Fairy Light Battery Saver: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

CR2032 batterier er gode, men de holder ikke så længe, som vi gerne vil have, når vi kører LED "Fairy Light" strenge.

Med feriesæsonen her besluttede jeg mig for at ændre et par 20 lysstrenge for at løbe ud af en USB -strømbank.

Jeg søgte online og fandt ud af, at ikke alle USB -strømbanker forbliver tændt med en så lille strømtrækning.

Gennem test og med et par iterationer fandt jeg en fungerende løsning, som jeg tror, at andre måske vil prøve.

Udover en typisk kontinuerlig driftstid på 60 til 80 timer mellem opladninger, skal færre CR2032 -batterier købes og genbruges!

Sørg for at følge dette igennem, eller spring til slutningen for at se den sidste version …

Jeg ville gemme det bedste til sidst!

Bob D.

Trin 1: Indsamling af de nødvendige dele

Der kræves kun få komponenter, og de passer alle i stedet for de to CR2032 -batterier i batterikassen.

1x 3, 350 mA - 4, 440 mA USB powerbank (eller lignende) - fra Walmart eller Amazon

1x 20 LED lysstreng - mange typer tilgængelige på Amazon

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

1x 2N2222A eller 2N4401 transistor - jeg bekræftede, at begge typer fungerer godt.

2x 1N914A eller 1N4148 dioder - jeg bekræftede, at begge typer fungerer godt.

1x 3, 300 ohm 1/4 watt modstand

1x 16 ohm eller 2x 33 ohm 1/4 watt modstand - til version 1 og 2

1x 10 ohm 1/4 OR (1/2 watt foretrukket) modstand - Version 3.

1x 270 ohm 1/4 watt modstand - version 2

1x bjærget USB A -stik og kabel - vi vil bruge de røde + og de sorte - ledninger og isolere de hvide og grønne datatråde.

Trin 2: Værktøjer påkrævet

Loddestation og lodning.

Fræsere, wire stripper, kirurgisk klemme, præcisionsskruetrækkere.

Varmekrympeslange og varmekilde.

Varm limpistol og limpind.

Digital måler eller to til strøm-, spændings- og modstandstest.

Filer runde og flade.

Trin 3: Skematisk diagram og delelayout - version 1 og 2

Som de fleste ting, jeg bygger, tænker jeg altid på måder at genbruge så mange ting, som jeg kan. Jeg nyder en god søgning på Amazon, og spændingen når som helst der kommer en ny pakke … men at bruge dele, som jeg har ved hånden, er en fantastisk følelse.

Dette var en af disse builds, så jeg besluttede at bruge et grundlæggende konstant strøm LED -driverkredsløb, jeg for nylig havde lært om online.

Nøglekomponenten, der bestemmer den strøm, der leveres til LED -lysene, er emittermodstanden. For at forenkle forklaringen her, vil jeg konstatere, at spændingsfaldet over emittermodstanden er ret konstant ved 0,5 vdc takket være dioder 1 og 2 forbundet til basen som en spændingsdeler.

I version 1 og version 2 eksperimenterede jeg med en 15 mA til 30 mA LED -drevstrøm til LED -strengen.

Den matematiske beregning for emittermodstanden kræves:

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

eller

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

I version 2 er den største forskel den 270 ohm modstand, der er tilføjet for at øge den samlede kredsløbsstrømstrækning til lidt over 50 mA for at forhindre, at nogle batteribanker lukker ned efter cirka 30 sekunder.

I version 3 … Jeg venter til senere med at tale om denne ændring.

Trin 4: Demontering og forberedelse

Fjern de 4 skruer, der holder dækslet sammen, sæt batterierne til side, og lad os komme i gang.

Vi skal bøje fanerne for at skabe mere plads til komponenterne. Nåletang eller en kirurgisk klemme arbejder til denne opgave.

Dernæst skal vi fjerne forbindelsesstangen, der forbandt de to batterier. Jeg trimmede plastknubberne og sprang stangen af, da den ikke længere er påkrævet.

Opvarm loddestationen, og fjern kontakten og LED -ledningerne på de punkter, der er angivet på billedet.

Jeg bemærkede, at anoden + ledningen har en hvid stribe til fremtidig reference, og satte LED -lysene til side for nu. Vi bliver nødt til at vedhæfte dem igen senere og sikre, at de er tilsluttet korrekt.

Jeg tilføjede også kontakten og forbindelsesstangen til min deleboks … man ved aldrig, hvornår de kan være nyttige til et andet projekt!

Trin 5: Population af batteriboksen - Se skematisk version 1 eller version 2

Sådan samler jeg komponenterne:

Påmindelse: katodens negative (-) er enden af dioden med det sorte bånd.

-slut D1 og D2 i serie og loddetin (jeg tilføjede også et lille stykke klart varmekrymp).

-klip anodledningen til D1 og basisledningen til T1 så tæt som muligt for stadig at tillade en loddetilslutning, og lod dem.

-med T1 flad side nedad, placer katoden på D2, så den kan loddes til den negative USB - skinne (hvor vi bøjede fanen).

-trim katodeledningen til størrelse og lodning.

-lokaliser den påkrævede emittermodstand (er) på 16 ohm eller 2x 32 ohm, og lod mellem T1 -emitterledningen og den negative USB -skinne -fane.

-Jeg tilføjede et lille stykke klart varmekrymp til 3K3 -modstanden, og monter det derefter mellem T1 Base / D1 -anodeforbindelsen og USB + -skinnefanen. Derefter loddes på plads.

-til version 2 - pas og lod på plads 270 ohm modstanden mellem USB + og USB - skinnerne.

