Interruzione dell'alimentazione CA, luce di percorso a LED con batteria tampone: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Durante una recente interruzione di corrente, nelle profondità più buie del mio seminterrato… una luce sarebbe stata davvero molto utile. Sfortunatamente la mia torcia era a poche stanze buie di distanza. Frugai un po', trovai la luce e mi diressi verso la camera familiare. Mia moglie aveva 3 candele accese e ci siamo seduti chiedendoci quando sarebbe tornata la corrente. Fu allora che iniziai a pianificare una soluzione a questo oscuro dilemma.

Passaggio 1: materiali richiesti - per lo più recuperati per questo progetto

Per questo progetto utilizzerò una lampada solare abbandonata per il circuito principale e un alimentatore USB ad angolo retto.

La batteria è una batteria a luce solare standard che fornirà la corrente CC quando l'alimentazione CA si spegne.

1- Caricatore USB ad angolo retto 5 VDC a 1 amp di uscita.

1 - Cavo o connettore USB-A maschio (https://bc-robotics.com/shop/usb-diy-slim-connector-shell-m-plug/)

1- lampada solare - ne avevo diversi con pannelli solari guasti a portata di mano.

1- Portabatterie a 2 celle AA con interruttore - Ne ho avute alcune da alcune luci del negozio di dollari.

Batteria NiMH da 1- 800 a 1, 400 mAh (questo può variare tra le diverse luci solari)

Resistore da 1 - 2 K ohm 1/4 watt.

Resistore da 1 - 3,9 K ohm 1/4 watt.

Cavo di collegamento calibro 22, termoretraibile.

Passaggio 2: strumenti necessari

Saldatura e stazione di saldatura.

Pistola per colla e stick di colla.

Trapano e punte da trapano.

Piccola lima rotonda.

Terza mano - utile come suggerisce il nome.

Morsetto chirurgico o pinze ad ago.

Tagliere - Ne ho uno di plastica di scarto che uso sul banco quando foro e taglio.

Voltmetro digitale, amp, ohm: ho usato un misuratore per l'assorbimento di corrente e un secondo per le letture di tensione.

Breadboard e cavi jumper per test.

Passaggio 3: smontaggio della luce solare

Avevo riparato circa sei degli undici apparecchi solari per un amico e, durante il test in una giornata di sole, ho notato che molti hanno smesso di funzionare. Dopo alcuni test ho scoperto che i pannelli solari avevano perso la loro tensione di uscita dopo essersi riscaldati al sole. Ho provato a trovare il punto di errore, ma non sono riuscito a eseguire una correzione affidabile. Avevo 5 proiettori con LED funzionanti e controller QX5252f. Ciò fornirebbe il circuito principale per questo progetto di illuminazione.

Ho agganciato i cavi al pannello solare e ho aggiunto un termoretraibile giallo in modo da poter identificare i fili alla scheda del controller. Ho anche tagliato il cavo + e - dal supporto della batteria. Il LED è rimasto collegato alla scheda controller. Ho dovuto raschiare via la plastica che teneva fermo il LED, è stato abbastanza facile da fare senza danneggiare nulla.

Ora il controller era pronto per il test con l'alimentatore USB come caricabatterie, invece del pannello solare.

SUGGERIMENTO: assicurati di cercare il QX5252f online, è un circuito integrato davvero unico.

Passaggio 4: schema circuitale, circuito divisore di tensione e test

Ho studiato diversi siti per saperne di più sulle luci solari e su come caricare le batterie NiMH. Alla fine, ho deciso di mantenere la tensione di carica da circa 1,4 V CC a 1,6 V CC e la corrente di carica inferiore a 1 mA.

Poiché la luce sarebbe stata utilizzata molto di rado, non era richiesta una ricarica rapida.

I valori di resistenza richiesti in questo caso erano 3.900 ohm (3K9) e 2.000 ohm (2K).

Ho assemblato i resistori su una breadboard, ho collegato i cavi dal circuito salvato alla breadboard come nello schema allegato.

Ho quindi collegato il 5 vdc dall'alimentatore USB plug-in al partitore di tensione e ho aggiunto la batteria.

La luce del LED era spenta come dovrebbe essere poiché il partitore di tensione collegato al terminale di ingresso SOL sulla scheda del circuito imitava la tensione che una cella solare alla luce del sole avrebbe fornito.

Ho quindi scollegato l'alimentatore USB 5 vdc e il LED si è acceso come dovrebbe.

Ho quindi aggiunto i volt e gli amperemetri e ho confermato che le letture erano simili ai valori calcolati.

