Penjimat Bateri Fairy Light: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Baterai CR2032 hebat, tetapi tidak tahan lama seperti yang kita mahukan semasa mengemudi tali "Fairy Light" LED.

Dengan Musim Percutian di sini, saya memutuskan untuk mengubah beberapa rentetan cahaya untuk menjalankan power bank USB.

Saya membuat carian dalam talian dan mendapati bahawa tidak semua bank kuasa USB akan terus dihidupkan dengan tarikan semasa yang sedikit.

Melalui pengujian dan dengan beberapa iterasi, saya menemui jalan penyelesaian yang saya rasa mungkin ingin dicuba oleh orang lain.

Selain jangka masa berterusan yang berterusan antara 60 hingga 80 jam antara cas, bateri CR2032 lebih sedikit perlu dibeli dan dikitar semula!

Pastikan untuk mengikuti ini, atau lompat ke akhir untuk melihat versi terakhir…

Saya mahu menyimpan yang terbaik untuk yang terakhir!

Bob D.

Langkah 1: Mengumpulkan Bahagian yang Diperlukan

Hanya beberapa komponen yang diperlukan, dan semuanya akan sesuai dengan dua bateri CR2032 di dalam kotak bateri.

1x3, 350 mA - 4, 440 mA power bank USB (atau serupa) - dari Walmart atau Amazon

Tali cahaya LED 1x 20 - banyak jenis terdapat di Amazon

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

Transistor 1x 2N2222A atau 2N4401 - Saya mengesahkan kedua-dua jenis berfungsi dengan baik.

2x 1N914A atau 1N4148 dioda - Saya mengesahkan kedua-dua jenis berfungsi dengan baik.

Perintang 1x3, 300 ohm 1/4 watt

Perintang 1x 16 ohm atau 2x 33 ohm 1/4 watt - untuk Versi 1 dan 2

Perintang 1x 10 ohm 1/4 ATAU (1/2 watt disukai) - Versi 3.

Perintang 1x 270 ohm 1/4 watt - versi 2

1x penyambung dan kabel USB A yang selamat - kami akan menggunakan petunjuk + Merah dan Hitam, dan melindungi kabel data putih dan hijau.

Langkah 2: Alat Diperlukan

Stesen pematerian dan pateri.

Pemotong, pengikat wayar, pengapit pembedahan, pemutar skru tepat.

Tiub menyusut haba dan sumber haba.

Pistol gam panas dan gam pelekat.

Meter digital atau dua untuk ujian arus, voltan dan rintangan.

Fail bulat dan rata.

Langkah 3: Gambarajah Skematik dan Susun atur Bahagian - Versi 1 dan 2

Seperti kebanyakan perkara yang saya bina, saya selalu memikirkan cara untuk menggunakan semula sebanyak mungkin perkara yang saya dapat. Saya menikmati carian yang baik di Amazon, dan kegembiraan setiap kali bungkusan baru tiba … tetapi menggunakan bahagian yang saya ada adalah perasaan yang luar biasa.

Ini adalah salah satu binaan tersebut, jadi saya memutuskan untuk menggunakan litar pemacu LED arus tetap asas yang baru saya pelajari mengenai dalam talian.

Komponen utama yang menentukan arus yang dihantar ke lampu LED adalah perintang pemancar. Untuk mempermudah penjelasannya di sini, saya akan menyatakan bahawa penurunan voltan melintang perintang pemancar agak tetap pada 0.5 vdc berkat dioda 1 dan 2 yang disambungkan ke pangkalan sebagai pembahagi voltan.

Dalam Versi 1 dan Versi 2, saya bereksperimen dengan arus pemacu LED 15 mA hingga 30 mA ke rentetan LED.

Pengiraan matematik untuk perintang perintang pemancar diperlukan:

0,5 volt / 0,015 amp = 33 ohm

atau

0,5 volt / 0,030 amp = 16 ohm

Dalam Versi 2 perbezaan utama adalah perintang 270 ohm yang ditambahkan untuk meningkatkan jumlah arus arus litar menjadi lebih dari 50 mA untuk mengelakkan beberapa bateri bateri mati selepas kira-kira 30 saat.

Dalam Versi 3 … Saya akan menunggu sehingga kemudian untuk membincangkan pengubahsuaian ini.

