Economisirea bateriei Fairy Light: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Bateriile CR2032 sunt grozave, dar nu durează atât de mult cât ne-am dori atunci când conducem șiruri LED „Fairy Light”.

Odată cu sezonul de sărbători aici, am decis să modific câteva 20 de șiruri ușoare pentru a rula de pe o bancă de alimentare USB.

Am căutat online și am constatat că nu toate băncile de alimentare USB vor rămâne alimentate cu un consum de curent atât de mic.

Prin testare și cu câteva iterații, am găsit o soluție de lucru pe care cred că alții ar putea dori să o încerce.

În afară de un timp de funcționare continuu tipic de 60 până la 80 de ore între încărcări, va trebui să fie achiziționate și reciclate mai puține baterii CR2032!

Asigurați-vă că urmați acest lucru sau treceți la final pentru a vedea versiunea finală …

Am vrut să economisesc cel mai bun pentru ultimul!

Bob D.

Pasul 1: Adunarea pieselor necesare

Sunt necesare doar câteva componente și toate se vor potrivi în locul celor două baterii CR2032 din cutia de baterii.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB power bank (sau similar) - de la Walmart sau Amazon

1 șir de lumină cu 20 LED - multe tipuri disponibile pe Amazon

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

1x tranzistor 2N2222A sau 2N4401 - Am confirmat că ambele tipuri funcționează bine.

2x diode 1N914A sau 1N4148 - Am confirmat că ambele tipuri funcționează bine.

1x rezistor de 3, 300 ohmi 1/4 wați

1x rezistență de 16 ohmi sau 2x 33 ohmi de 1/4 wați - pentru versiunile 1 și 2

1x rezistor 1/4 SAU 1/4 (de preferință 1/2 watt) - Versiunea 3.

1x rezistor de 270 ohmi 1/4 wați - versiunea 2

1x conector și cablu USB A recuperat - vom folosi cablurile Red + și Black - și vom izola firele de date albe și verzi.

Pasul 2: Instrumente necesare

Stație de lipit și lipit.

Freze, decojitoare, sârmă chirurgicală, șurubelnițe de precizie.

Tuburi termocontractabile și sursă de căldură.

Pistol de lipit fierbinte și stick de lipici.

Contor digital sau două pentru testarea curentului, tensiunii și rezistenței.

Pile rotunde și plate.

Pasul 3: Diagrama schematică și aspectul pieselor - versiunile 1 și 2

La fel ca majoritatea lucrurilor pe care le construiesc, mă gândesc întotdeauna la modalități de a reutiliza cât mai multe lucruri posibil. Mă bucur de o căutare bună pe Amazon și entuziasmul de fiecare dată când ajunge un colet nou … dar folosirea pieselor pe care le am la îndemână este un sentiment extraordinar.

Aceasta a fost una dintre acele versiuni, așa că am decis să folosesc un circuit de driver LED de curent constant de bază pe care îl învățasem recent online.

Componenta cheie care determină curentul livrat luminilor LED este rezistența emițătorului. Pentru a simplifica explicația de aici, voi spune că căderea de tensiune pe rezistorul emițătorului este destul de constantă la 0,5 vdc datorită diodelor 1 și 2 conectate la bază ca divizor de tensiune.

În versiunea 1 și versiunea 2, am experimentat cu un curent de unitate LED de 15 mA până la 30 mA la șirul de LED-uri.

Calculul matematic pentru rezistorul rezistenței emițătorului a fost necesar:

0,5 volți / 0,015 amperi = 33 ohmi

sau

0,5 volți / 0,030 amperi = 16 ohmi

În versiunea 2, diferența principală este rezistorul de 270 ohmi adăugat pentru a crește consumul total de curent al circuitului la puțin peste 50 mA pentru a împiedica oprirea unor baterii de baterii după aproximativ 30 de secunde.

În versiunea 3 … voi aștepta până mai târziu pentru a vorbi despre această modificare.

