Fairy Light Pil Tasarrufu: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

CR2032 piller harikadır, ancak LED "Peri Işığı" dizilerini sürerken istediğimiz kadar uzun süre dayanmazlar.

Buradaki Tatil Sezonu ile, bir USB güç bankasından kaçmak için birkaç 20 ışık dizisini değiştirmeye karar verdim.

İnternette arama yaptım ve tüm USB güç bankalarının bu kadar küçük bir akım çekişiyle açık kalmayacağını gördüm.

Testler ve birkaç yinelemeyle, başkalarının denemek isteyebileceğini düşündüğüm, çalışan bir çözüm buldum.

Şarjlar arasında 60 ila 80 saatlik tipik sürekli çalışma süresinin yanı sıra, daha az CR2032 pilin satın alınması ve geri dönüştürülmesi gerekecek!

Lütfen bunu takip ettiğinizden emin olun veya son halini görmek için sona atlayın…

En iyisini sona saklamak istedim!

Bob D.

Adım 1: Gerekli Parçaların Toplanması

Yalnızca birkaç bileşen gereklidir ve bunların tümü pil kutusundaki iki CR2032 pilin yerine sığar.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB güç bankası (veya benzeri) - Walmart veya Amazon'dan

1x 20 LED ışık dizisi - Amazon'da birçok tür mevcuttur

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

1x 2N2222A veya 2N4401 transistör - Her iki tipin de iyi çalıştığını onayladım.

2x 1N914A veya 1N4148 diyot - Her iki tipin de iyi çalıştığını onayladım.

1x 3, 300 ohm 1/4 watt direnç

1x 16 ohm veya 2x 33 ohm 1/4 watt direnç - Versiyon 1 ve 2 için

1x 10 ohm 1/4 VEYA (1/2 watt tercih edilir) direnç - Sürüm 3.

1x 270 ohm 1/4 watt direnç - sürüm 2

1 adet kurtarılmış USB A konektörü ve kablosu - Kırmızı + ve Siyah - uçları kullanacağız ve beyaz ve yeşil veri kablolarını yalıtacağız.

2. Adım: Gerekli Araçlar

Lehimleme istasyonu ve lehim.

Kesiciler, tel sıyırıcı, cerrahi kelepçe, hassas tornavidalar.

Isıyla daralan makaron ve ısı kaynağı.

Sıcak tutkal tabancası ve tutkal çubuğu.

Akım, voltaj ve direnç testi için dijital metre veya iki.

Dosyalar yuvarlak ve düz.

Adım 3: Şematik Diyagram ve Parça Düzeni - Sürüm 1 ve 2

İnşa ettiğim çoğu şey gibi, her zaman olabildiğince çok şeyi yeniden kullanmanın yollarını düşünüyorum. Amazon'da iyi bir arama yapmaktan zevk alıyorum ve yeni bir paket geldiğinde heyecan duyuyorum… ama elimdeki parçaları kullanmak harika bir duygu.

Bu, o yapılardan biriydi, bu yüzden yakın zamanda çevrimiçi olarak öğrendiğim temel bir sabit akım LED sürücü devresini kullanmaya karar verdim.

LED ışıklara iletilen akımı belirleyen anahtar bileşen, emitör direncidir. Buradaki açıklamayı basitleştirmek için, tabana voltaj bölücü olarak bağlanan diyot 1 ve 2 sayesinde emiter direnci üzerindeki voltaj düşüşünün 0,5 vdc'de oldukça sabit olduğunu belirteceğim.

Versiyon 1 ve Versiyon 2'de, LED dizisine 15 mA ila 30 mA arasında bir LED sürücü akımı ile deneyler yaptım.

Yayıcı direnç direnci için gerekli matematik hesaplaması:

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

veya

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

Sürüm 2'de ana fark, bazı pil gruplarının yaklaşık 30 saniye sonra kapanmasını önlemek için toplam devre akımı çekişini 50 mA'nın biraz üzerine çıkarmak için eklenen 270 ohm'luk dirençtir.

Sürüm 3'te…Bu değişiklik hakkında konuşmak için daha sonraya kadar bekleyeceğim.

Adım 4: Sökme ve Hazırlık

Kapağı bir arada tutan 4 vidayı sökün, pilleri bir kenara koyun ve başlayalım.

Bileşenler için daha fazla alan yaratmak için sekmeleri bükmemiz gerekiyor. Bu görev için iğne burunlu pense veya cerrahi kelepçe çalışır.

