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科學玩具社・2017 起
光劍創作營
2017 年起，科學玩具社自己研製光劍，如今已經做到第五代。劍刃是 LED 燈條，劍柄裡是鋰電池、升壓模組與開關；學生一天焊完、組好，然後把它轉起來。
- 第 5 代2017 年做到現在
- 12 VCOB 燈條，電池用 3.7 V 升壓
- 186502600 mAh 的鋰電池
- 1 天營隊裡，學生做完一把
2022 年 v5 的三種劍刃。
劍刃
亮得讓人睜不開眼
透明管裡包著 LED 燈條，外面再套一層泡棉擴散管，光就均勻地散出來，看起來像一整條發光的劍刃。
換一種燈條，就換一種顏色。
這是什麼
一把可以自己做的光劍
劍身是透明管，劍柄是金屬管，裡面放電池和電路。做的過程會用到焊接、電路、電壓轉換，做完還會發光、可以揮舞，所以學生有動力把每個零件搞懂。
這個專案從 2017 年開始，一直在改進：更亮、更安全、可以充電。
- 劍身透明 PE 管包著 LED 燈條，外面套泡棉管讓光變均勻。
- 劍柄金屬管裡藏著電池、充電模組、升壓模組與開關。
- 劍頭3D 列印的子彈頭，把光線導到管子最前端。
點亮光劍
按劍柄
點亮它
換顏色、開聲音。下面的小計算，是 v5 的電路在不同燈條長度下的耗電。
按劍柄，點亮它
- 燈條電流（12 V）
- 0.54 A
- 燈條功率
- 6.5 W
- 電池側電流（估算）
- 2.1 A
- 一顆 2600 mAh 電池可亮（估算）
- 1.3 小時
電池是 3.7 V 的 18650，用升壓模組升到 12 V：電壓升高，電池要供的電流就更大，所以要用能大電流放電的電池，還要有過熱保護。
燈條電流用 v5 材料表的數字（12 V COB 燈條每公尺約 0.54 A）；電池側電流與可亮時間是估算，升壓模組效率假設 85%。
劍裡的電路
電池只有 3.7 V
燈條要 12 V
COB 燈條需要 12 V，但一顆 18650 鋰電池只有 3.7 V，所以要用一塊「升壓模組」把電壓升高。
這張是 v5 的電路圖：電池經過船型開關，進入升壓模組，再送到燈條。 旁邊還有充電模組（Type-C），電池可以直接在劍柄裡充電。按下天使眼按鈕，是控制燈條亮或不亮。
- 電壓升高，電流也要跟著算。 能量守恆：升壓之後電壓變大，電池這一側要供的電流就更大，所以要用能大電流放電的 18650，並且加過熱保護。
- MOSFET 當電子開關。 營隊版用 MOSFET 模組控制燈條的亮滅，不必讓大電流通過按鈕。
v5 的零件
一把光劍
四個部分
1劍身透明 PE 管（約 85 cm）加泡棉擴散管，裡面放 12 V COB 燈條。
- 2劍頭
3D 列印的透明子彈頭，套在管子的最前端。
3劍柄金屬管（鋁管或不鏽鋼），裡面放電池與電路。
4電源18650 鋰電池 2600 mAh、Type-C 充電模組、升壓模組、過熱保護。
5開關船型開關（總電源）與天使眼按鈕（亮滅）。
做出來的過程
2017 到 2025
科學玩具社 2017 年起自行研製光劍，到現在已經是第五代。
2017第一代
LED 串燒
把 LED 一顆顆焊成長串，放進透明管。同年也做了「人體觸控」版：用達靈頓電晶體放大人體的微小電流，手一碰就亮。
2017.12點亮
劍刃測試
串燒劍刃通電，第一次整條亮起來。
2019社團
不同顏色的燈條
在科學玩具社帶學生做，劍刃試過藍、紅兩種顏色的燈條。
2022v5
可充電的 COB 燈條版
18650 電池加升壓模組，12 V 燈條，Type-C 充電、過熱保護，電源座用 3D 列印。同時研究了伸縮劍身的結構。
2024研究
ESP32 像素刃
研究開源的 ESP32 光劍：WS2812 燈珠做動態光效，MPU6050 感測揮動，I2S 播放音效。
2025營隊
南崁光劍創作營
以 v5 的材料為基礎，整理成學生一天做得完的課程，並開始蒐集第六代的資料。
2025 南崁光劍創作營
一天
從原理到轉劍
在學校的物理實驗室，上午做劍身，下午做劍柄與電路。
- 01
上午
光劍是怎麼發光的？
光劍與科幻文化、南崁光劍的歷史與結構比較，以及 LED、電池、MOSFET 的原理。
- 02
上午
光劍內部大解密
拆解樣品，看劍身和劍柄怎麼組合，理解模組怎麼搭配。
- 03
上午
COB 燈條剪焊與裝管
裁切並對折燈條，焊接 JST 母端子，裝進泡棉管與透明管。
- 04
上午
封頂與光軸對位
裝上子彈頭，調整光線居中，完成第一次點亮測試。
- 05
下午
電池與升壓模組
安裝 18650 電池，焊接升壓模組，整理導線，設計 MOSFET 開關。
- 06
下午
電子整合與收納
製作 JST 公端，把模組固定進鋁管，完成整條電路，上電測試。
- 07
下午
測試與排錯
檢查 LED 是否穩定、量電流、排除問題，調整握感。
- 08
下午
光影秀登場
學生上台展示，學轉劍，填回饋單。
另一種顏色
藍色劍刃
v4 版本的光劍
第四代光劍的實際展示。
藍色劍刃
2022 年 v5 的藍色燈條。
學生會學到什麼
做完之後會知道
- 焊接。焊導線、模組與端子，每一點都要牢。
- 電壓和電流。為什麼 3.7 V 的電池能推動 12 V 的燈條，電池要供多大的電流。
- 用 MOSFET 當開關。小訊號控制大電流，是電子電路最常見的做法。
- 量測與排錯。用電表量電流，找出不亮的原因。
- 設計外觀，兼顧安全。自己決定劍柄與光色，但電路與過熱保護不能省。
- 跨領域。物理、電路、造型設計與規劃，放在同一個作品裡完成。
相簿
製作與測試
2017：第一代，LED 串燒做成的劍刃
2017.12：劍刃點亮測試
2019：藍色劍刃
2019：紅色 LED 燈條
2022.04：紅光劍刃，旁邊是量亮度的儀器
2022.04：v5 的燈條接上電表，量電壓與電流
2025：劍身與劍頭的材料
2025：18650 電池盒接線
光立方用程式控制 64 顆 LED
微探究：DIY 風速計馬達反過來當發電機
OTTO 機器人感測器與馬達組成的機器人