Сбой питания переменного тока, светодиодный индикатор пути с резервным питанием от аккумулятора: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Во время недавнего отключения электричества в самых темных глубинах моего подвала… свет действительно был бы очень кстати. К сожалению, мой фонарик находился в нескольких темных комнатах. Я немного пошарил, нашел свет и направился в гостиную. У моей жены горели 3 свечи, и мы сидели, гадая, когда снова включится электричество. Именно тогда я начал планировать решение этой темной дилеммы.

Шаг 1: Необходимые материалы - в основном утилизированные для этого проекта

В этом проекте я буду использовать заброшенный солнечный светильник в качестве главной цепи и прямоугольный блок питания USB.

Батарея представляет собой стандартную батарею солнечного света, которая обеспечивает постоянный ток при отключении переменного тока.

1 - зарядное устройство USB с прямым углом 5 В постоянного тока на выходе 1 А.

1 - штекерный кабель или разъем USB-A (https://bc-robotics.com/shop/usb-diy-slim-connector-shell-m-plug/)

1- солнечный светильник - у меня было несколько под рукой с вышедшими из строя солнечными батареями.

Держатель для батареек 1-2 AA с переключателем - у меня было несколько лампочек из какого-то долларового магазина.

Аккумулятор NiMH от 1-800 до 1, 400 мАч (это может варьироваться в зависимости от солнечного света)

Резистор 1–2 кОм на 1/4 Вт.

1 - резистор 3,9 кОм на 1/4 Вт.

Проволока соединительная 22 калибра, термоусадочная.

Шаг 2. Необходимые инструменты

Паяльно-паяльная станция.

Клеевой пистолет и клей-карандаш.

Сверла и сверла.

Маленький круглый напильник.

Третья рука - полезно, как следует из названия.

Хирургический зажим или плоскогубцы.

Разделочная доска - у меня есть выброшенная пластиковая доска, которую я использую на своем верстаке при сверлении и резке.

Цифровой вольт, ампер, омметр - я использовал измеритель потребления тока и второй измеритель напряжения.

Макетная плата и перемычки для тестирования.

Шаг 3: рассеяние солнечного света

Я отремонтировал около шести из одиннадцати солнечных светильников для друга и, проверяя их в солнечный день, заметил, что некоторые перестали работать. После некоторого тестирования я обнаружил, что солнечные панели потеряли выходное напряжение после нагрева на солнце. Я попытался найти причину сбоя, но не смог надежно исправить. У меня было 5 светильников с исправными светодиодами и контроллеры QX5252f. Это обеспечит основную схему для этого проекта освещения.

Я прикрепил провода к солнечной панели и добавил желтую термоусадку, чтобы я мог идентифицировать провода, идущие к плате контроллера. Я также отрезал + и - от держателя батареи. Светодиод остался подключенным к плате контроллера. Мне пришлось соскрести пластик, удерживающий светодиод на месте, это было довольно легко сделать, ничего не повредив.

Теперь контроллер был готов к тестированию с источником питания USB в качестве зарядного устройства вместо солнечной панели.

СОВЕТ: Обязательно поищите QX5252f в Интернете, это очень уникальная интегральная схема.

Шаг 4: Принципиальная схема, схема делителя напряжения и проверка

Я изучил несколько сайтов, чтобы узнать больше о солнечных батареях и о том, как заряжать NiMH аккумуляторы. В конце концов, я решил, что буду поддерживать напряжение заряда на уровне от 1,4 до 1,6 В постоянного тока, а ток заряда - ниже 1 мА.

Поскольку свет использовался очень редко, быстрая перезарядка была нежелательной.

Значения резистора, необходимые в этом случае, составляли 3 900 Ом (3K9) и 2000 Ом (2K).

Я собрал резисторы на макетной плате, соединил выводы от утилизированной печатной платы с макетной платой, как показано на прилагаемой схеме.

Затем я подключил 5 В постоянного тока от USB-источника питания к делителю напряжения и добавил батарею.

Светодиодный индикатор был выключен, как и должно быть, поскольку делитель напряжения, подключенный к входной клемме SOL на печатной плате, имитировал напряжение, которое может обеспечить солнечный элемент в солнечном свете.

Затем я отключил источник питания USB на 5 В постоянного тока, и светодиод включился должным образом.