-Det er nu tid til at passe USB -kablet til, og tilslut limpistolen.

-du bliver nødt til at snippe og arkivere lidt for at tillade USB -kablet i batterikassen (hvor kontakten oprindeligt var placeret) … vær tålmodig her.

-med de røde og sorte ledninger ført, lod dem på plads.

-nu er det tid til at smelte lim USB -kablet til bunden af batterikassen. Hold tråden på plads, mens limen hærder. Tilføj et par dråber lim for at holde de grønne og hvide datatråde ude af vejen, mens du er ved det.

-Jeg ville have LED -strengen til at stikke ud i en lige linje overfor USB -kabelindgangspunktet. Dette betød, at jeg igen skulle snippe og arkivere batterikassen for at passe ledningen på plads.

-tør passer den stribede Anode + LED -ledning og lodning til USB + -skinnen.

-tør pas katoden - LED -kablet til T1 -samlerkablet. Lodde, og tilføj et stykke varmekrympning for at isolere forbindelsen.

-Inspekter alle forbindelser, og hvis alt ser godt ud, er det tid til at tilslutte det til powerbanken.

Trin 6: Test af version 1 og ændring af version 2

Version 1 -test:

Jeg brugte en Hype HW-440-ASST powerbank, der fungerede konsekvent (lukkede ikke ned), mens jeg drev strengen på 20 lysdioder.

Bemærk: Den beregnede driftstid (fuldt opladet) ville være 4, 400 mAh / 30 mA = 145 timer

Jeg testede derefter version 1 med ONN ONA18W102C powerbank, som automatisk ville lukke ned efter 30 sekunder.

Version 2 Oprettelse og test:

Jeg sammensatte derefter det samme version 1 kredsløb på et brødbræt og tilføjede den ekstra 270 ohm modstand til USB + og USB - skinner. Dette øgede den samlede kredsløbsstrømstrækning til 50 mA. ONN ONA18W102C ville derefter forblive tændt konsekvent. Dette blev version 2, som vil fungere for de fleste USB -strømbanker.

Den beregnede driftstid (fuldt opladet) for ONN ONA18W102C powerbank ville være 3, 350 mAh / 50 mA = 69 timer. Dette vil levere fuld lysstyrke i løbet af hele tiden.

Originale batteribedømmelser og tanker:

CR2032 -batterierne er vurderet til 3 vdc med en kapacitet på 240 mAh, og stedet kan prale af, at de vil vare 72 timer ved kontinuerlig brug. CR2032 -batteriets interne modstand begrænser strømmen til Fairy Lights, og derfor er der ingen begrænsende modstand i det originale design. Alle de websteder, jeg ser på, indikerer imidlertid, at CR2032 ikke kan lide at aflade ved en så høj (30 mA) hastighed.

Jeg kan ikke bekræfte med sikkerhed på dette tidspunkt, men jeg husker, at lysene så mærkbart svagere ud efter 3 aften (af 4 timers varighed). Der er ingen måde, du får "magi" ud af disse batterier. Jeg bekræftede gennem test, at lysene ser meget kedelige ud, når batterierne rammer 2,5 vdc pr. Celle.

Jeg bliver nødt til at lave en test i det virkelige liv og opdatere dette indlæg på et senere tidspunkt, men jeg synes, at 3, 350 mAh @ 5 vdc power -bankerne helt skal udkonkurrere 240 mAh @ 6 vdc (2 batterier i serie) CR2032.

Desuden var målet her en længere køretid, og i sidste ende blev færre CR2032 -batterier "brugt" og genbrugt.

Går længere:

Du gættede det… Version 3 er udtænkt, så fortsæt med at læse!

Trin 7: Fairy Light: Version 3 med to tråde af LED -lys

Version 3 bruger den ekstra strøm, der blev omdirigeret (spildt) til 270 ohm modstanden i version 2.

Da vi målrettede 50 mA som den samlede strømforbrug for at holde den gennemsnitlige powerbank tændt, kan vi foretage en forbedring. Jeg lavede en test, hvor jeg drev en lysstreng med 15 mA og en 2. lysstreng med 30 mA og spurgte min kone, om hun kunne mærke forskellen. Hun kiggede frem og tilbage flere gange og angav, at hun ikke rigtig kunne se og skelne.

Dette eksperiment bekræftede, at en bedre løsning ville være at drive to (2) Fairy light -strenge parallelt og drive dem med 50 mA strøm. Du kan se i den vedhæftede skema for version 3, at alt, hvad der var nødvendigt, var at ændre emittermodstanden R2 til 10 ohm og tilslutte en anden lysstreng parallelt.

For at beregne effekten gennem R2 med Ohms lov:

P = E x I

E = 0,5 volt (på tværs af R2)

I = 50 mA (gennem R2)

0,5 x 50 = 0,025 watt

Vi kan roligt bruge en 10 ohm 1/4 watt (250 mW) modstand til denne applikation.

Billede 2 viser, at testkredsløbet trækker 50 mA som beregnet.

Jeg tilføjede et par billeder af byggeprocessen for at vise kabelføring.

Version 3 afsluttet og testet på min bænk.

Trin 8: Version 2 og version 3 - det endelige produkt

Her er version 2 og version 3 i drift på min bænk.

Afsluttende note:

Dette var en sjov bygning med belysning, som jeg kan bruge til enhver sæson hele året.

Det bedste er, at jeg ikke længere skal bestille og vente på udskiftningsbatterier fra CR2032!

Tak fordi du fulgte med, og Godt byggeri!

Bob D