Šetrič batérie Fairy Light: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Batérie CR2032 sú skvelé, ale nevydržia tak dlho, ako by sme chceli pri jazde na strunách LED „Fairy Light“.

Keď je tu prázdninová sezóna, rozhodol som sa upraviť niekoľko 20 svetelných reťazcov, aby vybehli z powerbanky USB.

Hľadal som online a zistil som, že nie všetky USB power banky zostanú zapnuté pri takom malom odbere.

Prostredníctvom testovania a niekoľkých iterácií som našiel funkčné riešenie, ktoré si myslím, že by mohli chcieť vyskúšať iní.

Okrem typického nepretržitého chodu 60 až 80 hodín medzi nabitiami bude potrebné kúpiť a recyklovať menej batérií CR2032!

Nezabudnite to dodržať alebo preskočte na koniec, aby ste videli konečnú verziu …

Chcel som uložiť to najlepšie na koniec!

Bob D.

Krok 1: Zhromaždenie požadovaných dielov

Vyžaduje sa iba niekoľko komponentov a všetky sa zmestia na miesto dvoch batérií CR2032 v batériovom boxe.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB power banka (alebo podobná) - od Walmartu alebo Amazonu

1x 20 LED svetelný reťazec - na Amazone je k dispozícii mnoho typov

www.amazon.ca/Starry-String-Lights-CR2032-20LEDs/dp/B01FO9II5K

1x tranzistor 2N2222A alebo 2N4401 - potvrdil som, že oba typy fungujú dobre.

2x diódy 1N914A alebo 1N4148 - potvrdil som, že oba typy fungujú dobre.

1x 3, 300 ohm 1/4 watt odpor

1x 16 ohm alebo 2x 33 ohm 1/4 watt odpor - pre verziu 1 a 2

Rezistor 1 x 10 ohmov 1/4 OR (preferovaný 1/2 watt) - verzia 3.

1x 270 ohm 1/4 watt odpor - verzia 2

1x zachránený USB A konektor a kábel - použijeme červené + a čierne - vodiče a izolujeme biele a zelené dátové vodiče.

Krok 2: Potrebné nástroje

Spájkovacia stanica a spájkovačka.

Frézy, odizolovače, chirurgická svorka, presné skrutkovače.

Tepelne zmrštiteľné hadičky a zdroj tepla.

Horúca lepiaca pištoľ a lepiaca tyčinka.

Digitálny merač alebo dva na testovanie prúdu, napätia a odporu.

Pilníky okrúhle a ploché.

Krok 3: Schematický diagram a rozloženie dielov - verzia 1 a 2

Rovnako ako väčšina vecí, ktoré staviam, vždy premýšľam o spôsoboch, ako znova použiť toľko vecí, koľko môžem. Užívam si dobré vyhľadávanie na Amazone a vzrušenie vždy, keď príde nový balík … ale používať diely, ktoré mám poruke, je úžasný pocit.

Toto bola jedna z týchto zostáv, a tak som sa rozhodol použiť základný obvod vodiča LED s konštantným prúdom, o ktorom som sa nedávno dozvedel online.

Kľúčovou súčasťou, ktorá určuje prúd dodávaný do LED svetiel, je emitorový odpor. Na zjednodušenie vysvetlenia tu uvediem, že pokles napätia na emitorovom odpore je pri 0,5 vdc vďaka diódam 1 a 2 pripojeným k základni ako delič napätia celkom konštantný.

Vo verzii 1 a verzii 2 som experimentoval s prúdovým prúdom LED 15 mA až 30 mA do reťazca LED.

Vyžadovaný matematický výpočet odporu rezistora emitora:

0,5 voltov / 0,015 ampéra = 33 ohmov

alebo

0,5 voltov / 0,030 ampéra = 16 ohmov

Vo verzii 2 je hlavným rozdielom odpor 270 ohmov pridaný na zvýšenie celkového odberu prúdu obvodu na niečo viac ako 50 mA, aby sa niektoré banky batérií nevypli asi po 30 sekundách.

Vo verzii 3… Budem hovoriť o tejto úprave neskôr.

