Fairy Light Battery Saver: 8 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

بطاريات CR2032 رائعة ، لكنها لا تدوم طويلاً كما نرغب عند قيادة خيوط LED "Fairy Light".

مع موسم الأعياد هنا ، قررت تعديل بضع 20 سلسلة خفيفة للتشغيل من بنك طاقة USB.

لقد بحثت عبر الإنترنت ووجدت أنه لن تظل جميع بنوك طاقة USB قيد التشغيل بمثل هذا السحب الحالي الصغير.

من خلال الاختبار وبعض التكرارات ، وجدت حلاً عمليًا أعتقد أن الآخرين قد يرغبون في تجربته.

إلى جانب وقت التشغيل المستمر المعتاد من 60 إلى 80 ساعة بين الشحنات ، ستحتاج بطاريات CR2032 أقل للشراء وإعادة التدوير!

يرجى التأكد من متابعة ذلك ، أو التخطي حتى النهاية لمشاهدة النسخة النهائية …

كنت أرغب في حفظ الأفضل للأخير!

بوب د.

الخطوة الأولى: جمع الأجزاء المطلوبة

لا يلزم سوى عدد قليل من المكونات ، وستلائم جميعها مكان البطاريتين CR2032 في صندوق البطارية.

1x 3 ، 350 مللي أمبير - 4 ، 440 مللي أمبير بنك طاقة USB (أو ما شابه) - من Walmart أو Amazon

1 × 20 سلسلة إضاءة LED - العديد من الأنواع المتاحة على أمازون

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

1x 2N2222A أو 2N4401 الترانزستور - لقد أكدت أن كلا النوعين يعملان بشكل جيد.

2x 1N914A أو 1N4148 الثنائيات - لقد أكدت أن كلا النوعين يعملان بشكل جيد.

1x 3 ، 300 أوم 1/4 واط المقاوم

1 × 16 أوم أو 2 × 33 أوم 1/4 واط المقاوم - للإصدار 1 و 2

1x 10 أوم 1/4 أو (يفضل 1/2 واط) المقاوم - الإصدار 3.

1x 270 أوم 1/4 واط المقاوم - الإصدار 2

1x موصل وكابل USB A تم إنقاذهما - سنستخدم الخيوط الحمراء + والأسود - ونعزل أسلاك البيانات البيضاء والخضراء.

الخطوة 2: الأدوات المطلوبة

محطة لحام ولحام.

القواطع ، متجرد الأسلاك ، المشبك الجراحي ، مفكات البراغي الدقيقة.

أنابيب الانكماش الحراري ومصدر الحرارة.

مسدس الغراء الساخن وعصا الغراء.

عداد رقمي أو اثنان لاختبار التيار والجهد والمقاومة.

ملفات مستديرة ومسطحة.

الخطوة 3: رسم تخطيطي وتخطيط الأجزاء - الإصدار 1 و 2

مثل معظم الأشياء التي أقوم ببنائها ، أفكر دائمًا في طرق لإعادة استخدام أكبر عدد ممكن من الأشياء. أستمتع بالبحث الجيد في أمازون ، والإثارة في أي وقت يصل طرد جديد … لكن استخدام الأجزاء المتوفرة لدي هو شعور رائع.

كانت هذه واحدة من تلك البنى ، لذلك قررت استخدام دائرة تشغيل LED أساسية ثابتة للتيار المستمر كنت قد تعرفت عليها مؤخرًا عبر الإنترنت.

المكون الرئيسي الذي يحدد التيار المسلم إلى مصابيح LED هو المقاوم الباعث. لتبسيط الشرح هنا ، سأذكر أن انخفاض الجهد عبر المقاوم الباعث ثابت تمامًا عند 0.5 فولت تيار مستمر بفضل الثنائيات 1 و 2 المتصلة بالقاعدة كمقسم للجهد.

في الإصدار 1 والإصدار 2 ، جربت تيار محرك 15 مللي أمبير إلى 30 مللي أمبير LED لسلسلة LED.

مطلوب حساب الرياضيات لمقاوم باعث:

0.5 فولت / 0.015 أمبير = 33 أوم

أو

0.5 فولت / 0.030 أمبير = 16 أوم

في الإصدار 2 ، يتمثل الاختلاف الرئيسي في إضافة المقاوم 270 أوم لزيادة سحب التيار الكلي للدائرة إلى ما يزيد قليلاً عن 50 مللي أمبير لمنع بعض بنوك البطاريات من الإغلاق بعد حوالي 30 ثانية.

في الإصدار 3 … سأنتظر حتى وقت لاحق للحديث عن هذا التعديل.

الخطوة 4: التفكيك والتحضير

قم بفك البراغي الأربعة التي تثبت الغطاء معًا ، ضع البطاريات جانبًا ودعنا نبدأ.

نحتاج إلى ثني علامات التبويب من أجل توفير مساحة أكبر للمكونات. كماشة إبرة الأنف أو المشبك الجراحي تعمل لهذه المهمة.

