nell'altro, come la luce del frigorifero.
- Che cos'è un circuito in parallelo: due LED collegati agli stessi due fili, ognuno con il suo percorso, così se uno si guasta l'altro resta acceso.
- Perché ogni LED ha la sua resistenza da 100 Ω con 3 V: senza passerebbe troppa corrente e il LED si rovinerebbe; e perché non si usa una sola resistenza per tutti e due.
- Quali materiali sono conduttori (alluminio, rame dei fili) e quali isolanti (cartone, nastro adesivo), e che l'isolante serve anche per spegnere.
- Come una leva (la porta con la sua cerniera) trasforma una piccola rotazione in uno strattone di alcuni millimetri che aziona un meccanismo.
Prepara prima
- Stampa le sagome al 100 % (senza «adatta alla pagina») e verifica con il righello il segno da 50 mm dell'intestazione.
- Apri e appiattisci le scatole di cereali. Le sagome si incollano sulla faccia grigia (quella interna della scatola): quella faccia sarà l'interno della casa.
- Prova ogni LED con le due pile e una resistenza da 100 Ω prima della sessione, e scarta quelli che non si accendono.
- Spella 15 mm delle punte dei fili (adulto) e metti le pile nel portabatterie rispettando i disegni + e −.
- Se vuoi dipingere la casa all'esterno, fallo dopo aver ritagliato i pezzi e prima di montarli (passaggio 2): la pittura impiega 20–30 min ad asciugare.
- Per i gruppi: pretaglia con il taglierino le finestre e le porte, e prepara i LED già uniti alla loro resistenza.
Materiali e attrezzi
- Cartoncino sottile — 2 scatole di cereali grandi (≈ 30 × 20 cm per faccia)
0,4–0,6 mm, si piega netto senza rompersi; pareti, tetto, supporto degli occhi, lamella e fermi - Cartone ondulato — 1 pezzo di 17 × 14 cm
a onda singola, 3–4 mm (da scatola per spedizioni), per la base - LED rosso — 2 (+1 di ricambio) da comprare
5 mm, diffuso o trasparente, ≈ 2 V / 20 mA, gambe lunghe non tagliate (la lunga è il +) - Resistenza da 100 Ω — 2 da comprare
¼ W, colori marrone-nero-marrone (e oro) - Portabatterie 2 × AA con fili — 1 da comprare
per 2 pile stilo AA in serie (3 V), con filo rosso (+) e nero (−) da 10–15 cm; con o senza interruttore - Pile stilo AA — 2 da comprare
alcaline da 1,5 V (o ricaricabili da 1,2 V: gli occhi brillano un po' meno) - Filo elettrico sottile — 25 cm rosso + 25 cm nero da comprare
unipolare rigido o flessibile, 0,2–0,5 mm² (filo da campanello o da altoparlante) - Molletta da bucato di legno — 1
con molla metallica, lunga ≈ 72 mm; fa da interruttore - Carta stagnola (alluminio) — 2 quadrati di 4 × 4 cm
normale, da cucina; contatti della molletta - Filo resistente — 20 cm
per cucire bottoni, da ricamo o filo per aquiloni (che non si allunghi) - Foglio A4 bianco — 1 pezzo di 7 × 5 cm
carta da 80 g/m²: fa da vetro della finestra e lascia passare la luce rossa - Cartoncino nero — 1 pezzo di 5 × 4 cm
per la sagoma del gatto - Nastro adesivo — ≈ 1 m
trasparente da 19 mm (isola le giunzioni e regge la cerniera) - Colla vinilica e colla stick — 1 flacone piccolo e 1 stick
colla vinilica per le linguette; stick per incollare le sagome e il vetro - Pasta adesiva riutilizzabile — 1 pallina grande come un pisello
tipo Blu Tack; tiene chiusa la porta - Bottone — 1
da 10–15 mm, per il pomello della porta - Cicalino attivo (ampliamento facoltativo) — 1 da comprare
da 3–5 V, «attivo» (suona appena lo colleghi), con filo o gambe rosso (+) e nero (−) - Pittura o cartoncino per decorare — a piacere
acrilico o tempera nera, viola o grigia; oppure cartoncino per rivestire l'esterno
Attrezzi
- Forbici — ritagliare le pareti, il tetto, il gatto e l'alluminio
- Taglierino con righello di metallo e tappetino da taglio — aprire la finestra e i tre lati della porta adulto
- Penna scarica (senza inchiostro) e righello — incidere le pieghe perché si pieghino dritte