Krok 4: Demontáž a príprava

Odskrutkujte 4 skrutky, ktoré držia kryt pohromade, dajte batérie nabok a môžeme začať.

Aby sme vytvorili väčší priestor pre komponenty, musíme ohnúť záložky. Na túto úlohu slúžia ihlové kliešte alebo chirurgická svorka.

Ďalej musíme odstrániť spojovaciu lištu, ktorá spájala dve batérie. Orezal som plastové jadrá a vysunul lištu, pretože už nie je potrebná.

Zahrejte spájkovaciu stanicu a odstráňte spínač a vodiče LED v bodoch uvedených na obrázku.

Poznamenal som, že anóda + zvod má biely prúžok pre budúce použitie, a LED diódy zatiaľ odložím. Neskôr ich budeme musieť znova pripojiť a uistiť sa, že sú správne pripojené.

Tiež som pridal prepínač a spojovaciu lištu do môjho boxu na diely … nikdy neviete, kedy môžu byť užitočné pre ďalší projekt!

Krok 5: Naplnenie skrinky na batériu - pozrite si schému verzie 1 alebo verzie 2

Takto som zostavil komponenty:

Pripomienka: záporný katóda (-) je koniec diódy s čiernym pásmom.

-spájajte D1 a D2 v sérii a spájkujte (pridal som aj malý kúsok číreho zmršťovadla).

-zopnite anódový vodič D1 a základný vodič T1 čo najbližšie, aby stále umožňoval spájkovacie spojenie, a spájkujte ich.

-Pri plochej strane T1 lícom nadol umiestnite katódu D2 tak, aby sa dala spájkovať so zápornou USB - lištou (kde sme ohli záložku).

-odrežte katódový kábel na veľkosť a spájkujte.

- Nájdite požadovaný rezistor (y) 16 ohmov alebo 2 x 32 ohmov a spájkujte medzi vývod emitora T1 a zápornú záložku USB - lišta.

-K rezistoru 3K3 som pridal malý kúsok číreho zmršťovadla a potom som ho vložil medzi anódové spojenie T1 Base / D1 a záložku na lištu USB +. Potom spájkujte na mieste.

- Pre verziu 2 - vložte a spájkujte na mieste odpor 270 ohmov medzi lištami USB + a USB.

-Teraz je potrebné vysušiť kábel USB a zapojiť lepiacu pištoľ.

-Budete musieť trochu odstrihnúť a vložiť kábel USB do skrinky na batérie (kde bol pôvodne umiestnený prepínač) … buďte trpezliví.

-Pri vedení červených a čiernych vodičov ich spájkujte na miesto.

-teraz je čas na tavné lepenie kábla USB k spodnej časti boxu na batérie. Držte drôt na mieste, kým lepidlo vytvrdne. Pridajte niekoľko kvapiek lepidla, aby zeleno -biele dátové vodiče nezasahovali, kým ste na mieste.

-Chcel som, aby reťazec LED vyčnieval v priamke oproti vstupnému bodu kábla USB. To znamenalo, že som znova musel prestrihnúť a vložiť skrinku s batériami, aby zapadol drôt na miesto.

-Sucho pripevnite pruhovaný anódový + LED vodič a spájku na USB + lištu.

-sucho namontujte Cathode - LED kábel ku kolektorovému káblu T1. Spájkujte a pridajte kúsok tepelného zmršťovadla na izoláciu spoja.

-Skontrolujte všetky pripojenia a ak všetko vyzerá dobre, je načase ho pripojiť k napájacej banke.

Krok 6: Testovanie verzie 1 a úprava verzie 2

Testovanie verzie 1:

Použil som energetickú banku Hype HW-440-ASST, ktorá fungovala konzistentne (nevypínala sa) a napájala reťazec 20 diód LED.

Poznámka: Vypočítaná doba chodu (plne nabitá) by bola 4 400 mAh / 30 mA = 145 hodín

Potom som testoval verziu 1 s power bankou ONN ONA18W102C, ktorá sa automaticky vypne po 30 sekundách.

