Varčevanje z baterijo: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Baterije CR2032 so odlične, vendar ne zdržijo tako dolgo, kot bi si želeli pri vožnji nizov LED "Fairy Light".

S praznično sezono sem se odločil spremeniti nekaj 20 svetlobnih nizov, da bi odtekel iz napajalnika USB.

Iskal sem na spletu in ugotovil, da ne bodo vse napajalne kartice USB ostale prižgane s tako majhno porabo energije.

S preizkušanjem in z nekaj ponovitvami sem našel delujočo rešitev, za katero mislim, da jo bodo morda drugi želeli preizkusiti.

Poleg običajnega neprekinjenega delovanja med 60 in 80 urami med polnjenji bo treba kupiti in reciklirati manj baterij CR2032!

Vsekakor sledite temu ali preskočite do konca, če si želite ogledati končno različico …

Najboljše sem hotel prihraniti za konec!

Bob D.

1. korak: Zbiranje potrebnih delov

Potrebujete le nekaj komponent in vse se namestijo namesto dveh baterij CR2032 v škatli za baterije.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB napajalnik (ali podoben) - iz Walmarta ali Amazona

1x 20 LED svetilka - na Amazonu je na voljo veliko vrst

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

1x tranzistor 2N2222A ali 2N4401 - potrdil sem, da obe vrsti dobro delujeta.

2x 1N914A ali 1N4148 diode - potrdil sem, da obe vrsti dobro delujeta.

1x 3, 300 ohm 1/4 vatni upor

1x 16 ohmski ali 2x 33 ohmski 1/4 vatni upor - za različico 1 in 2

1x 10 ohmski upor 1/4 ALI (prednostno 1/2 vata) - različica 3.

1x 270 ohmski upor 1/4 vata - različica 2

1x rešeni priključek in kabel USB A - uporabili bomo rdeči + in črni - kabel ter izolirali belo in zeleno podatkovno žico.

2. korak: potrebna orodja

Spajkalna postaja in spajkanje.

Rezalniki, odstranjevalec žice, kirurška objemka, natančni izvijači.

Termoskrčljive cevi in vir toplote.

Pištola za vroče lepilo in lepilna palica.

Digitalni meter ali dva za testiranje toka, napetosti in upora.

Okrogle in ravne datoteke.

3. korak: Shematski diagram in postavitev delov - različica 1 in 2

Kot večina stvari, ki jih gradim, vedno razmišljam o načinih, da čim več stvari ponovno uporabim. Uživam v dobrem iskanju po Amazonu in navdušenje vsakič, ko pride nova pošiljka … a uporaba delov, ki jih imam pri roki, je odličen občutek.

To je bila ena tistih zgradb, zato sem se odločil za uporabo osnovnega vezja gonilnika LED s konstantnim tokom, o katerem sem pred kratkim izvedel na spletu.

Ključna komponenta, ki določa tok, ki ga oddajajo LED luči, je oddajniški upor. Za poenostavitev razlage bom navedel, da je padec napetosti na oddajnem uporu precej stalen pri 0,5 vdc, zahvaljujoč diodama 1 in 2, priključenima na bazo kot delilnik napetosti.

V različici 1 in različici 2 sem eksperimentiral s 15 mA do 30 mA pogonskim tokom LED na nizu LED.

Potreben je matematični izračun za upor upora oddajnika:

0,5 voltov / 0,015 ampera = 33 ohmov

ali

0,5 voltov / 0,030 amperov = 16 ohmov

V različici 2 je glavna razlika 270 ohmski upor, ki poveča skupni tok tokokroga na nekaj več kot 50 mA, da se nekatere baterije ne izklopijo po približno 30 sekundah.

V različici 3 … bom počakal pozneje, da se pogovorim o tej spremembi.

4. korak: demontaža in priprava

Odstranite 4 vijake, ki držijo pokrov skupaj, postavite baterije na stran in začnimo.

Zavihke moramo upogniti, da ustvarimo več prostora za komponente. Za to nalogo delujejo klešče za igelni nos ali kirurška objemka.

Nato moramo odstraniti povezovalno palico, ki je združila dve bateriji. Obrezal sem plastične gumbe in odtrgal palico, saj ni več potrebna.

Segrejte spajkalno postajo in odstranite stikalo in LED žice na mestih, ki so navedena na sliki.

Opazil sem, da ima anoda + vodilo belo črto za prihodnjo uporabo, LED luči pa sem zaenkrat odložil. Kasneje jih bomo morali znova pritrditi in se prepričati, da so pravilno povezani.

V škatlo z deli sem dodal tudi stikalo in povezovalno palico … nikoli ne veš, kdaj bi lahko bili koristni za drug projekt!

5. korak: Napolnite škatlo za baterije - glejte shemo različice 1 ali različice 2

Tako sem sestavil komponente:

Opomnik: negativna katoda (-) je konec diode s črnim pasom.

-segno priključite D1 in D2 in spajkajte (dodal sem tudi majhen kos prozornega termoskrčljivega).

-zapnite anodni vod D1 in osnovni kabel T1 čim bližje, da še vedno omogočite spajkanje, in ju spajkajte.

-s plosko stranjo T1 obrnjeno navzdol, pozicijsko katodo D2, tako da jo lahko spajkamo na negativno vodilo USB (kjer smo upognili jeziček).

-obrežite katodni kabel do velikosti in spajkajte.

-poiščite 16 -ohmski ali 2x 32 -omski oddajniški upor (e) in spajkajte med oddajnikom T1 in negativnim jezičkom USB -vodila.

-Uporu 3K3 sem dodal majhen košček čistega toplotnega krčenja in ga nato namestil med anodno stikalo T1 Base / D1 in jeziček USB + tirnice. Nato spajkajte na mestu.

