Fairy Light Battery Saver: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Οι μπαταρίες CR2032 είναι εξαιρετικές, αλλά δεν διαρκούν όσο θα θέλαμε όταν οδηγούμε χορδές LED "Fairy Light".

Με την Εορταστική περίοδο εδώ, αποφάσισα να τροποποιήσω μερικές 20 χορδές φωτός για να τελειώσω με μια τράπεζα τροφοδοσίας USB.

Έψαξα στο διαδίκτυο και διαπίστωσα ότι δεν θα παραμείνουν ενεργοποιημένες όλες οι τράπεζες τροφοδοσίας USB με τόσο μικρή τρέχουσα κλήρωση.

Μέσα από δοκιμές και με μερικές επαναλήψεις, βρήκα μια λειτουργική λύση που νομίζω ότι οι άλλοι μπορεί να θέλουν να δοκιμάσουν.

Εκτός από τον τυπικό συνεχή χρόνο λειτουργίας 60 έως 80 ωρών μεταξύ των φορτίσεων, θα πρέπει να αγοραστούν και να ανακυκλωθούν λιγότερες μπαταρίες CR2032!

Παρακαλώ φροντίστε να το ακολουθήσετε ή να μεταβείτε στο τέλος για να δείτε την τελική έκδοση…

Wantedθελα να αποθηκεύσω το καλύτερο για το τέλος!

Μπομπ Δ.

Βήμα 1: Συγκέντρωση των απαιτούμενων τμημάτων

Απαιτούνται μόνο μερικά εξαρτήματα και όλα θα χωρέσουν στη θέση των δύο μπαταριών CR2032 στο κουτί μπαταριών.

Τράπεζα τροφοδοσίας USB 1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB (ή παρόμοια) - από Walmart ή Amazon

Χορδή φωτισμού 1x 20 LED - πολλοί τύποι διατίθενται στο Amazon

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

1x τρανζίστορ 2N2222A ή 2N4401 - επιβεβαίωσα ότι και οι δύο τύποι λειτουργούν καλά.

Δίοδοι 2x 1N914A ή 1N4148 - επιβεβαίωσα ότι και οι δύο τύποι λειτουργούν καλά.

Αντίσταση 1x 3, 300 ohm 1/4 watt

Αντίσταση 1x 16 ohm ή 2x 33 ohm 1/4 watt - για τις εκδόσεις 1 και 2

Αντίσταση 1x 10 ohm 1/4 OR (προτιμάται 1/2 watt) - Έκδοση 3.

Αντίσταση 1x 270 ohm 1/4 watt - έκδοση 2

1x διασυνδεδεμένος σύνδεσμος και καλώδιο USB A - θα χρησιμοποιήσουμε το κόκκινο + και το μαύρο - καλώδια και μονώνουμε τα λευκά και πράσινα καλώδια δεδομένων.

Βήμα 2: Απαιτούνται εργαλεία

Σταθμός συγκόλλησης και συγκόλλησης.

Κόφτες, απογυμνωτής σύρματος, χειρουργικός σφιγκτήρας, κατσαβίδια ακριβείας.

Σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας και πηγή θερμότητας.

Πυροβόλο θερμής κόλλας και ραβδί κόλλας.

Digitalηφιακός μετρητής ή δύο για έλεγχο ρεύματος, τάσης και αντίστασης.

Αρχεία στρογγυλά και επίπεδα.

Βήμα 3: Σχηματικό διάγραμμα και διάταξη εξαρτημάτων - Έκδοση 1 και 2

Όπως τα περισσότερα πράγματα που χτίζω, σκέφτομαι πάντα τρόπους να επαναχρησιμοποιήσω όσα περισσότερα πράγματα μπορώ. Απολαμβάνω μια καλή αναζήτηση στο Amazon και τον ενθουσιασμό κάθε φορά που φτάνει ένα νέο δέμα… αλλά η χρήση εξαρτημάτων που έχω στο χέρι είναι υπέροχη αίσθηση.

Αυτή ήταν μία από αυτές τις κατασκευές, οπότε αποφάσισα να χρησιμοποιήσω ένα βασικό κύκλωμα οδηγού σταθερού ρεύματος LED που είχα μάθει πρόσφατα στο διαδίκτυο.

Το βασικό συστατικό που καθορίζει το ρεύμα που παρέχεται στα φώτα LED είναι η αντίσταση πομπού. Για να απλοποιήσω την εξήγηση εδώ, θα δηλώσω ότι η πτώση τάσης στον αντιστάτη εκπομπής είναι αρκετά σταθερή στα 0,5 vdc χάρη στις διόδους 1 και 2 που συνδέονται στη βάση ως διαχωριστή τάσης.