Pasul 4: Demontare și pregătire

Scoateți cele 4 șuruburi care țin capacul împreună, puneți bateriile deoparte și să începem.

Trebuie să îndoiți filele pentru a crea mai mult spațiu pentru componente. Pentru această sarcină funcționează un clește pentru nas sau o clemă chirurgicală.

Apoi, trebuie să scoatem bara de conectare care a unit cele două baterii. Am tuns bucățile de plastic și am scos bara, deoarece nu mai este necesară.

Încălziți stația de lipit și scoateți comutatorul și firele LED în punctele notate în imagine.

Am observat că cablul anod + are o bandă albă pentru referință viitoare și am pus luminile LED deoparte deocamdată. Va trebui să le atașăm din nou mai târziu și să ne asigurăm că sunt conectate corect.

Am adăugat și comutatorul și bara de conectare la cutia mea de piese … nu știi niciodată când pot fi utile pentru un alt proiect!

Pasul 5: Popularea cutiei bateriei - Consultați schema versiunii 1 sau versiunii 2

Iată cum am asamblat componentele:

Memento: catodul negativ (-) este capătul diodei cu banda neagră.

-alăturați-vă D1 și D2 în serie și lipiți (am adăugat și o bucată mică de termocontractabil).

-clipiți cablul anodic al lui D1 și cablul de bază al lui T1 cât mai aproape posibil pentru a permite în continuare o conexiune de lipire și lipiți-le.

-cu latura plată T1 cu fața în jos, poziționați catodul lui D2 astfel încât să poată fi lipit pe șina USB negativă (unde am îndoit clema).

-troduceți catodul la dimensiune și lipiți.

- localizați rezistența (rezistența) emițătorului de 16 ohmi sau 2x 32 ohmi necesară și lipiți între cablul emițătorului T1 și clapeta negativă a șinei USB.

-Am adăugat o mică bucată de termocontractabil la rezistorul 3K3 și apoi l-am încadrat între joncțiunea anodului T1 Base / D1 și clapeta șinei USB +. Apoi lipiți la loc.

-pentru versiunea 2 - montați și lipiți în loc rezistorul de 270 ohmi între USB + și șinele USB.

-Acum este momentul să uscați cablul USB și să conectați pistolul de lipit.

-va trebui să scoateți și să înregistrați un pic pentru a permite cablul USB în cutia bateriei (unde a fost localizat inițial comutatorul) … aveți răbdare aici.

-cu cablurile roșii și negre trase, lipiți-le la locul lor.

-acum este momentul să lipiți la cald topul cablului USB de la baza cutiei bateriei. Țineți firul în poziție în timp ce lipiciul se întărește. Adăugați câteva picături de adeziv pentru a ține firele de date verzi și albe din drum în timp ce vă aflați la el.

-Am vrut ca șirul LED să iasă în linie dreaptă opus punctului de intrare al cablului USB. Acest lucru a însemnat că a trebuit să scot din nou și să arhivez cutia bateriei pentru a se potrivi firul în poziție.

- se potrivește cablul Anode + LED cu dungi și lipit pe șina USB +.

-se montează uscat pe catod - Conductorul cu LED pe colectorul colector T1. Lipiți și adăugați o bucată de termocontractor pentru a izola conexiunea.

-Inspectați toate conexiunile și, dacă totul arată bine, este timpul să o conectați la banca de alimentare.

Pasul 6: Testarea versiunii 1 și modificarea versiunii 2

Testarea versiunii 1:

Am folosit o bancă de putere Hype HW-440-ASST care a funcționat constant (nu s-a oprit) în timp ce alimentam șirul de 20 de LED-uri.

Notă: timpul de funcționare calculat (complet încărcat) ar fi de 4,400 mAh / 30 mA = 145 ore

Am testat apoi versiunea 1 cu banca de alimentare ONN ONA18W102C, care s-ar opri automat după 30 de secunde.