-za različico 2 - namestite in spajkajte 270 ohmski upor med tirnicama USB + in USB.

-čas je, da posušite kabel USB in priključite pištolo za lepilo.

-malo boste morali odrezati in vložiti datoteko, da bo kabel USB vstavljen v škatlo za baterije (kjer je bilo prvotno stikalo) … tukaj bodite potrpežljivi.

-z rdečimi in črnimi vodi, jih spajkajte.

-zdaj je čas, da lepilni kabel USB lepite na dno škatle za baterije. Držite žico na mestu, medtem ko se lepilo strdi. Dodajte nekaj kapljic lepila, da preprečite, da bi zeleno -bele podatkovne žice odstranile pot.

-Želela sem, da LED niz štrli v ravni črti nasproti vstopne točke kabla USB. To je pomenilo, da sem moral znova odrezati in vložiti baterijsko škatlo, da se žica namesti na svoje mesto.

-črtasto anodno + LED vodilo in spajkajte na vodilo USB +.

-suho namestite katodo - LED vodnik na zbiralni vod T1. Spajkajte in dodajte kos toplotno skrčenega materiala, da izolirate povezavo.

-Preglejte vse povezave in če je vse v redu, je čas, da ga povežete z napajalnikom.

6. korak: Preskušanje različice 1 in sprememba različice 2

Preskušanje različice 1:

Uporabil sem napajalno banko Hype HW-440-ASST, ki je delovala dosledno (ni se ustavila), medtem ko je napajal niz 20 LED.

Opomba: Izračunani čas delovanja (popolnoma napolnjen) bi bil 4, 400 mAh / 30 mA = 145 ur

Nato sem preizkusil različico 1 z napajalnikom ONN ONA18W102C, ki bi se po 30 sekundah samodejno izklopil.

Ustvarjanje in preskušanje različice 2:

Nato sem na krovu sestavil isto vezje 1 in dodal dodatni 270 ohmski upor na vodila USB + in USB. S tem se je skupni tok tokokroga povečal na 50 mA. ONN ONA18W102C bi nato ostal stalno vklopljen. To je postala različica 2, ki bo delovala za večino bank za napajanje USB.

Izračunani čas delovanja (popolnoma napolnjen) za napajalno enoto ONN ONA18W102C bi bil 3, 350 mAh / 50 mA = 69 ur. To bo ves čas zagotavljalo polno svetlost.

Originalne ocene in misli baterije:

Baterije CR2032 so ocenjene na 3 vdc z zmogljivostjo 240 mAh, spletno mesto pa se ponaša, da bodo ob neprekinjeni uporabi zdržale 72 ur. Notranji upor baterije CR2032 omejuje tok na Fairy Lights, zato v prvotni zasnovi ni omejevalnega upora. Vendar pa vsa spletna mesta, ki jih gledam, kažejo, da se CR2032 ne mara izprazniti pri tako visoki stopnji (približno 30 mA).

Na tej točki zagotovo ne morem potrditi, vendar se spomnim, da so bile luči po treh večerih (trajajo 4 ure) opazno zatemnjene. Ni možnosti, da iz teh baterij dobite "čarovnijo". S testiranjem sem potrdil, da so luči videti zelo dolgočasne, ko baterije dosežejo 2,5 vdc na celico.

Moral bom opraviti nekaj preizkusov v resničnem življenju in pozneje posodobiti to objavo, vendar mislim, da bi morale 3, 350 mAh @ 5 vdc napajalne baterije popolnoma preseči 240 mAh @ 6 vdc (2 bateriji v seriji) CR2032.

Poleg tega je bil tukaj cilj daljši čas delovanja in na koncu se je "porabilo" in recikliralo manj baterij CR2032.

Gremo dlje:

Uganili ste … Različica 3 je zasnovana, zato nadaljujte z branjem!

7. korak: pravljična luč: različica 3 z dvema pramenoma LED luči

Različica 3 uporablja dodatni tok, ki je bil preusmerjen (zapravljen) v upor 270 ohmov v različici 2.

Ker smo kot skupni tok porabe ciljali na 50 mA, da ohranimo povprečno napajanje vklopljeno, lahko naredimo napredek. Naredil sem test, kjer sem napajal svetlobno vrvico s 15 mA, in drugo svetlobno vrvico s 30 mA in vprašal ženo, ali lahko opazi razliko. Večkrat se je ozrla naprej in nazaj in pokazala, da v resnici ne vidi in ne vidi razlike.

Ta poskus je potrdil, da bi bila boljša rešitev paralelno napajanje dveh (2) nizov vile svetlobe in jih poganjal s 50 mA toka. Na priloženi shemi za različico 3 lahko vidite, da je bilo potrebno le spremeniti oddajniški upor R2 na 10 ohmov in vzporedno povezati 2. svetlobni niz.

Za izračun moči skozi R2 z Ohmovim zakonom:

P = E x I

E = 0,5 voltov (čez R2)

I = 50 mA (skozi R2)

0,5 x 50 = 0,025 vatov

Za to aplikacijo lahko varno uporabimo 10 ohmski 1/4 vatni (250 mW) upor.

Slika 2 prikazuje preskusno vezje 50 mA, kot je izračunano.

Dodal sem nekaj slik postopka izdelave, ki prikazuje kabelsko napeljavo.

Različica 3 je končana in se preizkuša na moji klopi.

8. korak: različica 2 in različica 3 - končni izdelek

Na moji klopi delujeta različici 2 in 3.

Zaključna beseda:

To je bila zabavna zgradba z razsvetljavo, ki jo lahko uporabljam za vse letne čase.

Najboljši del je, da mi ni več treba naročiti in čakati na nadomestne baterije CR2032!

Hvala, ker ste nas spremljali, in Happy Building!

Bob D