Spořič baterie Fairy Light: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Baterie CR2032 jsou skvělé, ale nevydrží tak dlouho, jak bychom si přáli při řízení strun LED „Fairy Light“.

S prázdninovým obdobím jsem se rozhodl upravit několik 20 světelných řetězců tak, aby běžely z USB power banky.

Hledal jsem online a zjistil, že ne všechny USB napájecí banky zůstanou zapnuté s tak malým odběrem proudu.

Prostřednictvím testování a několika iterací jsem našel funkční řešení, které si myslím, že by ostatní mohli chtít vyzkoušet.

Kromě typické doby nepřetržitého provozu 60 až 80 hodin mezi nabitími bude nutné zakoupit a recyklovat méně baterií CR2032!

Nezapomeňte to dodržovat, nebo přeskočte na konec, abyste viděli konečnou verzi…

Chtěl jsem si to nejlepší nechat na konec!

Bob D.

Krok 1: Shromáždění požadovaných dílů

Je zapotřebí pouze několik komponent a všechny se vejdou na místo dvou baterií CR2032 v bateriovém boxu.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB powerbanka (nebo podobná) - od Walmartu nebo Amazonu

1x 20 LED světelný řetězec - mnoho typů dostupných na Amazonu

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

1x 2N2222A nebo 2N4401 tranzistor - potvrdil jsem, že oba typy fungují dobře.

2x diody 1N914A nebo 1N4148 - potvrdil jsem, že oba typy fungují dobře.

1x 3, 300 ohm 1/4 wattový odpor

1x 16 ohm nebo 2x 33 ohm 1/4 wattový odpor - pro verzi 1 a 2

1x odpor 10 ohmů 1/4 NEBO (přednostně 1/2 watt) - verze 3.

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

1x zachráněný USB A konektor a kabel - použijeme červené + a černé - vodiče a izolujeme bílý a zelený datový vodič.

Krok 2: Potřebné nástroje

Pájecí stanice a pájka.

Nůžky, odizolovač drátu, chirurgická svorka, přesné šroubováky.

Smršťovací bužírky a zdroj tepla.

Horká lepicí pistole a lepicí tyčinka.

Digitální měřič nebo dva pro testování proudu, napětí a odporu.

Soubory kulaté a ploché.

Krok 3: Schematický diagram a rozložení dílů - verze 1 a 2

Jako většina věcí, které stavím, vždy přemýšlím o způsobech, jak znovu použít tolik věcí, kolik dokážu. Užívám si dobré vyhledávání na Amazonu a vzrušení pokaždé, když přijde nový balíček … ale používat díly, které mám po ruce, je skvělý pocit.

Toto byla jedna z těchto sestav, a tak jsem se rozhodl použít základní obvod ovladače LED pro konstantní proud, o kterém jsem se nedávno dozvěděl online.

Klíčovou součástí, která určuje proud dodávaný do světel LED, je rezistor emitoru. Pro zjednodušení vysvětlení zde uvedu, že úbytek napětí na emitorovém rezistoru je při 0,5 V stejnosměrný díky diodám 1 a 2 připojeným k základně jako dělič napětí.

Ve verzi 1 a verzi 2 jsem experimentoval s proudem měniče LED 15 mA až 30 mA do řetězce LED.

Matematický výpočet pro rezistorový rezistor vyžaduje:

0,5 voltů / 0,015 ampéru = 33 ohmů

nebo

0,5 voltů / 0,030 ampéru = 16 ohmů

Ve verzi 2 je hlavním rozdílem odpor 270 ohmů přidaný ke zvýšení celkového odběru proudu obvodu na něco málo přes 50 mA, aby se některé baterie baterie nevypnuly asi po 30 sekundách.

Ve verzi 3… Budu čekat na pozdější promluvu o této úpravě.

Krok 4: Demontáž a příprava

Odšroubujte 4 šrouby, které drží kryt pohromadě, odložte baterie a můžeme začít.

Abychom vytvořili více prostoru pro součásti, musíme ohnout záložky. K tomuto účelu slouží jehlové kleště nebo chirurgická svorka.

Dále musíme odstranit spojovací lištu, která spojila dvě baterie. Ořízl jsem plastové výstupky a sundal lištu, protože už není potřeba.

Zahřejte pájecí stanici a vyjměte spínač a vodiče LED v bodech uvedených na obrázku.

Poznamenal jsem, že anodový + vodič má bílý pruh pro budoucí použití, a prozatím LED světla odložím. Později je budeme muset znovu připojit a ujistit se, že jsou správně připojeny.

Také jsem přidal přepínač a spojovací lištu do krabice s díly … nikdy nevíte, kdy mohou být užitečné pro jiný projekt!

Krok 5: Naplnění bateriového boxu - Viz schéma verze 1 nebo verze 2

Zde jsem sestavil komponenty:

Připomínka: záporný katoda (-) je konec diody s černým pruhem.

-spojte D1 a D2 v sérii a pájejte (přidal jsem také malý kousek čirého smršťování).

-sepněte anodový vodič D1 a základní vodič T1 co nejblíže, aby stále umožňoval pájení, a pájejte je.

-s plochou stranou T1 lícem dolů, umístěte katodu D2 tak, aby mohla být připájena na zápornou USB - kolejnici (kde jsme ohýbali jazýček).

-ořízněte katodový vodič na velikost a pájejte.

- Umístěte požadovaný 16 ohmový nebo 2 x 32 ohmový rezistorový rezistor (y) a pájejte mezi vodičem emitoru T1 a zápornou záložkou USB - kolejnice.

-K rezistoru 3K3 jsem přidal malý kousek čirého tepelného smršťovače a poté jej vložil mezi anodové spojení T1 Base / D1 a záložku USB + rail. Poté pájejte na místě.