- Punteruolo o matita appuntita — fare i fori da 5 mm del supporto degli occhi, quelli da 6 mm del gatto e quello della lamella adulto
- Spelafili o forbici — spellare 15 mm delle punte dei fili adulto
- Pistola per colla a caldo — fissare la molletta e il portabatterie alla base adulto
- Mollette da bucato in più — tenere ferme le linguette mentre la colla asciuga
Pezzi e sagome
- A · Facciata con porta e finestra ×1 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- B · Parete posteriore ×1 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- C · Parete laterale ×2 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- D · Tetto ×1 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- E · Vetro della finestra ×1 — carta 80 g/m² (foglio A4 bianco)
- F · Sagoma del gatto ×1 — cartoncino nero
- G · Supporto degli occhi ×1 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- H · Lamella isolante ×1 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- I · Fermo della porta ×1 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
- J · Base ×1 — cartone ondulato 3 mm
- K · Fermi del tetto ×4 — cartoncino sottile (scatola di cereali)
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Passo passo
Incolla le sagome sul cartoncino
Ritaglia le sagome stampate lasciando 1 cm di margine e incollale con la colla stick sulla faccia grigia del cartoncino sottile: A e B (facciata e retro), C due volte (laterali), D (tetto), G (supporto degli occhi), H (lamella), I (fermo) e i 4 fermi K. Liscia con la mano perché non restino bolle. Il vetro E si usa così com'è, stampato sul foglio A4, e il gatto F si ricalca sul cartoncino nero.
1 Passa la colla stick sulla faccia grigia del cartoncino 2 Incolla la sagoma e lisciala con la mano Verifica: Le sagome sono ben piatte e incollate anche lungo i bordi.Trucco: Sfrutta bene il cartoncino: su una faccia grande della scatola stanno A e una C insieme.Ritaglia i pezzi e incidi le pieghe
Ritaglia A, B, C, D, G, H, I e K lungo la linea continua esterna. Poi passa una penna scarica con il righello sopra ogni linea di piega (verde e rossa), premendo, perché poi si pieghino dritte: la base di A e B, i tre bordi delle C, il colmo del tetto D e le quattro linee di G.
1 Ritaglia lungo la linea continua esterna 2 Ripassa ogni piega con una penna scarica e il righello Verifica: Piegando un po' ogni piega, si piega proprio lungo il segno senza stropicciarsi.Trucco: Decorazione di Halloween: se vuoi dipingere la casa di nero o di viola, dipingila ora sulla faccia colorata (quella esterna) e lasciala asciugare 20–30 min prima di piegare. Le finestre finte e le tegole si possono disegnare con un pennarello bianco.Apri la finestra e la porta adulto
Appoggia la facciata A sul tappetino da taglio. Con il taglierino e il righello di metallo, ritaglia del tutto la finestra di 50 × 34 mm. Poi taglia la porta (44 × 69 mm) solo su tre lati: quello in alto, quello in basso e quello del pomello; il quarto lato è la cerniera e non si taglia. Piega la porta verso l'esterno 5 o 6 volte lungo la cerniera perché resti morbida.
1 Ritaglia tutta la finestra con taglierino e righello 2 Taglia la porta solo su tre lati 3 Piega la porta verso l'esterno più volte Verifica: La porta si apre verso l'esterno con un dito e, quando la lasci, non si riapre da sola più di 1 cm.Trucco: Taglia con più passate leggere invece di una forte: il taglio resta più sottile e la porta sfrega un po' contro il telaio, il che aiuta a tenerla chiusa.Fai la finestra del gatto
Ritaglia il gatto F nel cartoncino nero e buca i suoi occhi con il punteruolo finché misurano 6 mm. Incolla il gatto con la colla stick sul vetro E (foglio A4), sopra la sua sagoma disegnata. Poi incolla E dietro la finestra di A, con il gatto rivolto verso l'esterno e la cornice di E sulle guide di A.
