Trình tiết kiệm pin Fairy Light: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Pin CR2032 rất tốt, nhưng chúng không sử dụng được lâu như chúng ta mong muốn khi điều khiển dây LED "Fairy Light".

Với Mùa lễ ở đây, tôi đã quyết định sửa đổi một vài 20 dây đèn để chạy khỏi ổ cắm USB.

Tôi đã tìm kiếm trực tuyến và nhận thấy rằng không phải tất cả các ổ cắm USB sẽ vẫn được cấp nguồn với dòng điện nhỏ như vậy.

Thông qua thử nghiệm và với một vài lần lặp lại, tôi đã tìm thấy một giải pháp hiệu quả mà tôi nghĩ những người khác có thể muốn thử.

Bên cạnh thời gian chạy liên tục thông thường từ 60 đến 80 giờ giữa các lần sạc, sẽ cần mua và tái chế ít pin CR2032 hơn!

Hãy chắc chắn làm theo điều này cho đến hết hoặc bỏ qua phần cuối để xem phiên bản cuối cùng…

Tôi muốn để dành những gì tốt nhất cho cuối cùng!

Bob D.

Bước 1: Thu thập các bộ phận cần thiết

Chỉ một số thành phần được yêu cầu và tất cả chúng sẽ phù hợp với hai viên pin CR2032 trong hộp pin.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB dự phòng (hoặc tương tự) - từ Walmart hoặc Amazon

Chuỗi đèn LED 1x 20 - nhiều loại có sẵn trên Amazon

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

1x bóng bán dẫn 2N2222A hoặc 2N4401 - Tôi xác nhận cả hai loại đều hoạt động tốt.

Điốt 2x 1N914A hoặc 1N4148 - Tôi xác nhận cả hai loại đều hoạt động tốt.

Điện trở 1x 3, 300 ohm 1/4 watt

1x 16 ohm hoặc 2x 33 ohm 1/4 watt điện trở - cho Phiên bản 1 và 2

Điện trở 1x 10 ohm 1/4 HOẶC (ưu tiên 1/2 watt) - Phiên bản 3.

Điện trở 1x 270 ohm 1/4 watt - phiên bản 2

1 đầu nối và cáp USB A tận dụng được - chúng tôi sẽ sử dụng các dây dẫn Màu đỏ + và Đen, đồng thời cách điện các dây dữ liệu màu trắng và xanh lá cây.

Bước 2: Công cụ cần thiết

Trạm hàn và vật hàn.

Máy cắt, tuốt dây, kẹp phẫu thuật, tua vít chính xác.

Ống co nhiệt và nguồn nhiệt.

Súng bắn keo nóng và keo dính.

Một hoặc hai đồng hồ đo kỹ thuật số để kiểm tra dòng điện, điện áp và điện trở.

Dũa tròn và phẳng.

Bước 3: Sơ đồ giản đồ và bố cục bộ phận - Phiên bản 1 và 2

Giống như hầu hết những thứ tôi xây dựng, tôi luôn nghĩ cách để tái sử dụng nhiều thứ nhất có thể. Tôi thích tìm kiếm tốt trên Amazon, và sự phấn khích bất cứ khi nào một bưu kiện mới đến… nhưng sử dụng các bộ phận mà tôi có trong tay là một cảm giác tuyệt vời.

Đây là một trong những cách xây dựng đó, vì vậy tôi quyết định sử dụng mạch điều khiển LED dòng điện không đổi cơ bản mà tôi đã tìm hiểu trên mạng gần đây.

Thành phần quan trọng quyết định dòng điện cung cấp cho đèn LED là điện trở phát. Để đơn giản hóa giải thích ở đây, tôi sẽ nói rằng điện áp rơi trên điện trở phát khá ổn định ở mức 0,5 vdc nhờ điốt 1 và 2 được kết nối với đế làm bộ chia điện áp.

Trong Phiên bản 1 và Phiên bản 2, tôi đã thử nghiệm với dòng ổ đĩa LED 15 mA đến 30 mA cho chuỗi LED.

Phép tính toán học cho điện trở bộ phát điện trở yêu cầu:

0,5 vôn / 0,015 amps = 33 ôm

hoặc

0,5 vôn / 0,030 amps = 16 ôm

Trong phiên bản 2, sự khác biệt chính là điện trở 270 ohm được thêm vào để tăng tổng dòng điện mạch lên chỉ hơn 50 mA để giữ cho một số ngân hàng pin không tắt sau khoảng 30 giây.

Trong Phiên bản 3… Tôi sẽ đợi cho đến sau này để nói về sửa đổi này.

Bước 4: Tháo lắp và chuẩn bị

Tháo 4 con vít giữ nắp với nhau, đặt pin sang một bên và bắt đầu.