Vytvorenie a testovanie verzie 2:

Potom som zostavil ten istý obvod verzie 1 na nepájivom poli a na koľajnice USB + a USB som pridal ďalší odpor 270 ohmov. Tým sa zvýšil celkový odber prúdu v obvode na 50 mA. ONN ONA18W102C by potom zostal konzistentne zapnutý. Stala sa tak verzia 2, ktorá bude fungovať pre väčšinu powerbaniek USB.

Vypočítaný čas chodu (plne nabitý) pre energetickú banku ONN ONA18W102C by bol 3, 350 mAh / 50 mA = 69 hodín. To bude poskytovať plný jas počas celej tejto doby.

Pôvodné hodnotenia a myšlienky batérie:

Batérie CR2032 sú dimenzované na 3 VDC s kapacitou 240 mAh a stránka sa chváli, že pri nepretržitom používaní vydržia 72 hodín. Vnútorný odpor batérie CR2032 obmedzuje prúd na Fairy Lights, a preto v pôvodnom dizajne nie je obmedzujúci odpor. Všetky stránky, na ktoré sa pozerám, však naznačujú, že CR2032 nemá rád vybíjanie tak vysokou rýchlosťou (asi 30 mA).

V tejto chvíli nemôžem s určitosťou potvrdiť, ale spomínam si, že svetlá vyzerali po 3 večerách (v trvaní 4 hodiny) znateľne slabšie. Neexistuje spôsob, akým by ste z týchto batérií získali „kúzlo“. Testovaním som potvrdil, že svetlá vyzerajú veľmi matne, keď batérie zasiahnu 2,5 vdc na článok.

Budem musieť neskôr vykonať testovanie v reálnom živote a aktualizovať tento príspevok, ale myslím si, že výkonové banky 3 350 mAh @ 5 vdc by mali úplne prekonať 240 mAh @ 6 vdc (2 batérie v sérii) CR2032.

Okrem toho tu bolo cieľom dlhšia doba prevádzky a v konečnom dôsledku sa „spotrebovalo“a recyklovalo menej batérií CR2032.

Ísť ďalej:

Uhádli ste … Verzia 3 je koncipovaná, takže čítajte ďalej!

Krok 7: Fairy Light: Verzia 3 s dvoma vláknami LED svetiel

Verzia 3 používa dodatočný prúd, ktorý bol odvádzaný (zbytočný) do odporu 270 ohmov vo verzii 2.

Pretože sme sa zameriavali na 50 mA ako celkový odber prúdu, aby bola priemerná energetická banka zapnutá, môžeme dosiahnuť zlepšenie. Urobil som test, kde som napájal svetelný reťazec s 15 mA a druhý svetelný reťazec s 30 mA a spýtal som sa svojej manželky, či si môže všimnúť rozdiel. Niekoľkokrát sa pozrela tam a späť a naznačila, že skutočne nevidí a nerozlišuje.

Tento experiment potvrdil, že lepším riešením by bolo napájať dva (2) svetelné reťaze Fairy paralelne a napájať ich prúdom 50 mA. Na priloženej schéme pre verziu 3 môžete vidieť, že všetko, čo bolo potrebné, bolo zmeniť emitorový odpor R2 na 10 ohmov a paralelne pripojiť druhý svetelný reťazec.

Ak chcete vypočítať výkon pomocou R2 pomocou Ohmovho zákona:

P = E x I

E = 0,5 voltu (na R2)

I = 50 mA (cez R2)

0,5 x 50 = 0,025 wattu

Na túto aplikáciu môžeme bezpečne použiť 10 ohmový 1/4 wattový (250 mW) odpor.

Obrázok 2 ukazuje testovaný obvod čerpá 50 mA podľa výpočtu.

Pridal som niekoľko obrázkov z postupu zostavovania, aby som ukázal vedenie káblov.

Verzia 3 bola dokončená a testované na mojej lavici.

Krok 8: Verzia 2 a verzia 3 - konečný produkt

Tu je verzia 2 a verzia 3 v prevádzke na mojej lavici.

Záverečná poznámka:

Bola to zábavná stavba s osvetlením, ktoré môžem použiť v každom ročnom období.

Najlepšie na tom je, že už nemusím objednávať a čakať na náhradné batérie CR2032!

Ďakujeme vám za sledovanie a prajeme šťastnú stavbu!

Bob D