1 Ritaglia il gatto e buca i suoi occhi da 6 mm 2 Incollalo sopra la sua sagoma disegnata sul vetro E 3 Incolla E dietro la finestra, solo lungo la cornice Verifica: Guardando la facciata da fuori, vedi il gatto nero su sfondo bianco nella finestra, con i due occhi bianchi.Trucco: Incolla E solo lungo la cornice (il bordo da 8 mm): il centro deve restare liscio e pulito perché la luce passi uguale dai due occhi.Monta il supporto degli occhi adulto
Buca i due fori di G con il punteruolo finché misurano 5 mm (devono essere a 12 mm l'uno dall'altro, come gli occhi del gatto). Piega G a forma di ponte: le due alette esterne da 8 mm verso l'esterno e le due pareti da 8 mm all'indietro, così il pannello con i fori resta distanziato di 8 mm.
1 Buca i due fori da 5 mm di G 2 Piegalo a forma di ponte: pannello a 8 mm Verifica: Appoggiato sul tavolo sulle alette, G sembra un ponte e il pannello dei fori resta parallelo al tavolo, a 8 mm di altezza.Sistema i LED e le loro resistenze
Infila i due LED nei fori di G dal lato delle pareti finché il loro bordo fa da fermo, con le due gambe lunghe dalla stessa parte. Avvolgi una gamba di ogni resistenza da 100 Ω intorno alla gamba lunga di ogni LED, 5 giri stretti a 5 mm dalla base, e copri la giunzione con il nastro.
1 Infila i due LED con le gambe lunghe dalla stessa parte 2 Avvolgi una resistenza su ogni gamba lunga Verifica: Ogni LED ha la sua resistenza sulla gamba lunga e la gamba corta resta libera, senza toccare l'altra.Trucco: La gamba lunga del LED è il + (anodo). Se le gambe sono già tagliate, quella dal lato piatto del bordo è il − (catodo).Collega i due occhi in parallelo
Unisci le punte libere delle due resistenze con 15 mm spellati del filo rosso e attorcigliale insieme. Fai lo stesso con le due gambe corte e il filo nero. Rivesti ogni giunzione con il nastro e separa i due gruppi di almeno 1 cm perché il rosso e il nero non si tocchino.
1 Unisci le resistenze al rosso e le gambe corte al nero 2 Rivesti le giunzioni con il nastro e separale di 1 cm Verifica: Dal supporto G escono solo due fili, rosso e nero, e non si vede nessun metallo scoperto.Trucco: Attorciglia il filo intorno alle gambe, non il contrario: il filo è più morbido e abbraccia meglio il reoforo.Prova gli occhi
Con le pile nel portabatterie, tocca con la punta del filo rosso degli occhi quella del filo rosso del portabatterie e con il nero, il nero. I due LED devono accendersi insieme con la stessa luminosità. Se no, controlla le giunzioni prima di andare avanti.
1 Tocca rosso con rosso e nero con nero 2 I due occhi si accendono insieme Verifica: I due occhi si accendono insieme. Se se ne accende uno solo, quel LED ha una giunzione allentata o è al contrario.Trucco: Se sono spenti tutti e due, inverti il collegamento (rosso con nero): se così si accendono, hai unito le gambe lunghe al filo nero.Incolla il supporto dietro la finestra
Metti colla vinilica o colla stick sulle due alette di G e incollale dietro il vetro E, in modo che ogni LED resti proprio dietro un occhio del gatto. Verifica la posizione accendendo un momento i LED: i due punti rossi devono vedersi centrati negli occhi.
1 Incolla le alette di G dietro il vetro E 2 Verifica che i punti rossi cadano negli occhi del gatto Verifica: Da fuori, con i LED accesi, si vedono due occhi rossi dentro il gatto e nessuna luce fuori da essi.Prepara la molletta interruttore
Spella 2 cm del filo rosso del portabatterie e del filo rosso degli occhi e aprili a ventaglio. Appoggia ognuno sulla faccia interna di una ganascia della molletta, vicino alla punta. Piega ogni quadrato di alluminio in una striscia di 1 × 4 cm, avvolgi con essa la punta della ganascia sopra il filo e fissala con il nastro solo sulla faccia esterna.
1 Appoggia ogni filo spellato sulla punta di una ganascia 2 Avvolgi la punta con l'alluminio e fissalo con il nastro fuori 3 Quando la lasci, i due alluminii si toccano Verifica: Quando lasci la molletta, i due alluminii si toccano; e ogni filo resta ben schiacciato sotto il suo alluminio.Trucco: Sulla faccia interna non ci deve essere nastro: lì l'alluminio di una ganascia deve toccare quello dell'altra.Prova l'interruttore e la lamella
Unisci il filo nero del portabatterie con il nero degli occhi (attorciglia e rivesti con il nastro). Gli occhi si accendono perché la molletta è chiusa. Rivesti la lamella H con il nastro su entrambe le facce, apri la molletta e infila i 10 mm dell'estremità di H tra le ganasce: gli occhi si spengono. Sfilala con uno strattone: si accendono.
