Fallo de alimentación de CA, luz de trayectoria LED con respaldo de batería: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Durante un apagón reciente, en las profundidades más oscuras de mi sótano … una luz habría sido muy útil. Desafortunadamente, mi linterna estaba a unas cuantas habitaciones oscuras de distancia. Busqué un poco, encontré la luz y me dirigí a la sala de estar. Mi esposa tenía 3 velas encendidas y nos sentamos preguntándonos cuándo volvería a encender la luz. Fue entonces cuando comencé a planificar una solución a este oscuro dilema.

Paso 1: Materiales necesarios: principalmente recuperados para este proyecto

Para este proyecto, utilizaré una lámpara solar abandonada para el circuito principal y una fuente de alimentación USB en ángulo recto.

La batería es una batería de luz solar estándar que proporcionará la corriente CC cuando se apague la energía CA.

1- Cargador USB en ángulo recto de 5 VDC a 1 amperio de salida.

1 - Cable o conector USB-A macho (https://bc-robotics.com/shop/usb-diy-slim-connector-shell-m-plug/)

1- Accesorio de luz solar: tenía varios con paneles solares defectuosos a mano.

1 - 2 portapilas de pila AA con interruptor: tenía algunas de algunas luces de tiendas de dólar.

1- Batería NiMH de 800 a 1, 400 mAh (esto puede variar entre diferentes luces solares)

1 - Resistencia de 2 K ohmios de 1/4 vatios.

1 - Resistencia de 3,9 K ohmios 1/4 vatios.

Cable de conexión de calibre 22, termocontraíble.

Paso 2: herramientas necesarias

Estación de soldadura y soldadura.

Pistola de pegamento y barra de pegamento.

Taladro y brocas.

Lima redonda pequeña.

Tercera mano: útil como sugiere el nombre.

Pinza quirúrgica o alicates de punta fina.

Tabla de cortar: tengo una de plástico desechada que uso en mi banco al perforar y cortar.

Voltímetro, amperio, ohmímetro digital: utilicé un medidor para el consumo de corriente y un segundo para las lecturas de voltaje.

Protoboard y cables de puente para pruebas.

Paso 3: Desmontaje de la luz solar

Había reparado alrededor de seis de los once accesorios solares para un amigo, y mientras los probaba en un día soleado noté que varios dejaron de funcionar. Después de algunas pruebas, descubrí que los paneles solares habían perdido su voltaje de salida después de calentarse al sol. Traté de encontrar el punto de falla, pero no pude realizar una solución confiable. Tenía 5 dispositivos con LED de trabajo y controladores QX5252f. Esto proporcionaría el circuito principal para este proyecto de iluminación.

Enganché los cables al panel solar y agregué un termorretráctil amarillo para poder identificar los cables de la placa del controlador. También corté el cable + y - del soporte de la batería. El LED permaneció conectado a la placa del controlador. Tuve que raspar el plástico que sostenía el LED en su lugar, fue bastante fácil de hacer sin dañar nada.

Ahora el controlador estaba listo para probar con la fuente de alimentación USB como cargador de batería, en lugar del panel solar.

SUGERENCIA: asegúrese de buscar el QX5252f en línea, es un circuito integrado muy exclusivo.

Paso 4: Diagrama de circuito, circuito divisor de voltaje y pruebas

Estudié varios sitios para obtener más información sobre las luces solares y cómo cargar baterías de NiMH. Al final, decidí que mantendría el voltaje de carga en aproximadamente 1.4 vdc a 1.6 vdc, y la corriente de carga por debajo de 1 mA.

Dado que la luz se utilizaría con muy poca frecuencia, no se deseaba una recarga rápida.

Los valores de resistencia requeridos en este caso fueron 3, 900 ohmios (3K9) y 2, 000 ohmios (2K).

Monté las resistencias en una placa de pruebas, conecté los cables de la placa de circuito recuperada a la placa de pruebas como en el esquema adjunto.

Luego conecté los 5 vdc del enchufe en la fuente de alimentación USB al divisor de voltaje y agregué la batería.

La luz LED estaba apagada como debería estar, ya que el divisor de voltaje conectado al terminal de entrada SOL en la placa de circuito imitaba el voltaje que proporcionaría una celda solar a la luz del sol.

Luego desconecté la fuente de alimentación USB de 5 vdc y el LED se encendió como debería.