Ardından, iki pili birleştiren bağlantı çubuğunu çıkarmamız gerekiyor. Plastik çıkıntıları kestim ve artık gerekmediğinden çubuğu çıkardım.

Lehimleme istasyonunu ısıtın ve resimde belirtilen noktalarda anahtarı ve LED kablolarını çıkarın.

Anot + ucunun ileride başvurmak üzere beyaz bir şeride sahip olduğunu not ettim ve LED ışıkları şimdilik bir kenara koydum. Bunları daha sonra yeniden takmamız ve doğru şekilde bağlandıklarından emin olmamız gerekecek.

Anahtarı ve bağlantı çubuğunu da parça kutuma ekledim… başka bir proje için ne zaman faydalı olabileceklerini asla bilemezsiniz!

Adım 5: Pil Kutusunun Doldurulması - Versiyon 1 veya Versiyon 2 Şemasına bakın

Bileşenleri şu şekilde bir araya getirdim:

Hatırlatma: katot negatif (-), siyah bantlı diyotun sonudur.

-D1 ve D2'yi seri olarak birleştirin ve lehimleyin (küçük bir parça şeffaf ısıyla daralan makaron da ekledim).

- D1'in anot ucunu ve T1'in taban ucunu, hala bir lehim bağlantısına izin vermek için mümkün olduğunca yakın bir şekilde klipsleyin ve lehimleyin.

-T1 düz tarafı aşağı bakacak şekilde, D2'nin katotunu negatif USB - rayına (tırnağı büktüğümüz yer) lehimlenebilecek şekilde konumlandırın.

- katot ucunu boyuta göre kesin ve lehimleyin.

-gerekli 16 ohm veya 2x 32 ohm emitör direnç(ler)ini ve T1 emitör kablosu ile negatif USB rayı sekmesi arasına lehimi bulun.

-3K3 direncine küçük bir parça şeffaf ısı büzüşmeli ekledim ve ardından T1 Base / D1 anot bağlantısı ile USB + ray sekmesi arasına yerleştirdim. Ardından yerinde lehimleyin.

- Versiyon 2 için - 270 ohm'luk direnci USB + ve USB - rayları arasına yerleştirin ve lehimleyin.

-şimdi USB kablosunu kurutun ve tutkal tabancasını takın.

-USB kablosunun pil kutusuna (anahtarın orijinal olarak bulunduğu yere) girmesine izin vermek için biraz kesmeniz ve dosyalamanız gerekecek… burada sabırlı olun.

-Kırmızı ve siyah kablolar yönlendirilerek, yerlerine lehimleyin.

-Şimdi USB kablosunu pil kutusunun tabanına sıcak tutkalla yapıştırmanın zamanı geldi. Tutkal sertleşirken teli yerinde tutun. Siz oradayken yeşil ve beyaz veri kablolarını yoldan uzak tutmak için birkaç damla tutkal ekleyin.

-LED dizisinin USB kablosu giriş noktasının karşısında düz bir çizgide çıkmasını istedim. Bu, pil kutusunu kabloyu yerine oturtmak için tekrar kesmem ve dosyalamam gerektiği anlamına geliyordu.

-çizgili Anot + LED kablosunu ve lehimi USB + rayına kurutun.

- Katot - LED kablosunu T1 kollektör kablosuna kuru olarak takın. Lehimleyin ve bağlantıyı yalıtmak için bir parça ısıyla daralan makaron ekleyin.

-Bütün bağlantıları kontrol edin ve her şey yolunda görünüyorsa, onu güç bankasına bağlamanın zamanı gelmiştir.

Adım 6: Versiyon 1 Testi ve Versiyon 2 Modifikasyonu

Sürüm 1 Testi:

20 LED dizisine güç verirken sürekli çalışan (kapanmayan) bir Hype HW-440-ASST güç bankası kullandım.

Not: Hesaplanan çalışma süresi (tam şarjlı) 4.400 mAh / 30 mA = 145 saat olacaktır.

Daha sonra Sürüm 1'i 30 saniye sonra otomatik olarak kapanan ONN ONA18W102C güç bankasıyla test ettim.