Versiunea 2 Crearea și testarea:

Apoi am asamblat același circuit Versiunea 1 pe o placă și am adăugat rezistența suplimentară de 270 ohm la șinele USB + și USB. Acest lucru a crescut consumul total de curent al circuitului la 50 mA. ONN ONA18W102C ar rămâne apoi pornit constant. Aceasta a devenit versiunea 2, care va funcționa pentru majoritatea băncilor de alimentare USB.

Durata de funcționare calculată (complet încărcată) pentru banca ONN ONA18W102C ar fi de 3, 350 mAh / 50 mA = 69 de ore. Acest lucru va oferi luminozitate maximă în tot acest timp.

Evaluările și gândurile originale ale bateriei:

Bateriile CR2032 sunt evaluate la 3 vcc cu o capacitate de 240 mAh, iar site-ul se laudă că vor dura 72 de ore cu utilizare continuă. Rezistența internă a bateriei CR2032 limitează curentul la Fairy Lights și de aceea nu există rezistență limitativă în designul original. Cu toate acestea, toate site-urile pe care le privesc indică faptul că CR2032 nu-i place să se descarce la o rată atât de mare (aproximativ 30 mA).

Nu pot confirma cu certitudine în acest moment, dar îmi amintesc luminile care păreau mai slabe după 3 seara (cu o durată de 4 ore). Nu există nicio modalitate de a obține „magie” din aceste baterii. Am confirmat prin teste că luminile arată foarte plictisitoare atunci când bateriile ating 2,5 vcc per celulă.

Va trebui să fac niște teste din viața reală și să actualizez această postare la o dată ulterioară, dar cred că băncile de alimentare de 3, 350 mAh @ 5 vdc ar trebui să depășească total 240 mAh @ 6 vdc (2 baterii în serie) CR2032.

În plus, obiectivul aici a fost un timp de funcționare mai lung și, în cele din urmă, mai puține baterii CR2032 fiind „cheltuite” și reciclate.

Mergând mai departe:

Ai ghicit … Versiunea 3 este concepută, așa că continuă să citești!

Pasul 7: Fairy Light: versiunea 3 cu două fire de lumini LED

Versiunea 3 folosește curentul suplimentar care a fost deviat (irosit) în rezistorul de 270 ohmi din versiunea 2.

Întrucât vizam 50 mA ca consum total de curent pentru a menține banca medie de energie pornită, putem face o îmbunătățire. Am făcut un test în care am alimentat un șir ușor cu 15 mA și un al doilea șir ușor cu 30 mA și am întrebat-o pe soția mea dacă poate observa diferența. Ea s-a uitat înainte și înapoi de mai multe ori și a indicat că nu prea poate vedea și diferența.

Acest experiment a confirmat că o soluție mai bună ar fi alimentarea a două (2) șiruri de lumină Fairy în paralel și conducerea lor cu 50 mA de curent. Puteți vedea în schema atașată pentru versiunea 3, că tot ce era necesar era să schimbați rezistorul emițătorului R2 la 10 ohmi și să conectați un al doilea șir de lumină în paralel.

Pentru a calcula puterea prin R2 cu legea lui Ohm:

P = E x I

E = 0,5 volți (peste R2)

I = 50 mA (prin R2)

0,5 x 50 = 0,025 wați

Putem folosi în siguranță un rezistor de 10 ohmi 1/4 watt (250 mW) pentru această aplicație.

Imaginea 2 arată circuitul de test atrage 50 mA așa cum a fost calculat.

Am adăugat câteva imagini ale procesului de construcție pentru a arăta direcționarea cablurilor.

Versiunea 3 finalizată și testarea pe banca mea.

Pasul 8: Versiunea 2 și Versiunea 3 - Produsul final

Iată versiunea 2 și versiunea 3 care funcționează pe banca mea.

Notă de închidere:

Aceasta a fost o construcție distractivă, cu iluminare pe care o pot folosi pentru orice anotimp pe tot parcursul anului.

Cea mai bună parte fiind că nu mai trebuie să comand și să aștept bateriile de schimb CR2032!

Vă mulțumim că ați urmat și Happy Building!

Bob D