Στην έκδοση 1 και την έκδοση 2, πειραματίστηκα με ένα ρεύμα οδήγησης LED από 15 mA έως 30 mA στη συμβολοσειρά LED.

Ο υπολογισμός των μαθηματικών για την αντίσταση αντίστασης εκπομπής απαιτεί:

0,5 βολτ / 0,015 αμπέρ = 33 ωμ

ή

0,5 βολτ / 0,030 αμπέρ = 16 ωμ

Στην έκδοση 2, η κύρια διαφορά είναι η αντίσταση 270 ohm που προστέθηκε για να αυξήσει το συνολικό ρεύμα κυκλώματος σε λίγο περισσότερο από 50 mA για να μην κλείσουν ορισμένες μπαταρίες μετά από περίπου 30 δευτερόλεπτα.

Στην έκδοση 3… θα περιμένω αργότερα για να μιλήσω για αυτήν την τροποποίηση.

Βήμα 4: Αποσυναρμολόγηση και προετοιμασία

Αφαιρέστε τις 4 βίδες που συγκρατούν το κάλυμμα, αφήστε τις μπαταρίες στην άκρη και ξεκινήστε.

Πρέπει να λυγίσουμε τις καρτέλες για να δημιουργήσουμε περισσότερο χώρο για τα εξαρτήματα. Πένσα μύτης βελόνας ή χειρουργικός σφιγκτήρας για αυτό το έργο.

Στη συνέχεια πρέπει να αφαιρέσουμε τη ράβδο σύνδεσης που ένωσε τις δύο μπαταρίες. Έκοψα τις πλαστικές μύτες και έβγαλα τη μπάρα καθώς δεν απαιτείται πλέον.

Θερμάνετε τον σταθμό συγκόλλησης και αφαιρέστε το διακόπτη και τα καλώδια LED στα σημεία που αναφέρονται στην εικόνα.

Σημείωσα ότι το καλώδιο ανόδου + έχει μια λευκή λωρίδα για μελλοντική αναφορά και άφησε τα φώτα LED στην άκρη προς το παρόν. Θα χρειαστεί να τα επανασυνδέσουμε αργότερα και να βεβαιωθούμε ότι είναι σωστά συνδεδεμένα.

Πρόσθεσα επίσης τον διακόπτη και τη μπάρα σύνδεσης στο κουτί ανταλλακτικών μου … ποτέ δεν ξέρεις πότε μπορεί να είναι χρήσιμα για άλλο έργο!

Βήμα 5: Συμπλήρωση του κιβωτίου μπαταριών - Ανατρέξτε στο Σχήμα έκδοσης 1 ή έκδοσης 2

Εδώ είναι ο τρόπος συναρμολόγησης των εξαρτημάτων:

Υπενθύμιση: η αρνητική κάθοδος (-) είναι το τέλος της διόδου με τη μαύρη ζώνη.

-ενωθείτε σε σειρά D1 και D2 και κολλήστε (πρόσθεσα και ένα μικρό κομμάτι διαυγούς θερμικής συρρίκνωσης).

-Κλείστε το καλώδιο ανόδου του D1 και το καλώδιο βάσης του T1 όσο το δυνατόν πιο κοντά για να επιτρέψετε τη σύνδεση συγκόλλησης και συγκολλήστε τα.

-με την επίπεδη πλευρά T1 προς τα κάτω, κάθοδος θέσης του D2 ώστε να μπορεί να συγκολληθεί στην αρνητική ράγα USB (όπου λυγίζουμε τη γλωττίδα).

-περικοπή του καλωδίου καθόδου στο μέγεθος και συγκόλληση.

- εντοπίστε την απαιτούμενη αντίσταση (-ες) εκπομπής 16 ohm ή 2 x 32 ohm και συγκολλήστε μεταξύ του καλωδίου εκπομπής T1 και της αρνητικής καρτέλας USB - rail.

-Προσθέτω ένα μικρό κομμάτι διαυγούς θερμικής συρρίκνωσης στην αντίσταση 3K3 και στη συνέχεια το τοποθετώ μεταξύ της διακλάδωσης ανόδου T1 Base / D1 και της καρτέλας σιδηροτροχιάς USB +. Στη συνέχεια κολλήστε στη θέση του.