بعد ذلك ، نحتاج إلى إزالة شريط التوصيل الذي انضم إلى البطاريتين. لقد قمت بقص الدعائم البلاستيكية ، وأزلت الشريط لأنه لم يعد مطلوبًا.

قم بتسخين محطة اللحام ، وقم بإزالة المفتاح وأسلاك LED عند النقاط المذكورة في الصورة.

لقد لاحظت أن الأنود + الرصاص يحتوي على شريط أبيض للرجوع إليه في المستقبل ، ووضع مصابيح LED جانبًا في الوقت الحالي. سنحتاج إلى إعادة توصيلها لاحقًا ، والتأكد من توصيلها بشكل صحيح.

لقد أضفت أيضًا المفتاح وشريط التوصيل إلى صندوق أجزائي … فأنت لا تعرف أبدًا متى قد تكون مفيدة لمشروع آخر!

الخطوة 5: ملء صندوق البطارية - راجع الإصدار 1 أو الإصدار 2 التخطيطي

إليك كيفية تجميع المكونات:

تذكير: الكاثود السالب (-) هو نهاية الصمام الثنائي بالشريط الأسود.

-انضم إلى D1 و D2 في سلسلة ولحام (أضفت أيضًا قطعة صغيرة من الانكماش الحراري الواضح).

- قم بقص سلك الأنود الخاص بـ D1 والرصاص الأساسي لـ T1 في أقرب وقت ممكن للسماح بتوصيل اللحام ، ولحامهما.

- مع توجيه الجانب المسطح T1 لأسفل ، ضع كاثود D2 بحيث يمكن لحامه في سكة USB السالبة (حيث ثني علامة التبويب).

- تقليم يؤدي إلى حجم الكاثود ، وجندى.

- حدد موقع المقاوم (المقاومات) الباعث 16 أوم أو 2 × 32 أوم المطلوب ، ولحام بين الرصاص الباعث T1 وعلامة التبويب السالبة USB - السكك الحديدية.

- أضفت قطعة صغيرة من الانكماش الحراري الواضح إلى المقاوم 3K3 ، ثم قمت بتثبيته بين تقاطع الأنود T1 Base / D1 وعلامة التبويب USB + السكك الحديدية. ثم جندى في مكانه.

-للإصدار 2 - تركيب ولحام في مكانه المقاوم 270 أوم بين USB + و USB - القضبان.

- حان الوقت الآن لتجفيف كبل USB وتوصيل مسدس الغراء.

- سيتعين عليك قص الملف وإرساله قليلاً للسماح لكابل USB بالدخول إلى صندوق البطارية (حيث كان المفتاح موجودًا في الأصل) … تحلى بالصبر هنا.

- مع توجيه الخيوط الحمراء والسوداء ، قم بتثبيتها في مكانها.

- الآن هو الوقت المناسب لإذابة الغراء الساخن لكابل USB بقاعدة صندوق البطارية. ثبت السلك في مكانه بينما يتصلب الصمغ. أضف بضع قطرات من الغراء لإبعاد أسلاك البيانات الخضراء والبيضاء عن الطريق أثناء تواجدك بها.

- أردت أن تبرز سلسلة LED في خط مستقيم مقابل نقطة دخول كابل USB. هذا يعني أنني اضطررت إلى قص صندوق البطارية مرة أخرى وتثبيته ليناسب السلك في مكانه.

- جفف بتركيب الأنود الشريطي + الرصاص واللحام في سكة USB +.

- جافة تناسب الكاثود - الصمام يؤدي إلى الرصاص المجمع T1. جندى ، وأضف قطعة من الحرارة تتقلص لعزل الاتصال.

-فحص جميع التوصيلات ، وإذا كان كل شيء يبدو جيدًا ، فقد حان الوقت لتوصيله بمصرف الطاقة.

الخطوة 6: اختبار الإصدار 1 وتعديل الإصدار 2

اختبار الإصدار 1:

لقد استخدمت بنك طاقة Hype HW-440-ASST والذي كان يعمل باستمرار (لم يتم إيقافه) أثناء تشغيل سلسلة من 20 مصباح LED.

ملاحظة: وقت التشغيل المحسوب (مشحون بالكامل) سيكون 4 ، 400 مللي أمبير / 30 مللي أمبير = 145 ساعة

ثم اختبرت الإصدار 1 باستخدام بنك الطاقة ONN ONA18W102C ، والذي سيتم إيقاف تشغيله تلقائيًا بعد 30 ثانية.

إنشاء واختبار الإصدار 2:

ثم قمت بتجميع نفس دائرة الإصدار 1 معًا على لوحة توصيل ، وأضفت المقاوم الإضافي 270 أوم إلى قضبان USB + و USB. أدى هذا إلى زيادة سحب التيار الكلي للدائرة إلى 50 مللي أمبير. سيظل ONN ONA18W102C قيد التشغيل باستمرار. أصبح هذا الإصدار 2 والذي سيعمل مع معظم بنوك طاقة USB.