Era giunto il momento di mettere insieme il progetto!

Nota: per risparmiare spazio collegando i resistori al circuito, li ho attorcigliati insieme come nell'immagine.

Passaggio 5: preparazione del vano batteria per il LED e il cavo di alimentazione USB

Forse è stata fortuna, forse pensiero efficiente; il LED si è inserito in posizione con solo un piccolo taglio e archiviazione nel vuoto sotto l'interruttore a scorrimento. Ho praticato il foro per consentire al LED di brillare attraverso la scatola della batteria e continuo a utilizzare l'interruttore a scorrimento.

Poiché era necessaria solo 1 batteria AA NiMH, sono stato in grado di utilizzare l'altra metà del supporto per installare il PCB della luce solare e il divisore di tensione. Avevo bisogno di inclinare il foro per il cavo USB nel lato PCB del supporto della batteria. Ho lasciato la lima tonda in posizione per mostrare l'angolo con cui ho tenuto il trapano. C'era bisogno di una piccola limatura, ma i cavi USB erano proprio dove ne avevo bisogno per il collegamento al PCB e al partitore di tensione.

Passaggio 6: montaggio a secco del divisore del resistore, dei collegamenti USB e della batteria

Questa parte è un po 'complicata, ma con pazienza è stata semplice.

Ho piegato i cavi nella direzione in cui avrebbero dovuto essere collegati.

Le immagini possono essere fuorvianti, poiché ho girato la scatola per aiutare con l'angolo per la saldatura di ogni connessione.

Era chiaro che potevo usare le connessioni PCB per installare il partitore di tensione e risparmiare spazio.

Ho dissaldato i cavi che si sarebbero collegati alla cella solare (avevano il termoretraibile giallo su di essi).

Il cavo singolo del 2K che ho saldato al foro che era il cavo nero negativo della cella solare.

Nota: qui è dove il cavo USB nero verrà saldato in seguito.

Il cavo divisore 2K con 3K9 è andato al foro che era il cavo bianco positivo della cella solare.

Nota: l'altro cavo 3K9 è lasciato aperto per ora… questo si collegherà al cavo USB + rosso.

Attenzione qui: il connettore USB A deve essere asciutto per essere collegato alla presa di alimentazione USB per consentire una perfetta aderenza, ma consentire al vano batteria di essere centrato sull'alimentatore. Useremo la colla a caldo in seguito per fissarlo nell'assemblaggio finale.

Qui è dove un morsetto chirurgico o una pinza ad ago aiutano con le connessioni USB A.

-posizionare la scatola della batteria in modo da poter tenere il cavo USB nero e saldarlo al cavo del resistore singolo da 2K.

-quindi saldare il cavo USB + rosso al cavo del resistore 3K9 aperto.

Aggiungi un termoretraibile sui collegamenti per evitare la possibilità che i fili si interrompano.

Il cavo nero della batteria può essere saldato alla barra del bus che si collega al terminale a molla, come in figura.

La batteria bianca + il cavo possono essere saldati al contatto aperto sull'interruttore a scorrimento.

Installare la batteria e, con l'interruttore a scorrimento in posizione di accensione, il LED dovrebbe accendersi.

Siamo quindi pronti per il montaggio finale.

Passaggio 7: assemblaggio finale e test

Le prime due immagini mostrano come posizionare e incollare a caldo il vano batteria e il connettore USB A.

Puoi vedere la colla in particolare nella seconda foto.

Nota: l'USB A è incollato solo al vano batteria. Non ho incollato la scatola della batteria al caricabatterie USB, quindi la scatola della batteria potrebbe essere rimossa per la manutenzione o per la sostituzione della batteria.

Test:

Spostare l'interruttore di alimentazione sulla scatola della batteria in posizione On e il LED dovrebbe accendersi.

Collegare il gruppo luci del vano batteria al caricatore USB e collegarlo alla presa di corrente CA.

Il LED dovrebbe spegnersi ed è ora pronto per essere distribuito.

Passaggio 8: installazione e considerazioni finali

Installazione:

Ho installato l'interruzione dell'alimentazione CA, la luce di percorso a LED con batteria tampone nella presa della spina del corridoio del seminterrato e mi sento meglio sapendo che il percorso sarà chiaramente definito la prossima volta che si interrompe l'alimentazione.

Pensieri finali:

Sono ben consapevole che avrei potuto acquistare un prodotto simile per circa $ 20, ma mi è piaciuta l'esperienza di apprendimento E ho usato alcune parti e pezzi recuperati dalla mia "scatola delle parti".