Langkah 4: Pembongkaran dan Penyediaan

Tanggalkan 4 skru yang menahan penutup bersama, ketepikan bateri dan mari kita mulakan.

Kita perlu membengkokkan tab untuk mewujudkan lebih banyak ruang untuk komponen. Tang hidung jarum atau penjepit pembedahan berfungsi untuk tugas ini.

Seterusnya kita perlu melepaskan bar penghubung yang bergabung dengan dua bateri. Saya memotong nub plastik, dan membuka bar kerana tidak diperlukan lagi.

Panaskan stesen pematerian, dan lepaskan suis dan wayar LED pada titik yang dinyatakan dalam gambar.

Saya perhatikan bahawa timbal anode + mempunyai jalur putih untuk rujukan masa depan, dan letakkan lampu LED untuk sementara waktu. Kami perlu melampirkannya kemudian, dan memastikannya disambungkan dengan betul.

Saya juga menambah suis dan bar penghubung ke kotak alat ganti saya … anda tidak pernah tahu bila ia mungkin berguna untuk projek lain!

Langkah 5: Mengisi Kotak Bateri - Rujuk Skema Versi 1 atau Versi 2

Inilah cara saya mengumpulkan komponen:

Peringatan: katod negatif (-) adalah akhir diod dengan jalur hitam.

-sertai D1 dan D2 secara bersiri dan solder (saya menambah sekeping haba yang jelas juga menyusut).

-kepit plumbum anod D1 dan plumbum dasar T1 sedekat mungkin untuk masih membenarkan sambungan pateri, dan pateri.

-dengan T1 sisi rata menghadap ke bawah, katod kedudukan D2 sehingga dapat disolder ke rel USB-negatif (di mana kita membengkokkan tab).

-trimkan katod ke ukuran, dan pateri.

-tentukan perintang pemancar 16 ohm atau 2x 32 ohm yang diperlukan, dan pateri antara plumbum pemancar T1 dan tab rel - USB negatif.

-Saya menambahkan sekeping kecil haba yang mengecil ke perintang 3K3, dan kemudian memasangnya di antara simpang anod T1 Base / D1 dan tab rel + USB. Kemudian pateri di tempat.

-untuk Versi 2 - pasangkan dan pateri di tempatkan perintang 270 ohm antara rel USB + dan USB -.

-ini masanya untuk mengeringkan kabel USB, dan pasangkan pistol gam.

-Anda harus memotong dan memfailkan sedikit untuk membiarkan kabel USB masuk ke dalam kotak bateri (di mana suisnya berada pada asalnya) … bersabarlah di sini.

-dengan petunjuk merah dan hitam dihalakan, pateri di tempatnya.

-sekarang adalah masa untuk melekatkan panas kabel USB ke dasar kotak bateri. Pegang wayar di tempat semasa gam mengeras. Tambahkan beberapa tetes gam untuk menahan wayar data hijau dan putih semasa anda berada di sana.

-Saya mahu tali LED menonjol dalam garis lurus bertentangan dengan titik masuk kabel USB. Ini bermaksud saya harus sekali lagi memotong dan memasukkan kotak bateri agar sesuai dengan wayar di tempatnya.

-keringkan pasangkan plumbum dan pateri LED Anode + LED yang bergaris ke rel USB +.

-mengeringkan katod - plumbum LED ke plumbum pengumpul T1. Pateri, dan tambahkan sekeping haba menyusut untuk melindungi sambungan.

-Periksa semua sambungan, dan jika semuanya kelihatan baik sudah waktunya untuk menghubungkannya ke power bank.

Langkah 6: Ujian Versi 1 dan Pengubahsuaian Versi 2

Ujian Versi 1:

Saya menggunakan power bank Hype HW-440-ASST yang berfungsi secara konsisten (tidak dimatikan) semasa menghidupkan rentetan 20 LED.

Catatan: Masa larian yang dikira (dicas sepenuhnya) ialah 4, 400 mAh / 30 mA = 145 jam

Saya kemudian menguji Versi 1 dengan power bank ONN ONA18W102C, yang akan ditutup secara automatik selepas 30 saat.