سيكون وقت التشغيل المحسوب (مشحون بالكامل) لبنك الطاقة ONN ONA18W102C هو 3 ، 350 مللي أمبير / 50 مللي أمبير = 69 ساعة. سيؤدي ذلك إلى توفير سطوع كامل خلال هذا الوقت بالكامل.

تقييمات البطارية الأصلية والأفكار:

تم تصنيف بطاريات CR2032 عند 3 فولت تيار مستمر بسعة 240 مللي أمبير ، ويفتخر الموقع أنها ستستمر لمدة 72 ساعة مع الاستخدام المتواصل. تحد المقاومة الداخلية لبطارية CR2032 من التيار إلى Fairy Lights ، ولهذا السبب لا يوجد مقاومة محدودة في التصميم الأصلي. ومع ذلك ، تشير جميع المواقع التي نظرت إليها إلى أن CR2032 لا يحب التفريغ بمثل هذا المعدل المرتفع (30 مللي أمبير أو نحو ذلك).

لا يمكنني التأكيد على وجه اليقين في هذه المرحلة ، لكني أتذكر أن الأضواء تبدو باهتة بشكل ملحوظ بعد 3 مساءً (لمدة 4 ساعات). لا توجد طريقة للحصول على "السحر" من هذه البطاريات. لقد أكدت من خلال الاختبار أن الأضواء تبدو باهتة للغاية عندما تصل البطاريات إلى 2.5 فولت تيار مستمر لكل خلية.

سيتعين علي إجراء بعض الاختبارات الواقعية وتحديث هذا المنشور في وقت لاحق ، لكنني أعتقد أن بنوك الطاقة 3 ، 350 مللي أمبير @ 5 فولت تيار مستمر يجب أن تتفوق تمامًا على 240 مللي أمبير @ 6 فولت تيار مستمر (بطاريتان في السلسلة) CR2032.

إلى جانب ذلك ، كان الهدف هنا هو وقت تشغيل أطول ، وفي النهاية "استنفاد" عدد أقل من بطاريات CR2032 وإعادة تدويرها.

الذهاب أبعد:

لقد خمنت ذلك … تم تصميم الإصدار 3 ، لذا استمر في القراءة!

الخطوة 7: Fairy Light: الإصدار 3 مع خيطين من مصابيح LED

يستخدم الإصدار 3 التيار الإضافي الذي تم تحويله (ضياعه) إلى المقاوم 270 أوم في الإصدار 2.

نظرًا لأننا كنا نستهدف 50 مللي أمبير كإجمالي السحب الحالي للحفاظ على تشغيل متوسط بنك الطاقة ، يمكننا إجراء تحسين. لقد أجريت اختبارًا حيث قمت بتشغيل سلسلة ضوئية بـ 15 مللي أمبير ، وسلسلة ضوئية ثانية بـ 30 مللي أمبير وسألت زوجتي عما إذا كان بإمكانها ملاحظة الفرق. نظرت ذهابًا وإيابًا عدة مرات ، وأشارت إلى أنها لا تستطيع حقًا الرؤية والفرق.

أكدت هذه التجربة أن الحل الأفضل هو تشغيل خيطين (2) من ضوء Fairy بالتوازي ، ودفعهما بتيار 50 مللي أمبير. يمكنك أن ترى في المخطط المرفق للإصدار 3 ، أن كل ما كان مطلوبًا هو تغيير المقاوم الباعث R2 إلى 10 أوم ، وتوصيل سلسلة ضوئية ثانية بالتوازي.

لحساب القدرة من خلال R2 باستخدام قانون أوم:

P = E x أنا

E = 0.5 فولت (عبر R2)

أنا = 50 مللي أمبير (من خلال R2)

0.5 × 50 = 0.025 واط

يمكننا بأمان استخدام المقاوم 10 أوم 1/4 واط (250 ميجاوات) لهذا التطبيق.

توضح الصورة 2 دائرة الاختبار تسحب 50 مللي أمبير حسب الحساب.

أضفت بعض الصور لعملية الإنشاء لإظهار توجيه الكابل.

تم الانتهاء من الإصدار 3 واختباره على مقاعد البدلاء.

الخطوة 8: الإصدار 2 والإصدار 3 - المنتج النهائي

ها هو الإصدار 2 والإصدار 3 قيد التشغيل على مقاعد البدلاء الخاصة بي.

ملاحظة ختامية:

كان هذا تصميمًا ممتعًا ، مع الإضاءة التي يمكنني استخدامها في أي موسم على مدار العام.

أفضل جزء هو أنني لست مضطرًا إلى الطلب وانتظار استبدال البطاريات CR2032 بعد الآن!

شكرًا لك على المتابعة ، و Happy Building!

بوب د