Затем я добавил вольтметры и амперметры и подтвердил, что показания аналогичны расчетным.

Пришло время собрать проект!

Примечание. Чтобы сэкономить место, прикрепляя резисторы к плате, я скрутил их вместе, как на картинке.

Шаг 5: Подготовка батарейного отсека для подключения светодиода и кабеля USB

Может быть, удача, может, эффективное мышление; светодиод поместился на место с минимальным надрезанием и подпиливанием в пустоте под ползунковым переключателем. Я просверлил отверстие, чтобы светодиод мог светить через батарейный отсек, и по-прежнему использую ползунковый переключатель.

Поскольку требовалась только 1 никель-металлгидридная батарея AA, я смог использовать вторую половину держателя для установки печатной платы солнечного света и делителя напряжения. Мне нужно было расположить отверстие для USB-кабеля под углом к печатной плате держателя батареи. Я оставил круглый напильник на месте, чтобы показать угол, под которым держал сверло. Требовалась небольшая документация, но кабели USB оказались именно там, где мне было нужно, для подключения к печатной плате и делителю напряжения.

Шаг 6: Сухая установка резистивного делителя, подключения USB и аккумулятора

Эта часть немного сложна, но, проявив терпение, все получится.

Я сложил провода в том направлении, где их нужно было соединить.

Фотографии могут вводить в заблуждение, так как я повернул коробку, чтобы помочь с углом пайки каждого соединения.

Было ясно, что я могу использовать соединения на печатной плате для установки делителя напряжения и экономии места.

Я распаял провода, которые должны были подключаться к солнечному элементу (на них была желтая термоусадка).

Единственный вывод от 2K я припаял к отверстию, которое было отрицательным черным выводом солнечного элемента.

Примечание: сюда позже будет припаиваться черный USB-вывод.

Провод делителя 2К с 3К9 подошел к отверстию, в котором находился положительный белый провод солнечного элемента.

Примечание. Другой вывод 3K9 пока оставлен открытым… он подключается к красному проводу USB +.

Здесь будьте осторожны: разъем USB A должен быть сухим, чтобы подключаться к вилке питания USB, чтобы обеспечить плотное прилегание, но при этом позволять центру батарейного отсека на источнике питания. Позже мы воспользуемся горячим клеем, чтобы закрепить это при окончательной сборке.

Здесь хирургический зажим или плоскогубцы помогают с разъемами USB A.

-положите батарейный отсек так, чтобы вы могли удерживать черный вывод USB, и припаяйте его к одиночному выводу резистора 2K.

-Затем припаяйте красный вывод USB + к обрыву вывода резистора 3K9.

Добавьте термоусадку на соединения, чтобы предотвратить короткое замыкание проводов.

Черный вывод аккумулятора можно припаять к шине, которая подключается к пружинному выводу, как показано на рисунке.

Белый аккумулятор + вывод можно припаять к разомкнутому контакту ползункового переключателя.

Установите аккумулятор, и при включенном ползунковом переключателе должен загореться светодиод.

После этого мы готовы к окончательной сборке.

Шаг 7: Окончательная сборка и тестирование

На первых двух рисунках показано, как нужно разместить батарейный отсек и разъем USB A и приклеить их термоклеем.

Клей особенно хорошо виден на 2-м изображении.

Примечание: USB A приклеен только к батарейному отсеку. Я не приклеивал батарейный отсек к зарядному устройству USB, поэтому батарейный отсек можно было снять для обслуживания или замены батареи.

Тестирование:

Переведите выключатель питания на батарейном отсеке в положение «Вкл.», И светодиодный индикатор должен загореться.

Подключите блок освещения батарейного отсека к зарядному устройству USB и вставьте его в розетку переменного тока.

Светодиод должен погаснуть, и теперь он готов к работе.

Шаг 8: установка и заключительные мысли

Установка:

Я установил светодиодный прожектор с питанием от сети переменного тока и аккумуляторную батарею в розетку в подвале в коридоре и чувствую себя лучше, зная, что путь будет четко определен в следующий раз, когда отключится электричество.

Последние мысли:

Я прекрасно понимаю, что мог бы купить аналогичный продукт примерно за 20 долларов, но мне понравился опыт обучения И использование некоторых утилизированных деталей и деталей из моей «коробки с запчастями».