-για την έκδοση 2 - προσαρμόστε και συγκολλήστε στη θέση του τις ράγες αντίστασης 270 ohm μεταξύ USB + και USB.

-τώρα είναι ώρα να στεγνώσετε το καλώδιο USB και να συνδέσετε το πιστόλι κόλλας.

-Θα πρέπει να κάνετε snip και να αρχειοθετήσετε λίγο για να επιτρέψετε το καλώδιο USB στο κουτί της μπαταρίας (όπου ήταν αρχικά ο διακόπτης)… κάντε υπομονή εδώ.

-με το κόκκινο και το μαύρο καλώδιο να κολλήσει, κολλήστε τα στη θέση τους.

-τώρα είναι η ώρα να κολλήσετε εν θερμώ το καλώδιο USB στη βάση του κουτιού μπαταριών. Κρατήστε το σύρμα στη θέση του, ενώ η κόλλα σκληραίνει. Προσθέστε μερικές σταγόνες κόλλας για να κρατήσετε μακριά τα πράσινα και λευκά καλώδια δεδομένων ενώ βρίσκεστε σε αυτό.

-Wantedθελα η χορδή LED να προεξέχει σε ευθεία γραμμή απέναντι από το σημείο εισόδου του καλωδίου USB. Αυτό σήμαινε ότι έπρεπε να σπάσω ξανά και να αρχειοθετήσω το κουτί της μπαταρίας για να ταιριάξει το σύρμα στη θέση του.

-στερεώστε το ριγέ καλώδιο Anode + LED και κολλήστε στη ράγα USB +.

- στεγνώστε το καλώδιο Cathode - LED στο καλώδιο συλλέκτη T1. Συγκολλήστε και προσθέστε ένα κομμάτι συρρίκνωσης θερμότητας για να μονώσετε τη σύνδεση.

-Ελέγξτε όλες τις συνδέσεις και αν όλα φαίνονται καλά, ήρθε η ώρα να το συνδέσετε στο power bank.

Βήμα 6: Δοκιμή έκδοσης 1 και τροποποίηση έκδοσης 2

Έλεγχος έκδοσης 1:

Χρησιμοποίησα μια τράπεζα ισχύος Hype HW-440-ASST η οποία λειτούργησε με συνέπεια (δεν έκλεισε) ενώ τροφοδοτούσα τη σειρά των 20 LED.

Σημείωση: Ο υπολογισμένος χρόνος λειτουργίας (πλήρως φορτισμένος) θα είναι 4, 400 mAh / 30 mA = 145 ώρες

Στη συνέχεια δοκίμασα την έκδοση 1 με την τράπεζα ONN ONA18W102C, η οποία θα κλείσει αυτόματα μετά από 30 δευτερόλεπτα.

Έκδοση 2 Δημιουργία και δοκιμή:

Στη συνέχεια, έβαλα μαζί το ίδιο κύκλωμα της έκδοσης 1 σε ένα breadboard και πρόσθεσα την πρόσθετη αντίσταση 270 ohm στις ράγες USB + και USB. Αυτό αύξησε το συνολικό ρεύμα ρεύματος κυκλώματος στα 50 mA. Το ONN ONA18W102C θα παραμείνει στη συνέχεια σταθερά ενεργοποιημένο. Αυτή έγινε η Έκδοση 2 που θα λειτουργήσει για τα περισσότερα τροφοδοτικά USB.

Ο υπολογισμένος χρόνος λειτουργίας (πλήρως φορτισμένος) για την τράπεζα τροφοδοσίας ONN ONA18W102C θα είναι 3, 350 mAh / 50 mA = 69 ώρες. Αυτό θα αποδώσει σε πλήρη φωτεινότητα σε όλο αυτό το διάστημα.

Αρχικές βαθμολογίες μπαταρίας και σκέψεις:

Οι μπαταρίες CR2032 έχουν βαθμολογία 3 vdc με χωρητικότητα 240 mAh και ο ιστότοπος μπορεί να υπερηφανεύεται ότι θα διαρκέσει 72 ώρες με συνεχή χρήση. Η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας CR2032 περιορίζει το ρεύμα στα Fairy Lights και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν υπάρχει περιοριστική αντίσταση στον αρχικό σχεδιασμό. Ωστόσο, όλες οι τοποθεσίες που κοιτάζω υποδεικνύουν ότι το CR2032 δεν του αρέσει να εκφορτίζεται με τόσο υψηλό ρυθμό (περίπου 30 mA).