1 Rivesti la lamella H con il nastro su entrambe le facce 2 Infilala 10 mm tra le ganasce: gli occhi si spengono 3 Sfilala con uno strattone: si accendono Verifica: Con H infilata, gli occhi sono completamente spenti; senza H, accesi.Trucco: La molletta da sola è un interruttore «normalmente chiuso»: la sua molla unisce i contatti. La lamella isolante la tiene aperta, come la porta del frigorifero preme il pulsante della sua luce.Fissa la molletta e il portabatterie sulla base adulto
Ritaglia la base J nel cartone ondulato e segna le sue guide. Incolla la metà inferiore della molletta con la colla a caldo sul suo segno, con le punte a 25 mm dalla linea della facciata e rivolte verso la porta; la metà superiore deve restare libera. Incolla il portabatterie nel suo rettangolo.
1 Incolla a caldo la metà inferiore della molletta sul suo segno 2 La metà superiore deve continuare ad aprirsi Verifica: Tirando la lamella, la molletta non si muove per niente; e la metà superiore si apre ancora quando la premi.Trucco: Metti la colla a caldo solo sulla metà inferiore della molletta e lontano dalla molla: se cade sulla metà superiore, la molletta non si aprirà più.Monta le pareti
Metti la colla sulle linguette laterali di una parete C e incollale all'interno della facciata A, sulle guide dei suoi bordi; ripeti con l'altra C e infine incolla il retro B. Tieni ferma ogni giunzione con una molletta da bucato mentre asciuga per 20 min. Fai passare i fili all'interno senza schiacciarli.
1 Incolla la linguetta di ogni laterale C all'interno di A 2 Chiudi la scatola con B e tieni fermi gli angoli 20 min Verifica: La casa sta in piedi da sola, gli angoli sono retti e il tetto triangolare di A e B resta alla stessa altezza.Trucco: Le linguette in basso devono restare tutte rivolte verso l'interno della casa.Incolla la casa sulla base
Metti la colla sulle linguette in basso e abbassa la casa sulla base J, facendo combaciare le pareti con il rettangolo disegnato di 140 × 110 mm, con la facciata sul lato «DAVANTI»: la molletta deve restare dietro la porta, dal lato del pomello. Premi le linguette con un dito dall'interno.
1 Metti la colla sulle linguette e abbassa la casa su J 2 La molletta resta dietro la porta, dal lato del pomello Verifica: Con la porta aperta, vedi la punta della molletta proprio dietro, a circa 2,5 cm dalla soglia.Metti il pomello e la chiusura della porta
Incolla il fermo I all'interno della facciata, accanto al bordo della porta dal lato del pomello, con 4 mm di fermo che sporgono sulla porta. Metti una pallina di pasta adesiva sul fermo, dove appoggia la porta. Incolla il bottone all'esterno della porta, a 7 mm dal suo bordo libero e a 20 mm dal pavimento.
1 Incolla il fermo I all'interno con 4 mm sulla porta 2 Incolla il bottone all'esterno, dal lato del pomello Verifica: La porta resta chiusa da sola e si apre verso l'esterno con un leggero strattone al pomello.Trucco: Il fermo impedisce alla porta di aprirsi verso l'interno e la pasta adesiva la tiene chiusa: così il filo non tira finché qualcuno non apre davvero.Lega il filo della porta alla lamella
Lega un'estremità del filo al foro della lamella H con due nodi. Infila H per 10 mm nella molletta. Chiudi la porta e incolla l'altra estremità del filo all'interno, sulla croce della porta (dietro il pomello), con due strisce di nastro a croce: il filo deve restare dritto ma senza tirare H.
1 Lega il filo a H e incollalo sulla croce della porta 2 Aprendo la porta, il filo sfila la lamella 3 E gli occhi del gatto si accendono Verifica: Apri la porta piano: quando la apri di circa 20–30° (2 cm sul bordo), la lamella esce e gli occhi si accendono.Trucco: Fai un nodo grosso all'estremità che va sulla porta prima di incollarla: così non scivola via dal nastro.Metti il tetto
Incolla i quattro fermi K sulla faccia stampata del tetto D, sulle loro guide. Piega D lungo il colmo e appoggialo sulla casa senza incollarlo: i fermi restano proprio all'interno della facciata e del retro e non lo lasciano scivolare. Così potrai sollevarlo per riarmare la lamella e cambiare le pile.