Luego agregué los voltímetros y amperios y confirmé que las lecturas eran similares a los valores calculados.

¡Ahora era el momento de armar el proyecto!

Nota: Para ahorrar espacio al conectar las resistencias a la placa de circuito, las retorcí juntas como en la imagen.

Paso 5: preparación de la caja de la batería para el LED y el cable de alimentación USB

Tal vez fue suerte, tal vez pensamiento eficiente; el LED encaja en su lugar con solo pequeños recortes y limado en el vacío debajo del interruptor deslizante. Perforé el orificio para permitir que el LED brille a través de la caja de la batería y aún use el interruptor deslizante.

Como solo se requería 1 batería AA NiMH, pude usar la otra mitad del soporte para instalar la placa de circuito impreso de luz solar y el divisor de voltaje. Necesitaba inclinar el orificio para el cable USB en el lado de la PCB del soporte de la batería. Dejé la lima redonda en su lugar para mostrar el ángulo en el que sostenía el taladro. Se requirió un poco de archivo, pero los cables USB estaban justo donde los necesitaba para la conexión a la PCB y al divisor de voltaje.

Paso 6: Montaje en seco del divisor de resistencia, conexiones USB y de batería

Esta parte es un poco complicada, pero con paciencia fue sencillo.

Doblé los cables en la dirección en la que deberían conectarse.

Las imágenes pueden ser engañosas, ya que giré la caja para ayudar con el ángulo para soldar cada conexión.

Estaba claro que podía usar las conexiones de PCB para instalar el divisor de voltaje y ahorrar espacio.

Desoldeé los cables que se habrían conectado a la celda solar (tenían el termorretráctil amarillo en ellos).

El único cable del 2K I soldó al orificio que era el cable negro negativo de la celda solar.

Nota: Aquí es donde se soldará el cable USB negro más adelante.

El cable divisor 2K con 3K9 fue al orificio donde estaba el cable blanco positivo de la celda solar.

Nota: El otro cable 3K9 se deja abierto por ahora … este se conectará al cable USB + rojo.

Tenga cuidado aquí: el conector USB A debe estar en seco para conectarse al enchufe de alimentación USB para permitir un ajuste perfecto, pero permitir que la caja de la batería esté centrada en la fuente de alimentación. Usaremos pegamento caliente más adelante para asegurar esto en el ensamblaje final.

Aquí es donde una pinza quirúrgica o unos alicates de punta fina ayudan con las conexiones USB A.

- coloque la caja de la batería de modo que pueda sujetar el cable USB negro y suéldelo al cable de la resistencia de 2K.

-A continuación, suelde el cable USB + rojo al cable de resistencia 3K9 abierto.

Agregue termorretráctil sobre las conexiones para evitar la posibilidad de que se produzcan cortocircuitos en los cables.

El cable negro de la batería se puede soldar a la barra colectora que se conecta al terminal de resorte, como se muestra en la imagen.

La batería blanca + cable se puede soldar al contacto abierto en el interruptor deslizante.

Instale la batería y, con el interruptor deslizante en la posición de encendido, el LED debería encenderse.

Entonces estamos listos para el montaje final.

Paso 7: Ensamblaje final y prueba

Las dos primeras imágenes muestran cómo la caja de la batería y el conector USB A deben colocarse y pegarse con adhesivo termofusible en su lugar.

Puedes ver el pegamento en la segunda imagen especialmente.

Nota: el USB A está pegado a la caja de la batería únicamente. No pegué la caja de la batería al cargador USB, por lo que la caja de la batería se pudo quitar para reparar o reemplazar la batería.

Pruebas:

Mueva el interruptor de encendido de la caja de la batería a la posición de encendido y el LED debería encenderse.

Conecte el conjunto de luces de la caja de la batería al cargador USB y enchúfelo a la toma de corriente CA.

El LED debería apagarse y ahora está listo para desplegarse.

Paso 8: Instalación y pensamientos finales

Instalación:

Instalé la luz de ruta LED con respaldo de batería para falla de energía de CA en el enchufe del pasillo del sótano y me siento mejor sabiendo que la ruta estará claramente definida la próxima vez que falle la energía.

Pensamientos finales:

Soy muy consciente de que podría haber comprado un producto similar por alrededor de $ 20, pero disfruté la experiencia de aprendizaje Y el uso de algunas piezas y piezas recuperadas de mi "caja de piezas".