Versi 2 Penciptaan dan Pengujian:

Saya kemudian mengumpulkan litar Versi 1 yang sama di papan roti, dan menambahkan perintang 270 ohm tambahan ke rel USB + dan USB. Ini meningkatkan jumlah arus arus litar menjadi 50 mA. ONN ONA18W102C kemudian akan terus dihidupkan secara konsisten. Ini menjadi Versi 2 yang akan berfungsi untuk kebanyakan bank kuasa USB.

Masa larian yang dikira (dicas sepenuhnya) untuk bank kuasa ONN ONA18W102C adalah 3, 350 mAh / 50 mA = 69 jam. Ini akan memberikan kecerahan penuh sepanjang masa ini.

Penilaian dan pemikiran bateri asal:

Baterai CR2032 dinilai pada 3 vdc dengan kapasitas 240 mAh, dan laman web ini membanggakan bahawa ia akan bertahan 72 jam dengan penggunaan berterusan. Rintangan dalaman bateri CR2032 menghadkan arus ke Fairy Lights, dan itulah sebabnya tidak ada perintang yang membatasi dalam reka bentuk asalnya. Walau bagaimanapun, semua laman web yang saya lihat menunjukkan bahawa CR2032 tidak suka melepaskan pada kadar yang tinggi (30 mA).

Saya tidak dapat memastikan dengan pasti pada masa ini, tetapi saya ingat lampu kelihatan lebih malap selepas 3 petang (berdurasi 4 jam). Tidak mungkin anda mengeluarkan "sihir" dari bateri ini. Saya mengesahkan melalui ujian bahawa lampu kelihatan sangat suram ketika bateri mencecah 2.5 vdc per sel.

Saya perlu melakukan ujian kehidupan sebenar dan mengemas kini catatan ini di kemudian hari, tetapi saya berpendapat bahawa bank kuasa 3, 350 mAh @ 5 vdc semestinya melebihi CR2032 240 mAh @ 6 vdc (2 bateri dalam siri).

Selain itu, tujuannya adalah jangka masa yang lebih lama, dan akhirnya bateri CR2032 yang lebih sedikit "habis" dan dikitar semula.

Melangkah Lebih jauh:

Anda dapat meneka … Versi 3 difahami, jadi teruskan membaca!

Langkah 7: Fairy Light: Versi 3 Dengan Dua helai Lampu LED

Versi 3 menggunakan arus tambahan yang dialihkan (terbuang) ke perintang 270 ohm dalam Versi 2.

Oleh kerana kami mensasarkan 50 mA sebagai jumlah tarikan semasa untuk memastikan bank kuasa purata dihidupkan, kami dapat membuat peningkatan. Saya melakukan ujian di mana saya menghidupkan tali cahaya dengan 15 mA, dan tali cahaya ke-2 dengan 30 mA dan bertanya kepada isteri saya jika dia dapat melihat perbezaannya. Dia melihat berulang-ulang kali, dan menunjukkan bahawa dia tidak dapat melihat dan membezakan.

Percubaan ini mengesahkan penyelesaian yang lebih baik adalah dengan mengaktifkan dua (2) tali cahaya peri secara selari, dan mendorongnya dengan arus 50 mA. Anda dapat melihat dalam skema terlampir untuk Versi 3, bahawa semua yang diperlukan adalah menukar perintang pemancar R2 menjadi 10 ohm, dan menyambung tali cahaya ke-2 secara selari.

Untuk mengira daya melalui R2 dengan Hukum Ohm:

P = E x I

E = 0.5 volt (merentasi R2)

I = 50 mA (hingga R2)

0,5 x 50 = 0,025 watt

Kita boleh menggunakan perintang 10 ohm 1/4 watt (250 mW) dengan selamat untuk aplikasi ini.

Gambar 2 menunjukkan litar ujian menarik 50 mA seperti yang dikira.

Saya menambahkan beberapa gambar proses membina untuk menunjukkan penghalaan kabel.

Versi 3 selesai dan ujian di bangku simpanan saya.

Langkah 8: Versi 2 dan Versi 3 - Produk Akhir

Berikut adalah Versi 2 dan Versi 3 yang beroperasi di bangku simpanan saya.

Nota penutup:

Ini adalah binaan yang menyeronokkan, dengan pencahayaan yang dapat saya gunakan untuk setiap musim sepanjang tahun.

Sebaiknya saya tidak perlu memesan dan menunggu bateri pengganti CR2032 lagi!

Terima kasih kerana mengikuti, dan Selamat Membina!

Bob D