Δεν μπορώ να επιβεβαιώσω με βεβαιότητα σε αυτό το σημείο, αλλά θυμάμαι τα φώτα να φαίνονται αισθητά πιο αμυδρά μετά από 3 βράδια (διάρκειας 4 ωρών). Δεν υπάρχει περίπτωση να βγάζετε "μαγεία" από αυτές τις μπαταρίες. Επιβεβαίωσα μέσω δοκιμών ότι τα φώτα φαίνονται πολύ θαμπά όταν οι μπαταρίες χτυπήσουν 2,5 vdc ανά κελί.

Θα πρέπει να κάνω κάποιες δοκιμές πραγματικής ζωής και να ενημερώσω αυτήν την ανάρτηση σε μεταγενέστερη ημερομηνία, αλλά πιστεύω ότι οι τράπεζες ισχύος 3, 350 mAh @ 5 vdc θα πρέπει να υπερτερούν πλήρως των 240 mAh @ 6 vdc (2 μπαταρίες σε σειρά) CR2032.

Άλλωστε, ο στόχος εδώ ήταν μεγαλύτερος χρόνος λειτουργίας και τελικά λιγότερες μπαταρίες CR2032 να «ξοδεύονται» και να ανακυκλώνονται.

Προχωρώντας πιο μακριά:

Το μαντέψατε … Η έκδοση 3 έχει σχεδιαστεί, οπότε συνεχίστε να διαβάζετε!

Βήμα 7: Φως νεράιδας: Έκδοση 3 με δύο σκέλη φώτων LED

Η έκδοση 3 χρησιμοποιεί το επιπλέον ρεύμα που εκτρέπεται (σπαταλάται) στην αντίσταση 270 ohm στην έκδοση 2.

Δεδομένου ότι στοχεύαμε στα 50 mA ως συνολική τρέχουσα κλήρωση για να διατηρήσουμε ενεργοποιημένη τη μέση τράπεζα ισχύος, μπορούμε να κάνουμε μια βελτίωση. Έκανα μια δοκιμή όπου τροφοδοτούσα μια ελαφριά χορδή με 15 mA και μια δεύτερη χορδή με 30 mA και ρώτησα τη γυναίκα μου αν μπορούσε να παρατηρήσει τη διαφορά. Κοίταξε μπρος -πίσω αρκετές φορές, και έδειξε ότι δεν μπορούσε πραγματικά να δει και τη διαφορά.

Αυτό το πείραμα επιβεβαίωσε ότι μια καλύτερη λύση θα ήταν να τροφοδοτήσουμε παράλληλα δύο (2) χορδές φωτός νεράιδας και να τις οδηγήσουμε με 50 mA ρεύματος. Μπορείτε να δείτε στο συνημμένο σχήμα για την έκδοση 3, ότι το μόνο που χρειάστηκε ήταν να αλλάξετε την αντίσταση εκπομπής R2 σε 10 ohms και να συνδέσετε παράλληλα μια δεύτερη χορδή φωτός.

Για να υπολογίσετε την ισχύ μέσω του R2 με το νόμο του Ohm:

P = E x I

E = 0,5 βολτ (κατά μήκος R2)

I = 50 mA (μέσω R2)

0,5 x 50 = 0,025 watt

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε με ασφάλεια μια αντίσταση 10 ohm 1/4 watt (250 mW) για αυτήν την εφαρμογή.

Η εικόνα 2 δείχνει το κύκλωμα δοκιμής αντλεί 50 mA όπως υπολογίστηκε.

Πρόσθεσα μερικές εικόνες της διαδικασίας κατασκευής για να δείξω τη δρομολόγηση του καλωδίου.

Η έκδοση 3 ολοκληρώθηκε και δοκιμάστηκε στον πάγκο μου.

Βήμα 8: Έκδοση 2 και Έκδοση 3 - το Τελικό Προϊόν

Εδώ είναι η έκδοση 2 και η έκδοση 3 σε λειτουργία στον πάγκο μου.

Σημείωση λήξης:

Αυτή ήταν μια διασκεδαστική κατασκευή, με φωτισμό που μπορώ να χρησιμοποιήσω για οποιαδήποτε εποχή όλο το χρόνο.

Το καλύτερο μέρος είναι ότι δεν χρειάζεται να παραγγείλω και να περιμένω για ανταλλακτικές μπαταρίες CR2032 πια!

Σας ευχαριστούμε που ακολουθήσατε και Καλό κτίριο!

Μπομπ Δ