- Pro verzi 2 - vložte a připájejte na místo odpor 270 ohmů mezi kolejnicemi USB + a USB.

-Nyní je čas nasucho nasadit USB kabel a zapojit lepicí pistoli.

-budete muset trochu stříhat a zapisovat, aby se kabel USB dostal do bateriového boxu (kde byl původně umístěn přepínač) … buďte trpěliví.

-spojte červené a černé vodiče a připájejte je na místo.

-Nyní je čas na tavné lepení kabelu USB na základnu bateriového boxu. Držte drát na místě, dokud lepidlo ztvrdne. Přidejte několik kapek lepidla, aby zeleno -bílý datový vodič nepřekážel, dokud jste na místě.

-Chtěl jsem, aby řetězec LED vyčníval v přímé linii naproti vstupnímu bodu kabelu USB. To znamenalo, že jsem musel znovu stříhat a ukládat krabici na baterii, aby zapadla na místo.

-sucho vložte pruhovaný vodič Anode + LED a pájku na lištu USB +.

- vysušte Cathode - LED přívod ke kolektoru T1. Pájejte a přidejte kousek tepelně smrštitelné izolace spojení.

-Zkontrolujte všechna připojení, a pokud vše vypadá dobře, je na čase jej připojit k napájecí bance.

Krok 6: Testování verze 1 a modifikace verze 2

Testování verze 1:

Použil jsem napájecí banku Hype HW-440-ASST, která fungovala konzistentně (nevypnula se) a napájila řetězec 20 LED diod.

Poznámka: Vypočítaná doba provozu (plně nabitá) by byla 4 400 mAh / 30 mA = 145 hodin

Potom jsem testoval verzi 1 s power bankou ONN ONA18W102C, která se po 30 sekundách automaticky vypnula.

Vytvoření a testování verze 2:

Poté jsem sestavil stejný obvod verze 1 na prkénko a přidal další 270 ohmový odpor na kolejnice USB + a USB. Tím se zvýšil celkový odběr proudu obvodu na 50 mA. ONN ONA18W102C by pak zůstal trvale zapnutý. To se stalo Verzí 2, která bude fungovat pro většinu USB power bank.

Vypočítaná doba chodu (plně nabitá) pro powerbanku ONN ONA18W102C by byla 3, 350 mAh / 50 mA = 69 hodin. To bude poskytovat plný jas po celou tuto dobu.

Původní hodnocení a myšlenky baterie:

Baterie CR2032 jsou dimenzovány na 3 V DC s kapacitou 240 mAh a stránky se chlubí, že při nepřetržitém používání vydrží 72 hodin. Vnitřní odpor baterie CR2032 omezuje proud na Fairy Lights, a proto v původním provedení není omezující odpor. Všechna místa, na která se dívám, však naznačují, že CR2032 nerad vybíjí tak vysokou rychlostí (asi 30 mA).

V tuto chvíli to nemohu s jistotou potvrdit, ale vzpomínám si, že světla vypadají po 3 večerech (po dobu 4 hodin) znatelně slabší. Neexistuje způsob, jak z těchto baterií dostat „kouzlo“. Testováním jsem potvrdil, že světla vypadají velmi matně, když baterie dosáhnou 2,5 V DC na článek.

Budu muset provést nějaké testování v reálném životě a aktualizovat tento příspěvek později, ale domnívám se, že 3, 350 mAh @ 5 vdc napájecí banky by měly zcela překonat 240 mAh @ 6 vdc (2 baterie v sérii) CR2032.

Kromě toho zde bylo cílem delší doba provozu a nakonec „spotřebování“a recyklace menšího počtu baterií CR2032.

Jít dál:

Uhodli jste … Verze 3 je koncipována, takže pokračujte ve čtení!

Krok 7: Fairy Light: Verze 3 se dvěma vlákny LED světel

Verze 3 používá dodatečný proud, který byl odváděn (zbytečně) do odporu 270 ohmů ve verzi 2.

Protože jsme se zaměřovali na 50 mA jako celkový odběr proudu, abychom udrželi průměrnou power banku zapnutou, můžeme dosáhnout zlepšení. Udělal jsem test, kde jsem napájel světelný řetězec s 15 mA a druhý světelný řetězec s 30 mA a zeptal jsem se své ženy, jestli si všimne rozdílu. Několikrát se podívala tam a zpět a naznačila, že opravdu nevidí a nerozlišuje.

Tento experiment potvrdil, že lepším řešením by bylo napájet dva (2) Fairy light řetězce paralelně a napájet je proudem 50 mA. V přiloženém schématu pro verzi 3 můžete vidět, že vše, co bylo potřeba, bylo změnit emitorový odpor R2 na 10 ohmů a paralelně připojit 2. světelný řetězec.

Pro výpočet výkonu pomocí R2 s Ohmovým zákonem:

P = E x I

E = 0,5 voltů (přes R2)

I = 50 mA (přes R2)

0,5 x 50 = 0,025 wattů

Pro tuto aplikaci můžeme bezpečně použít rezistor 10 ohmů 1/4 watt (250 mW).

Obrázek 2 ukazuje, jak testovaný obvod čerpá 50 mA podle výpočtu.

Přidal jsem několik obrázků procesu sestavení, abych ukázal směrování kabelu.

Dokončena verze 3 a testování na mé lavici.

Krok 8: Verze 2 a verze 3 - konečný produkt

Zde je verze 2 a verze 3 v provozu na mé lavici.

Závěrečná poznámka:

Byla to zábavná stavba s osvětlením, které mohu použít pro jakékoli roční období po celý rok.

Nejlepší na tom je, že už nemusím objednávat a čekat na náhradní baterie CR2032!

Děkujeme, že jste nás sledovali, a přejeme šťastnou stavbu!

Bob D