Chúng ta cần uốn cong các tab để tạo thêm không gian cho các thành phần. Kìm mũi kim hoặc một chiếc kẹp phẫu thuật hoạt động cho nhiệm vụ này.

Tiếp theo chúng ta cần tháo thanh kết nối đã ghép hai viên pin. Tôi đã cắt bỏ các ống nhựa và mở thanh ra vì nó không còn cần thiết nữa.

Làm nóng trạm hàn, đồng thời tháo công tắc và dây LED tại các điểm được lưu ý trong hình.

Tôi lưu ý rằng cực dương + chì có một sọc trắng để tham khảo trong tương lai và đặt đèn LED sang một bên ngay bây giờ. Chúng tôi sẽ cần gắn lại chúng sau và đảm bảo chúng được kết nối chính xác.

Tôi cũng đã thêm công tắc và thanh kết nối vào hộp linh kiện của mình… bạn không bao giờ biết khi nào chúng có thể hữu ích cho một dự án khác!

Bước 5: Điền vào Hộp pin - Tham khảo Sơ đồ phiên bản 1 hoặc phiên bản 2

Đây là cách tôi lắp ráp các thành phần:

Nhắc nhở: cực âm (-) là phần cuối của diode có dải màu đen.

-Gắn D1 và D2 nối tiếp và hàn (tôi đã thêm một miếng co nhiệt nhỏ trong suốt nữa).

-kéo dây dẫn cực dương của D1 và dây dẫn cơ sở của T1 càng gần càng tốt để vẫn cho phép kết nối hàn và hàn chúng.

-với mặt phẳng T1 úp xuống, định vị cực âm của D2 để có thể hàn vào cực âm - thanh ray USB (nơi ta bẻ cong mấu).

-trim cực âm dẫn đến kích thước, và hàn.

- định vị (các) điện trở bộ phát 16 ohm hoặc 2x 32 ohm cần thiết và hàn giữa dây dẫn bộ phát T1 và tab âm thanh ray USB.

-Tôi đã thêm một miếng co nhiệt rõ ràng nhỏ vào điện trở 3K3, sau đó lắp nó vào giữa điểm nối cực dương T1 Base / D1 và tab USB + thanh ray. Sau đó hàn tại chỗ.

-cho Phiên bản 2 - lắp và hàn vào vị trí điện trở 270 ohm giữa USB + và đường ray USB.

- Bây giờ là lúc để khô lắp cáp USB, và cắm súng bắn keo vào.

-bạn sẽ phải cắt và dũa một chút để cho cáp USB vào hộp pin (nơi đặt công tắc ban đầu)… hãy kiên nhẫn ở đây.

-với các dây dẫn màu đỏ và đen được định tuyến, hàn chúng tại chỗ.

-Bây giờ là lúc nóng chảy keo gắn cáp USB vào đế hộp pin. Giữ dây tại chỗ trong khi keo cứng lại. Thêm một vài giọt keo để giữ các dây dữ liệu màu xanh lá cây và màu trắng không bị vướng khi bạn đang ở đó.

-Tôi muốn chuỗi đèn LED nhô ra theo đường thẳng đối diện với điểm vào cáp USB. Điều này có nghĩa là tôi phải cắt lại và giũa hộp pin để lắp dây vào đúng vị trí.

-khử phù hợp với Anode sọc + chì LED và hàn vào đường sắt + USB.

-thử phù hợp với Cathode - dây dẫn LED với dây dẫn bộ thu T1. Hàn, và thêm một miếng co nhiệt để cách nhiệt kết nối.

- Đảm bảo tất cả các kết nối, và nếu tất cả đều ổn thì đã đến lúc kết nối nó với pin sạc dự phòng.

Bước 6: Kiểm tra phiên bản 1 và sửa đổi phiên bản 2

Thử nghiệm phiên bản 1:

Tôi đã sử dụng một bộ dự trữ năng lượng Hype HW-440-ASST hoạt động ổn định (không tắt) trong khi cấp nguồn cho chuỗi 20 đèn LED.

Lưu ý: Thời gian chạy được tính toán (sạc đầy) sẽ là 4, 400 mAh / 30 mA = 145 giờ

Sau đó, tôi đã thử nghiệm Phiên bản 1 với pin dự phòng ONN ONA18W102C, sẽ tự động tắt sau 30 giây.

Tạo và thử nghiệm phiên bản 2:

Sau đó, tôi kết hợp cùng một mạch Phiên bản 1 trên một breadboard và thêm điện trở 270 ohm bổ sung vào đường ray USB + và USB. Điều này làm tăng tổng dòng điện của mạch lên 50 mA. ONN ONA18W102C sau đó sẽ vẫn được bật nguồn liên tục. Đây đã trở thành Phiên bản 2 sẽ hoạt động cho hầu hết các ổ cắm USB.