1 Incolla i quattro fermi K sulle loro guide 2 Appoggialo sulla casa: si solleva per riarmare Verifica: Il tetto resta centrato, con 1 cm di gronda davanti e dietro, e non scivola se lo spingi di lato.Trucco: Per riarmare: con la porta chiusa, solleva il tetto, premi la molletta, infila la lamella per 10 mm e lascia. Gli occhi si spengono.Ampliamento: aggiungi il cicalino
Se hai un cicalino attivo da 3–5 V, unisci il suo filo rosso al filo rosso degli occhi sulla ganascia della molletta (sotto lo stesso alluminio) e il suo filo nero alla giunzione dei fili neri. Incollalo sulla base con il nastro biadesivo. Ora, aprendo la porta, si accendono gli occhi e suona allo stesso tempo.
1 Unisci il rosso del cicalino al rosso degli occhi, sulla molletta 2 Aprendo la porta suona e si accendono gli occhi Verifica: Con la lamella infilata non suona; aprendo la porta suona e si accendono gli occhi.Trucco: Se suona troppo forte, copri il foro del cicalino con un pezzo di nastro adesivo.
Funziona? La prova
In una stanza con poca luce, riarma la casa (lamella infilata, porta chiusa) e apri la porta piano tirando il pomello. Chiudila, riarma e ripeti 10 volte di fila.
Cosa deve succedere: Con la porta chiusa, gli occhi sono spenti. Aprendo di circa 20–30° (circa 2 cm sul bordo della porta), la lamella esce dalla molletta e i due occhi rossi si accendono insieme, con la stessa luminosità, dentro la sagoma del gatto. Restano accesi anche se chiudi la porta, finché non sollevi il tetto e reinfili la lamella. Deve funzionare tutte e 10 le volte.
Se qualcosa non va
- Gli occhi non si accendono mai, nemmeno senza lamella — Un filo allentato sotto l'alluminio, un LED al contrario o pile messe al contrario nel portabatterie. Soluzione: Ripeti la prova del passaggio 8 toccando direttamente i fili. Se così funzionano, il guasto è nella molletta: schiaccia di nuovo i fili sotto l'alluminio e verifica che non ci sia nastro sulla faccia interna.
- Si accendono anche se la lamella è infilata — La lamella non copre tutto l'alluminio (è infilata per meno di 10 mm), oppure il nastro di H si è rotto e un pezzo di alluminio tocca l'altro da un lato. Soluzione: Infila H fino al segno dei 10 mm e verifica che sia più larga delle ganasce (14 mm). Rifila l'alluminio che sporge dai lati della molletta.
- Si accende un solo occhio — Quel LED ha una giunzione allentata con la sua resistenza o con il filo nero, oppure è al contrario. Soluzione: Controlla le sue due giunzioni attorcigliandole di nuovo. Se resta spento, toglilo, giralo (gamba lunga alla resistenza) o sostituiscilo con quello di ricambio. L'altro occhio continua a funzionare perché sono in parallelo.
- La porta si apre e gli occhi non si accendono — Il filo è lento e non riesce a sfilare la lamella, il nodo è scivolato via dal nastro oppure la molletta si sposta invece di lasciare la lamella. Soluzione: Accorcia il filo finché resta dritto con la porta chiusa. Incolla di nuovo il nodo con due strisce di nastro a croce. Se la molletta si sposta, incollala di nuovo con più colla a caldo sulla metà inferiore.
- Gli occhi si accendono da soli senza aprire la porta — La porta si socchiude per via della cerniera piegata e il filo tira, oppure il filo è troppo teso fin dall'inizio. Soluzione: Lascia un po' di gioco al filo (2–3 mm) e metti più pasta adesiva sul fermo I. Piega di nuovo la cerniera più volte perché perda l'effetto molla.
- Le pile si scaldano o si scaricano in un giorno — Cortocircuito: il filo rosso spellato tocca il nero (o l'alluminio tocca una giunzione del filo nero), oppure la porta è rimasta aperta a lungo. Soluzione: Togli subito una pila. Rivesti tutte le giunzioni con il nastro e separale di 1 cm. Se resta accesa senza volerlo, riarma la lamella: così non consuma niente.
