Пестене на батерията Fairy Light: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Батериите CR2032 са страхотни, но те не издържат толкова дълго, колкото бихме искали, когато караме LED "Fairy Light" струни.

С празничния сезон тук реших да променя няколко 20 светлинни струни, за да избяга от USB захранваща банка.

Потърсих в интернет и установих, че не всички USB захранващи банки ще останат включени с толкова малък ток.

Чрез тестване и с няколко повторения открих работещо решение, което мисля, че другите биха искали да опитат.

Освен типично продължително време на работа от 60 до 80 часа между зарежданията, ще трябва да се закупят и рециклират по -малко батерии CR2032!

Моля, не забравяйте да следвате това или да прескочите до края, за да видите окончателната версия …

Исках да запазя най -доброто за последно!

Боб Д.

Стъпка 1: Събиране на необходимите части

Изискват се само няколко компонента и всички те ще се поберат на мястото на двете батерии CR2032 в кутията за батерии.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB захранваща банка (или подобна) - от Walmart или Amazon

1x 20 LED светлинен низ - много видове са налични в Amazon

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

1x 2N2222A или 2N4401 транзистор - потвърдих, че и двата типа работят добре.

2x 1N914A или 1N4148 диода - потвърдих, че и двата типа работят добре.

1x 3, 300 ома 1/4 ватов резистор

1x 16 ома или 2x 33 ома 1/4 вата резистор - за Версия 1 и 2

1x 10 ома 1/4 ИЛИ (предпочитан 1/2 ват) резистор - Версия 3.

1x 270 ома 1/4 ватов резистор - версия 2

1x спасен USB A конектор и кабел - ще използваме червените + и черните - проводници и ще изолираме белите и зелените проводници за данни.

Стъпка 2: Необходими инструменти

Поялна станция и спойка.

Фрези, машина за сваляне на тел, хирургическа скоба, прецизни отвертки.

Термосвиваеми тръби и източник на топлина.

Пистолет за горещо лепило и клечка за лепило.

Цифров метър или два за тестване на ток, напрежение и съпротивление.

Файлове кръгли и плоски.

Стъпка 3: Схематична диаграма и оформление на части - Версия 1 и 2

Както повечето неща, които изграждам, винаги мисля за начини да използвам отново колкото се може повече неща. Наслаждавам се на добро търсене в Amazon и вълнението всеки път, когато пристигне нов пакет … но използването на части, които имам под ръка, е страхотно чувство.

Това беше една от тези компилации, затова реших да използвам основна верига с LED драйвер с постоянен ток, за която наскоро научих онлайн.

Ключовият компонент, който определя тока, подаван към LED светлините, е емитерният резистор. За да опростя обяснението тук, ще заявя, че спадът на напрежението в емитерния резистор е доста постоянен при 0.5 vdc благодарение на диоди 1 и 2, свързани към основата като делител на напрежение.

Във Версия 1 и Версия 2 експериментирах с 15 mA до 30 mA LED задвижващ ток към LED низ.

Необходимо е математическото изчисление за резистора на емитерния резистор:

0,5 волта / 0,015 ампера = 33 ома

или

0,5 волта / 0,030 ампера = 16 ома

Във версия 2 основната разлика е 270 омовият резистор, добавен за увеличаване на общия ток на тока до малко над 50 mA, за да се предпазят някои батерии от изключване след около 30 секунди.

Във версия 3 … ще изчакам по -късно, за да говоря за тази модификация.

Стъпка 4: Разглобяване и подготовка

Отстранете 4 -те винта, които държат капака заедно, оставете батериите настрана и нека започнем.

Трябва да огънем разделите, за да създадем повече място за компонентите. Иглените клещи за носа или хирургическата скоба работят за тази задача.

След това трябва да премахнем свързващата лента, която е свързала двете батерии. Подрязах пластмасовите бутони и свалих шината, тъй като вече не се изисква.

Загрейте запояващата станция и отстранете превключвателя и LED проводниците в точките, отбелязани на снимката.

Отбелязах, че анодът + кабелът има бяла ивица за бъдещи справки и оставих LED светлините настрана засега. Ще трябва да ги поставим отново по -късно и да се уверим, че са свързани правилно.

Също така добавих превключвателя и свързващата лента към кутията си за части … никога не знаете кога може да са полезни за друг проект!

Стъпка 5: Попълване на кутията на батерията - Вижте схемата на версия 1 или версия 2

Ето как сглобих компонентите:

Напомняне: катодът отрицателен (-) е краят на диода с черната лента.

-присъединете се към D1 и D2 последователно и спойка (добавих и малко парче прозрачно термосвиване).

-закрепете анодния проводник на D1 и основния проводник на T1 възможно най -близо, за да продължите да свързвате спойка, и ги запоявайте.

-с плоска страна T1 с лицевата страна надолу, позиционирайте катода на D2, така че да може да бъде запоен към отрицателната USB -шина (където огънахме езичето).

-подрежете катодния проводник до размер и спойка.

-намерете необходимия резистор (и) на излъчвателя 16 ома или 2x 32 ома и запоявайте между кабела на излъчвателя Т1 и отрицателния USB -шина.

-Добавих малко парче прозрачно термично свиване към резистора 3K3 и след това го поставих между анодния възел T1 Base / D1 и релсата USB +. След това запоявайте на място.

