Awaria zasilania prądem przemiennym, oświetlenie ścieżki LED z podtrzymaniem bateryjnym: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Podczas niedawnej przerwy w dostawie prądu, w najciemniejszych głębinach mojej piwnicy… światło byłoby naprawdę bardzo przydatne. Niestety moja latarka była kilka ciemnych pokoi dalej. Pogrzebałem trochę, znalazłem światło i udałem się do pokoju rodzinnego. Moja żona paliła 3 świece i siedzieliśmy zastanawiając się, kiedy wróci zasilanie. Wtedy zacząłem planować rozwiązanie tego mrocznego dylematu.

Krok 1: Wymagane materiały - w większości uratowane dla tego projektu

W tym projekcie użyję porzuconej lampy solarnej do głównego obwodu i zasilacza USB pod kątem prostym.

Bateria jest standardową baterią słoneczną, która zapewni prąd stały po zaniku zasilania prądem przemiennym.

1- prostopadła ładowarka USB 5 VDC przy wyjściu 1 A.

1 - męski kabel lub złącze USB-A (https://bc-robotics.com/shop/usb-diy-slim-connector-shell-m-plug/)

1- lampa słoneczna - miałem pod ręką kilka z uszkodzonymi panelami słonecznymi.

Uchwyt na baterie 1- 2 AA z włącznikiem - miałem kilka lampek sklepowych za dolara.

1-800 do 1,400 mAh NiMH (może się różnić w zależności od różnych lamp solarnych)

Rezystor 1 - 2 kΩ 1/4 wata.

Rezystor 1 - 3,9 kΩ 1/4 wata.

Drut podłączeniowy o średnicy 22 mm, termokurczliwy.

Krok 2: Wymagane narzędzia

Stacja lutownicza i lutownicza.

Pistolet do kleju i klej w sztyfcie.

Wiertła i wiertła.

Mały okrągły pilnik.

Trzecia ręka - pomocna jak sama nazwa wskazuje.

Zacisk chirurgiczny lub szczypce półokrągłe.

Deska do krojenia - mam wyrzuconą plastikową deskę, którą używam na ławce podczas wiercenia i cięcia.

Cyfrowy wolt, wzmacniacz, omomierz - użyłem miernika do poboru prądu i drugiego do odczytów napięcia.

Płytka prototypowa i przewody połączeniowe do testowania.

Krok 3: Demontaż światła słonecznego

Naprawiłem około sześciu z jedenastu urządzeń słonecznych dla przyjaciela i podczas testowania ich w słoneczny dzień zauważyłem, że kilka przestało działać. Po kilku testach odkryłem, że panele słoneczne straciły napięcie wyjściowe po nagrzaniu się na słońcu. Próbowałem znaleźć punkt awarii, ale nie mogłem wykonać niezawodnej naprawy. Miałem 5 opraw z działającymi diodami LED i sterownikami QX5252f. Zapewniłoby to główny obwód dla tego projektu oświetleniowego.

Przyciąłem przewody do panelu słonecznego i dodałem żółty termokurczliwy, aby móc zidentyfikować przewody do płyty sterownika. Odciąłem też przewód + i - z uchwytu baterii. Dioda LED pozostała podłączona do płyty kontrolera. Musiałem zeskrobać plastik, który utrzymywał diodę LED na miejscu, było to dość łatwe do zrobienia bez uszkodzenia czegokolwiek.

Teraz kontroler był gotowy do testów z zasilaniem USB jako ładowarką baterii, zamiast z panelem słonecznym.

WSKAZÓWKA: Koniecznie przeszukaj QX5252f online, jest to bardzo unikalny układ scalony.

Krok 4: Schemat obwodu, obwód dzielnika napięcia i testowanie

Przejrzałem kilka stron, aby dowiedzieć się więcej o lampach słonecznych i ładowaniu akumulatorów NiMH. W końcu zdecydowałem, że będę utrzymywać napięcie ładowania na poziomie około 1,4 VDC do 1,6 VDC, a prąd ładowania poniżej 1 mA.

Ponieważ światło było używane bardzo rzadko, szybkie ładowanie nie było pożądane.

Wymagane w tym przypadku wartości rezystorów wynosiły 3900 omów (3K9) i 2000 omów (2K).

Zmontowałem rezystory na płytce stykowej, podłączyłem wyprowadzenia z ocalonej płytki drukowanej do płytki stykowej jak na załączonym schemacie.

Następnie podłączyłem 5 VDC z wtyczki zasilacza USB do dzielnika napięcia i dodałem akumulator.

Dioda LED była wyłączona, tak jak powinna, ponieważ dzielnik napięcia podłączony do zacisku wejściowego SOL na płytce drukowanej naśladował napięcie, które zapewniłoby ogniwo słoneczne w świetle słonecznym.

Odłączyłem wtedy zasilanie USB 5 VDC, a dioda zaświeciła się tak, jak powinna.

Następnie dodałem woltomierz i amperomierz i potwierdziłem, że odczyty są podobne do wartości obliczonych.

Nadszedł czas, aby złożyć projekt w całość!