- Gli occhi brillano pochissimo — Pile scariche o ricaricabili, resistenze di valore più alto (per esempio 1000 Ω, marrone-nero-rosso) o carta E troppo spessa. Soluzione: Controlla i colori marrone-nero-marrone (100 Ω). Metti pile alcaline nuove. Sostituisci il foglio A4 con carta da lucido, che lascia passare più luce.
Sicurezza
- Il taglierino (finestra e porta), il punteruolo, lo spelafili e la pistola per colla a caldo li usa un adulto. La colla a caldo scotta: aspetta 1 min prima di toccare la molletta appena incollata.
- Non unire i due fili spellati del portabatterie e non toccarli con l'alluminio senza un LED in mezzo: è un cortocircuito, le pile si scaldano e si scaricano in poco tempo.
- I LED, le resistenze, i bottoni e le pile sono pezzi piccoli: tienili fuori dalla portata dei bambini sotto i 3 anni.
- Questo progetto è l'alternativa sicura a mettere una candela o un lumino dentro una casa di cartone: non mettere mai fuoco dentro, il cartone brucia con grande facilità.
- Se non userai la casa per qualche giorno, togli le pile dal portabatterie. Le pile scariche vanno nel contenitore per le pile.
La scienza che c'è dietro
Per i bambini
L'elettricità esce dalle pile, percorre una strada di metallo e torna alle pile dall'altra parte; se la strada ha un buco, si ferma. La molletta da bucato è una piccola porta su quella strada: la sua molla la tiene chiusa, quindi l'elettricità passa sempre. Ma se tra i suoi denti mettiamo un pezzo di cartoncino, che non lascia passare l'elettricità, la strada si interrompe e gli occhi si spengono. Quando apri la porta della casa, il filo sfila il cartoncino, i denti della molletta si uniscono e gli occhi del gatto si accendono! È proprio come la luce del frigorifero: la porta chiusa preme un pulsante che la spegne, e quando la apri il pulsante si libera e la luce si accende.
Per l'adulto
Il circuito è: + delle pile → molletta (interruttore) → due rami in parallelo, ognuno con una resistenza da 100 Ω e un LED rosso → − delle pile. Un LED rosso ha una tensione diretta di ≈ 1,9–2,1 V; la resistenza limita la corrente: I = (V_pile − V_LED)/R = (3,0 − 2,0)/100 = 10 mA per LED (≈ 12 mA con pile nuove da 3,2 V e ≈ 6 mA quando scendono a 2,6 V, per questo la luminosità cala a poco a poco). La resistenza dissipa I²·R ≈ 0,012² × 100 ≈ 14 mW, molto lontano dal suo ¼ W. Ogni LED ha la propria resistenza perché due LED non hanno mai esattamente la stessa tensione diretta: con una sola resistenza condivisa, quello con la tensione più bassa si prenderebbe quasi tutta la corrente e brillerebbe più dell'altro. Consumo totale ≈ 20–24 mA; una pila stilo AA alcalina fornisce circa 2000 mAh a questo ritmo, quindi, come stima, circa 80–100 h di occhi accesi (con il cicalino attivo, che consuma ≈ 15–30 mA in più, circa la metà). L'interruttore: un contatto «normalmente chiuso» (NC) conduce a riposo e si apre quando lo azioni; uno «normalmente aperto» (NA), come il pulsante di un campanello, è aperto a riposo e conduce quando lo azioni. La molletta è NC (la molla unisce i due alluminii); la lamella isolante la tiene aperta finché la porta è chiusa, così, visto dalla porta, l'insieme si comporta come un interruttore che chiude quando apri: è lo stesso principio della luce di un frigorifero o dei contatti porta degli allarmi, che usano circuiti NC perché scattano anche se qualcuno taglia il filo. La porta è una leva: il filo è a ≈ 37 mm dalla cerniera, quindi aprendo di un angolo θ il punto di ancoraggio avanza di ≈ 37·sen θ; con 10 mm di lamella dentro la molletta e 2–3 mm di gioco, si accende verso θ ≈ 20°. Per sfilare la lamella bisogna vincere l'attrito con le due ganasce: F ≈ 2·μ·N; con la molla che preme ≈ 4–8 N e μ ≈ 0,2–0,3 (nastro liscio su alluminio), F ≈ 2–5 N (stima): per questo la molletta si incolla con la colla a caldo e la lamella si riveste di nastro, che fa meno attrito del cartoncino. Una volta fuori, la lamella non torna da sola: la casa funziona come un fermo d'allarme che va riarmato. L'alluminio e il rame conducono con una resistenza trascurabile rispetto ai 100 Ω; il cartoncino, il foglio A4 e il nastro sono isolanti. Il foglio da 80 g/m² lascia passare una parte della luce rossa (nell'ordine del 20–40 %, stima) e la diffonde, per questo l'occhio si vede come un cerchio rosso uniforme e non come un punto.