-за Версия 2 - монтирайте и запоявайте 270 омовия резистор между релсите USB + и USB.

-Време е да изсушите, поставете USB кабела и включете пистолета за лепило.

-ще трябва да изрежете и подадете малко, за да позволите USB кабела в кутията за батерията (където първоначално е бил разположен превключвателят) … бъдете търпеливи тук.

-с червени и черни проводници, запоени на място.

-сега е моментът да залепите горещо разтопения USB кабел към основата на кутията за батерии. Дръжте жицата на място, докато лепилото се втвърди. Добавете няколко капки лепило, за да държите зелено -белите кабели за данни отстрани, докато сте на него.

-Исках LED низът да стърчи в права линия срещу точката на влизане на USB кабела. Това означаваше, че трябваше отново да отрязвам и да подавам кутията на батерията, за да приляга на жицата.

-съхне сухия аноден + LED проводник и спойка към USB + шината.

-сухо поставете катода - LED проводник към колекторния проводник Т1. Запояйте и добавете парче термосвиване, за да изолирате връзката.

-Проверете всички връзки и ако всичко изглежда добре е време да го свържете към банката за захранване.

Стъпка 6: Тестване на версия 1 и модификация на версия 2

Тестване на версия 1:

Използвах захранваща банка Hype HW-440-ASST, която работи последователно (не се изключва), докато захранва низ от 20 светодиода.

Забележка: Изчисленото време на работа (напълно заредено) би било 4, 400 mAh / 30 mA = 145 часа

След това тествах Версия 1 с ONN ONA18W102C банка за захранване, която автоматично щеше да се изключи след 30 секунди.

Създаване и тестване на версия 2:

След това събрах същата схема на Версия 1 на макет и добавих допълнителния резистор от 270 ома към релсите USB + и USB. Това увеличи общото изтегляне на тока на веригата до 50 mA. ONN ONA18W102C ще остане постоянно включен. Това стана версия 2, която ще работи за повечето USB банки за захранване.

Изчисленото време на работа (напълно заредено) за захранващата банка ONN ONA18W102C ще бъде 3, 350 mAh / 50 mA = 69 часа. Това ще осигури пълна яркост през цялото това време.

Оригинални оценки и мисли за батерията:

Батериите CR2032 са с мощност 3 vdc с капацитет 240 mAh и сайтът може да се похвали, че те ще издържат 72 часа при непрекъсната употреба. Вътрешното съпротивление на батерията CR2032 ограничава тока до фееричните светлини и затова в оригиналния дизайн няма ограничаващ резистор. Всички сайтове, които разглеждам обаче показват, че CR2032 не обича да се разрежда с толкова висока (30 или около mA) скорост.

Не мога да потвърдя със сигурност на този етап, но си спомням, че светлините изглеждаха забележимо по -слаби след 3 вечерта (с продължителност 4 часа). Няма начин да извадите "магия" от тези батерии. Потвърдих чрез тестване, че светлините изглеждат много скучни, когато батериите достигнат 2.5 vdc на клетка.

Ще трябва да направя някои тестове в реалния живот и да актуализирам тази публикация на по -късна дата, но мисля, че батериите с мощност 3, 350 mAh @ 5 vdc трябва напълно да надминат 240 mAh @ 6 vdc (2 батерии в серия) CR2032.

Освен това целта тук беше по -дълго време на работа и в крайна сметка по -малко CR2032 батерии бяха "изразходвани" и рециклирани.

Отиваме по -далеч:

Досещате се … Версия 3 е замислена, така че продължавайте да четете!

Стъпка 7: Приказна светлина: Версия 3 с две нишки LED светлини

Версия 3 използва допълнителния ток, който се отклонява (пропилява) в резистора от 270 ома във версия 2.

Тъй като бяхме насочени към 50 mA като общото потребление на ток, за да поддържаме средно захранващата банка включена, можем да направим подобрение. Направих тест, при който захранвах лека струна с 15 mA и втора светлинна струна с 30 mA и попитах жена ми дали може да забележи разликата. Тя погледна напред -назад няколко пъти и посочи, че всъщност не вижда и различава.

Този експеримент потвърди, че по -добро решение би било захранването на две (2) феерични светлинни струни паралелно и задвижването им с 50 mA ток. Можете да видите в приложената схема за версия 3, че всичко, което е необходимо, е да смените емитерния резистор R2 на 10 ома и да свържете паралелно 2 -ри светлинен низ.

За да изчислите мощността чрез R2 със закона на Ом:

P = E x I

E = 0,5 волта (през R2)

I = 50 mA (през R2)

0,5 х 50 = 0,025 вата

Можем безопасно да използваме 10 ома 1/4 вата (250 mW) резистор за това приложение.

Изображение 2 показва, че тестовата верига извлича 50 mA, както е изчислено.

Добавих няколко изображения на процеса на изграждане, за да покажа кабелното прокарване.

Версия 3 завършена и тествана на моя пейка.

Стъпка 8: Версия 2 и Версия 3 - крайният продукт

Ето Версия 2 и Версия 3, работещи на моя пейка.

Заключителна бележка:

Това беше забавна конструкция, с осветление, което мога да използвам за всеки сезон през цялата година.

Най -хубавото е, че вече не се налага да поръчвам и да чакам резервни батерии CR2032!

Благодарим ви, че ни следвате, и Happy Building!

Боб Д