Thời gian chạy được tính toán (được sạc đầy) cho pin dự phòng ONN ONA18W102C sẽ là 3, 350 mAh / 50 mA = 69 giờ. Điều này sẽ cung cấp độ sáng tối đa trong toàn bộ thời gian này.

Xếp hạng và suy nghĩ về pin ban đầu:

Pin CR2032 được đánh giá ở mức 3 vdc với dung lượng 240 mAh và trang web này tự hào rằng chúng sẽ kéo dài 72 giờ khi sử dụng liên tục. Điện trở bên trong của pin CR2032 giới hạn dòng điện cho Fairy Lights, và đó là lý do tại sao không có điện trở giới hạn trong thiết kế ban đầu. Tuy nhiên, tất cả các trang web mà tôi xem đều chỉ ra rằng CR2032 không thích xả ở tốc độ cao như vậy (30 hoặc hơn mA).

Tôi không thể xác nhận chắc chắn vào thời điểm này, nhưng tôi nhớ lại đèn trông mờ đi đáng kể sau 3 buổi tối (trong khoảng thời gian 4 giờ). Không có cách nào mà bạn đang nhận được "ma thuật" từ những viên pin này. Tôi đã xác nhận thông qua thử nghiệm rằng đèn trông rất buồn tẻ khi pin đạt 2,5 vdc mỗi cell.

Tôi sẽ phải thực hiện một số thử nghiệm thực tế và cập nhật bài đăng này vào một ngày sau đó, nhưng tôi nghĩ rằng pin dự phòng 3, 350 mAh @ 5 vdc sẽ hoàn toàn tốt hơn so với 240 mAh @ 6 vdc (2 pin trong loạt) CR2032.

Bên cạnh đó, mục tiêu ở đây là thời gian chạy lâu hơn và cuối cùng là ít pin CR2032 được "sử dụng" và tái chế hơn.

Đi xa hơn:

Bạn đoán nó… Phiên bản 3 đã được hình thành, vì vậy hãy tiếp tục đọc!

Bước 7: Fairy Light: Phiên bản 3 với hai dải đèn LED

Phiên bản 3 sử dụng dòng điện bổ sung đã được chuyển hướng (lãng phí) vào điện trở 270 ohm trong Phiên bản 2.

Vì chúng tôi đã nhắm mục tiêu 50 mA làm tổng mức rút ra hiện tại để duy trì nguồn điện trung bình hoạt động, chúng tôi có thể thực hiện một cải tiến. Tôi đã làm một bài kiểm tra trong đó tôi cấp nguồn cho một sợi dây đèn 15 mA và một dây đèn thứ hai với 30 mA và hỏi vợ tôi liệu cô ấy có thể nhận thấy sự khác biệt không. Cô ấy nhìn đi nhìn lại nhiều lần, và chỉ ra rằng cô ấy thực sự không thể nhìn thấy và sự khác biệt.

Thí nghiệm này đã xác nhận một giải pháp tốt hơn là cấp nguồn cho hai (2) dây đèn Fairy song song và chạy chúng với dòng điện 50 mA. Bạn có thể thấy trong sơ đồ đính kèm cho Phiên bản 3, rằng tất cả những gì được yêu cầu là thay đổi điện trở bộ phát R2 thành 10 ôm và kết nối song song một chuỗi đèn thứ hai.

Để tính công suất thông qua R2 bằng định luật Ôm:

P = E x I

E = 0,5 vôn (trên R2)

I = 50 mA (đến R2)

0,5 x 50 = 0,025 watt

Chúng tôi có thể sử dụng một cách an toàn điện trở 10 ohm 1/4 watt (250 mW) cho ứng dụng này.

Hình 2 cho thấy mạch thử nghiệm vẽ 50 mA như tính toán.

Tôi đã thêm một vài hình ảnh về quá trình xây dựng để hiển thị định tuyến cáp.

Phiên bản 3 đã hoàn thành và đang thử nghiệm trên băng ghế dự bị của tôi.

Bước 8: Phiên bản 2 và Phiên bản 3 - Sản phẩm cuối cùng

Đây là Phiên bản 2 và Phiên bản 3 đang hoạt động trên băng ghế dự bị của tôi.

Ghi chú kết thúc:

Đây là một công trình thú vị, với ánh sáng mà tôi có thể sử dụng cho bất kỳ mùa nào trong năm.

Điều tuyệt vời nhất là tôi không phải đặt hàng và chờ đợi pin CR2032 thay thế nữa!

Cảm ơn các bạn đã theo dõi và Chúc các bạn xây dựng Hạnh phúc!

Bob D