- interruttore normalmente chiuso: quello che lascia passare la corrente finché nessuno lo tocca e la interrompe quando lo azioni (la molletta da bucato).
- interruttore normalmente aperto: quello che non lascia passare la corrente a riposo e la lascia passare quando lo azioni (un campanello).
- circuito in parallelo: più apparecchi collegati agli stessi due fili, ognuno con il proprio percorso.
- resistenza: componente che frena la corrente perché il LED non si rovini.
- isolante: materiale che non lascia passare l'elettricità, come il cartone o il nastro adesivo.
- polarità: il lato + e il lato − di un componente; il LED funziona solo con la gamba lunga verso il +.
Per età
- 5–7 anni: L'adulto taglia la finestra e la porta, unisce i LED alle loro resistenze e prepara la molletta. Il bambino incolla le sagome, ritaglia le pareti dritte e il tetto, incolla il gatto sul vetro, monta le pareti con aiuto, fa la prova della lamella e decora. Concentrati su «cartoncino tra i denti = spento».
- 8–10 anni: Fanno tutti i passaggi tranne il taglierino, la spellatura dei fili e la colla a caldo. Fagli scoprire con il primo esperimento quali materiali spengono gli occhi e fagli spiegare con parole loro perché la molletta è un interruttore «normalmente chiuso».
- 11–12 anni: Fagli disegnare lo schema con i simboli, calcolare la corrente di ogni LED con la legge di Ohm, misurare l'angolo di apertura che accende gli occhi e progettare una seconda finestra con un altro paio di occhi (quanta corrente consumerà in totale?).
In gruppo o in classe
Squadre di 2–3 bambini, una casa per squadra. Prima della sessione: stampare e pretagliare con il taglierino le finestre e le porte, preparare i LED con la loro resistenza e provarli, spellare i fili e incollare le mollette sulle basi con la colla a caldo. Per squadra: 2 scatole di cereali, una base, 2 LED con resistenza, portabatterie con pile, molletta, alluminio, filo e nastro. Due sessioni da 60 min (nella prima montare finestra, occhi e interruttore; nella seconda, con le pareti già asciutte, la base, il filo e il tetto) oppure una da 2 h con 20 min di asciugatura per decorare. Alla fine, «via stregata»: tutte le case in fila a luce spenta e ogni squadra apre la sua porta a turno. Tieni LED, resistenze e pile di ricambio.
Sfide
- Fai una «via stregata» di Halloween: più case in fila, una staccionata di bastoncini da gelato, pipistrelli di cartoncino nero appesi alla gronda con il filo e una zucca di plastilina arancione sulla porta.
- Sostituisci un occhio con un LED rosso lampeggiante (di quelli che lampeggiano da soli): il gatto farà l'occhiolino. Va con la stessa resistenza da 100 Ω.
- Aggiungi una seconda finestra con altri due occhi in parallelo, ognuno con la sua resistenza, e calcola quanta corrente consumano i quattro insieme.
- Costruisci un interruttore «normalmente aperto»: uno zerbino di cartone con due strati di alluminio separati da una spugna, che accenda gli occhi quando qualcuno calpesta davanti alla porta.
- Inventa un modo perché la lamella si riarmi da sola quando chiudi la porta (per esempio, con un elastico che la spinga verso la molletta mentre qualcuno la preme da fuori).
Altri progetti gratis
- Fantasma che levita con l'elettricità statica
- Allarme per la porta con cicalino
- Circuiti con pasta conduttiva
- Pila di limoni che accende un LED
- Torcia a tubo con interruttore
- Ventilatore da tavolo con motorino
- Zucca lanterna con luce tremolante
- Casa con luci LED nelle stanze
- Semaforo a tre luci
- Telegrafo a pulsante