Uwaga: Aby zaoszczędzić miejsce przy mocowaniu rezystorów do płytki drukowanej, skręciłem je ze sobą jak na zdjęciu.

Krok 5: Przygotowanie pojemnika na baterie dla diody LED i kabla zasilającego USB

Może to szczęście, może efektywne myślenie; dioda LED pasuje na swoje miejsce po niewielkim przecięciu i wypełnieniu pustej przestrzeni pod przełącznikiem suwakowym. Wywierciłem otwór, aby dioda LED przeświecała przez pojemnik na baterie i nadal używam przełącznika suwakowego.

Ponieważ potrzebny był tylko 1 akumulator AA NiMH, drugą połowę uchwytu mogłem wykorzystać do zamontowania płytki PCB oświetlenia słonecznego i dzielnika napięcia. Musiałem ustawić otwór na kabel USB pod kątem do strony PCB uchwytu baterii. Pozostawiłem okrągły pilnik na miejscu, aby pokazać kąt, pod jakim trzymałem wiertło. Wymagane było trochę drobnego zgłoszenia, ale kable USB były dokładnie tam, gdzie potrzebowałem ich do podłączenia do płytki drukowanej i dzielnika napięcia.

Krok 6: Montaż na sucho dzielnika rezystora, złącza USB i akumulatora

Ta część jest trochę trudna, ale z cierpliwością była prosta.

Złożyłem przewody w kierunku, w którym miałyby być połączone.

Zdjęcia mogą być mylące, ponieważ obróciłem pudełko, aby pomóc w lutowaniu każdego połączenia pod kątem.

Było jasne, że mogę wykorzystać połączenia PCB do zainstalowania dzielnika napięcia i zaoszczędzenia miejsca.

Odlutowałem przewody, które łączyłyby się z ogniwem słonecznym (miały na sobie żółte termokurczliwe).

Pojedynczy przewód z 2K I przylutowałem do dziury, którą był ujemny czarny przewód ogniwa słonecznego.

Uwaga: tutaj czarny przewód USB będzie później wlutowany.

Przewód 2K z przewodem rozdzielającym 3K9 trafił do otworu, w którym znajdował się dodatni biały przewód ogniwa słonecznego.

Uwaga: Drugi przewód 3K9 jest na razie otwarty… połączy się z czerwonym przewodem USB +.

Uważaj tutaj: złącze USB A musi być suche, aby można je było podłączyć do wtyczki zasilania USB, aby zapewnić dokładne dopasowanie, ale jednocześnie pozwolić, aby pojemnik na baterie był wyśrodkowany na zasilaczu. Użyjemy gorącego kleju później, aby zabezpieczyć to w montażu końcowym.

W tym przypadku zacisk chirurgiczny lub szczypce igłowe pomagają w połączeniach USB A.

-ustaw pojemnik na baterie tak, aby można było trzymać czarny przewód USB i przylutuj go do pojedynczego przewodu rezystora 2K.

-Następnie przylutuj czerwony przewód USB + do otwartego przewodu rezystora 3K9.

Dodaj koszulkę termokurczliwą do połączeń, aby zapobiec zwarciu przewodów.

Czarny przewód akumulatora można przylutować do szyny, która łączy się z zaciskiem sprężynowym, jak na zdjęciu.

Biała bateria + przewód można przylutować do otwartego styku na przełączniku suwakowym.

Zainstaluj baterię, a gdy przełącznik suwakowy jest w pozycji włączonej, dioda LED powinna się zaświecić.

Jesteśmy wtedy gotowi do ostatecznego montażu.

Krok 7: Końcowy montaż i testowanie

Pierwsze dwa zdjęcia pokazują, jak należy umieścić pojemnik na baterie i złącze USB A, a następnie przykleić klejem termotopliwym.

Klej widać szczególnie na drugim zdjęciu.

Uwaga: USB A jest przyklejony tylko do pojemnika na baterie. Nie przykleiłem pojemnika na baterie do ładowarki USB, więc pojemnik na baterie można było wyjąć do serwisu lub wymiany baterii.

Testowanie:

Przesuń przełącznik zasilania na pojemniku na baterie do pozycji włączonej, a dioda LED powinna się zaświecić.

Podłącz zespół oświetlenia pojemnika na baterie do ładowarki USB i podłącz go do gniazda zasilania prądem przemiennym.

Dioda LED powinna zgasnąć i jest gotowa do wdrożenia.

Krok 8: Instalacja i myśli końcowe

Instalacja:

Zainstalowałem awarię zasilania prądem przemiennym, oświetlenie ścieżki LED podtrzymywane bateryjnie w gniazdku w przedpokoju w piwnicy i czuję się lepiej, wiedząc, że ścieżka będzie wyraźnie określona przy następnym awarii zasilania.

Końcowe przemyślenia:

Doskonale zdaję sobie sprawę, że mogłem kupić podobny produkt za około 20 USD, ale podobało mi się doświadczenie edukacyjne ORAZ używanie niektórych części i części z mojego „pudełka z częściami”.