Sürüm 2 Oluşturma ve Test Etme:

Daha sonra aynı Sürüm 1 devresini bir breadboard üzerinde bir araya getirdim ve USB + ve USB - raylarına ek 270 ohm direnç ekledim. Bu, toplam devre akımı çekişini 50 mA'ya yükseltti. ONN ONA18W102C daha sonra sürekli olarak açık kalacaktır. Bu, çoğu USB güç bankası için çalışacak olan Sürüm 2 oldu.

ONN ONA18W102C güç bankası için hesaplanan çalışma süresi (tam şarjlı) 3, 350 mAh / 50 mA = 69 saat olacaktır. Bu, tüm bu süre boyunca tam parlaklıkta teslim edecektir.

Orijinal pil değerleri ve düşünceleri:

CR2032 piller, 240 mAh kapasiteli 3 vdc olarak derecelendirilmiştir ve site, sürekli kullanımda 72 saat dayanacağını iddia etmektedir. CR2032 pilin iç direnci, Peri Işıklarına giden akımı sınırlar ve bu nedenle orijinal tasarımda sınırlayıcı direnç yoktur. Ancak, baktığım tüm siteler, CR2032'nin bu kadar yüksek (30 mA) bir oranda boşalmayı sevmediğini gösteriyor.

Bu noktada kesin olarak teyit edemiyorum, ancak 3 akşamdan (4 saatlik süre) sonra ışıkların belirgin şekilde söndüğünü hatırlıyorum. Bu pillerden "büyü" elde etmenin hiçbir yolu yok. Piller hücre başına 2,5 vdc'ye ulaştığında ışıkların çok donuk göründüğünü test ederek onayladım.

Bazı gerçek yaşam testleri yapmam ve bu yazıyı daha sonraki bir tarihte güncellemem gerekecek, ancak 3, 350 mAh @ 5 vdc güç bankalarının 240 mAh @ 6 vdc (seri olarak 2 pil) CR2032'den tamamen daha iyi performans göstermesi gerektiğini düşünüyorum.

Ayrıca, buradaki amaç daha uzun bir çalışma süresi ve sonuçta daha az CR2032 pilin "tüketilmesi" ve geri dönüştürülmesiydi.

Daha Uzaklara Gitmek:

Tahmin ettiniz…Sürüm 3 tasarlandı, bu yüzden okumaya devam edin!

Adım 7: Peri Işığı: İki Şeritli LED Işıklı Sürüm 3

Versiyon 3, Versiyon 2'deki 270 ohm rezistöre yönlendirilen (boşa harcanan) ek akımı kullanır.

Ortalama güç bankasını açık tutmak için toplam akım çekişi olarak 50 mA'yı hedeflediğimizden, bir iyileştirme yapabiliriz. 15 mA'lık bir ışık dizisine ve 30 mA'lık bir 2. ışık dizisine güç verdiğim bir test yaptım ve karıma farkı fark edip edemediğini sordum. Birkaç kez ileri geri baktı ve gerçekten göremediğini ve ayırt edemediğini belirtti.

Bu deney, daha iyi bir çözümün iki (2) Peri ışık dizisine paralel olarak güç vermek ve bunları 50 mA akımla sürmek olduğunu doğruladı. Versiyon 3 için ekteki şemada, gereken tek şeyin R2 emitör direncini 10 ohm'a değiştirmek ve bir 2. ışık dizisini paralel olarak bağlamak olduğunu görebilirsiniz.

Ohm Yasası ile R2 üzerinden gücü hesaplamak için:

P = E x ben

E = 0,5 volt (R2 üzerinden)

I = 50 mA (R2 aracılığıyla)

0,5 x 50 = 0,025 watt

Bu uygulama için 10 ohm 1/4 watt (250 mW) rezistörü güvenle kullanabiliriz.

Resim 2, test devresinin hesaplandığı şekilde 50 mA çektiğini göstermektedir.

Kablo yönlendirmesini göstermek için derleme işleminin birkaç resmini ekledim.

Sürüm 3 tamamlandı ve tezgahımda test edildi.

Adım 8: Sürüm 2 ve Sürüm 3 - Nihai Ürün

İşte benim tezgahımda Sürüm 2 ve Sürüm 3 çalışıyor.

Kapanış notu:

Bu, yıl boyunca herhangi bir mevsim için kullanabileceğim aydınlatma ile eğlenceli bir yapıydı.

En iyi yanı, artık CR2032 yedek pilleri sipariş etmek ve beklemek zorunda kalmamam!

Takip ettiğiniz için teşekkürler ve Mutlu Bina!

Bob D