Panne de courant alternatif, éclairage de chemin à DEL alimenté par batterie : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Lors d'une récente panne de courant, dans les profondeurs les plus sombres de mon sous-sol… une lumière aurait été très pratique en effet. Malheureusement, ma lampe de poche était à quelques pièces sombres. J'ai tâtonné un peu, trouvé la lumière et me suis dirigé vers la salle familiale. Ma femme avait 3 bougies allumées et nous nous sommes demandé quand le courant serait rétabli. C'est alors que j'ai commencé à planifier une solution à ce sombre dilemme.

Étape 1: Matériaux requis - Principalement récupérés pour ce projet

Pour ce projet, j'utiliserai un luminaire solaire abandonné pour le circuit principal et une alimentation USB à angle droit.

La batterie est une batterie solaire standard qui fournira le courant continu lorsque le courant alternatif sera coupé.

1- Chargeur USB à angle droit 5 VDC à 1 ampère de sortie.

1 - Câble ou connecteur USB-A mâle (https://bc-robotics.com/shop/usb-diy-slim-connector-shell-m-plug/)

1- luminaire solaire - j'en avais plusieurs avec des panneaux solaires défectueux sous la main.

1- 2 porte-piles AA avec interrupteur - j'en ai eu quelques-uns dans des magasins à un dollar.

1- 800 à 1 400 mAh NiMH (cela peut varier selon les différentes lampes solaires)

Résistance 1 - 2 K ohm 1/4 watt.

1 - Résistance 3,9 K ohm 1/4 watt.

Fil de raccordement de calibre 22, thermorétractable.

Étape 2: Outils requis

Soudure et poste de soudure.

Pistolet à colle et bâton de colle.

Perceuse et forets.

Petite lime ronde.

3ème main - utile comme son nom l'indique.

Pince chirurgicale ou pince à bec effilé.

Planche à découper - J'en ai une en plastique que j'utilise sur mon établi pour percer et couper.

Voltmètre, ampère, ohmmètre numérique - J'ai utilisé un compteur pour la consommation de courant et un 2ème pour les lectures de tension.

Planche à pain et câbles de démarrage pour les tests.

Étape 3: Démontage de la lumière solaire

J'avais réparé environ six des onze luminaires solaires pour un ami et, en les testant par une journée ensoleillée, j'ai remarqué que plusieurs avaient cessé de fonctionner. Après quelques tests, j'ai découvert que les panneaux solaires avaient perdu leur tension de sortie après avoir chauffé au soleil. J'ai essayé de trouver le point de défaillance, mais je n'ai pas pu effectuer de solution fiable. J'avais 5 appareils avec des LED fonctionnelles et des contrôleurs QX5252f. Cela fournirait le circuit principal de ce projet d'éclairage.

J'ai coupé les fils du panneau solaire et ajouté du thermorétractable jaune pour pouvoir identifier les fils de la carte contrôleur. J'ai également coupé les fils + et - du support de batterie. La LED est restée connectée à la carte contrôleur. J'ai dû gratter le plastique qui maintenait la LED en place, c'était assez facile à faire sans rien endommager.

Le contrôleur était maintenant prêt à tester avec l'alimentation USB comme chargeur de batterie, au lieu du panneau solaire.

ASTUCE: assurez-vous de rechercher le QX5252f en ligne, il s'agit d'un circuit intégré tout à fait unique.

Étape 4: schéma de circuit, circuit diviseur de tension et test

J'ai étudié plusieurs sites pour en savoir plus sur les lampes solaires et sur la recharge des batteries NiMH. En fin de compte, j'ai décidé de maintenir la tension de charge à environ 1,4 Vdc à 1,6 Vdc et le courant de charge inférieur à 1 mA.

Comme la lumière serait utilisée très rarement, une recharge rapide n'était pas souhaitée.

Les valeurs de résistance requises dans ce cas étaient de 3 900 ohms (3K9) et de 2 000 ohms (2K).

J'ai assemblé les résistances sur une planche à pain, connecté les fils de la carte de circuit récupérée à la planche à pain comme dans le schéma ci-joint.

J'ai ensuite connecté le 5 vdc de la prise d'alimentation USB au diviseur de tension et ajouté la batterie.

La lumière LED était éteinte comme il se doit car le diviseur de tension connecté à la borne d'entrée SOL sur la carte de circuit imprimé imitait la tension qu'une cellule solaire fournirait à la lumière du soleil.

J'ai ensuite déconnecté l'alimentation USB 5 vdc et la LED s'est allumée comme il se doit.

J'ai ensuite ajouté les voltmètres et les ampères et j'ai confirmé que les lectures étaient similaires aux valeurs calculées.

Il était maintenant temps de monter le projet !

Remarque: pour économiser de l'espace en attachant les résistances au circuit imprimé, je les ai torsadées comme sur la photo.

Étape 5: Préparation du boîtier de batterie pour le câble d'alimentation LED et USB

Peut-être que c'était de la chance, peut-être une pensée efficace; la LED se met en place avec juste une coupe mineure et un classement dans le vide sous l'interrupteur à glissière. J'ai percé le trou pour permettre à la LED de briller à travers le boîtier de batterie, et j'utilise toujours l'interrupteur à glissière.

Étant donné qu'une seule pile AA NiMH était nécessaire, j'ai pu utiliser l'autre moitié du support pour installer le PCB de la lumière solaire et le diviseur de tension. J'avais besoin d'incliner le trou pour le câble USB dans le côté PCB du support de batterie. J'ai laissé la lime ronde en place pour montrer l'angle auquel je tenais la perceuse. Il y avait un petit dépôt requis, mais les câbles USB étaient là où j'en avais besoin pour la connexion au PCB et au diviseur de tension.

Étape 6: Montage à sec du diviseur de résistance, des connexions USB et de la batterie

Cette partie est un peu délicate, mais avec de la patience, c'était simple.

J'ai plié les fils dans la direction où ils auraient besoin d'être connectés.

Les images peuvent être trompeuses, car j'ai tourné la boîte pour aider à l'angle de soudure de chaque connexion.

Il était clair que je pouvais utiliser les connexions PCB pour installer le diviseur de tension et économiser de l'espace.

J'ai dessoudé les fils qui auraient été connectés à la cellule solaire (ils avaient le thermorétractable jaune dessus).

Le fil unique du 2K que j'ai soudé au trou qu'était le fil noir négatif de la cellule solaire.

Remarque: c'est ici que le câble USB noir sera soudé plus tard.

Le fil diviseur 2K avec 3K9 est allé au trou où se trouvait le fil blanc positif de la cellule solaire.

Remarque: l'autre fil 3K9 est laissé ouvert pour le moment… il se connectera au fil rouge USB +.

Attention ici: le connecteur USB A doit être ajusté à sec pour se connecter à la prise d'alimentation USB afin de permettre un ajustement parfait, tout en permettant au boîtier de batterie d'être centré sur l'alimentation. Nous utiliserons de la colle chaude plus tard pour sécuriser cela dans l'assemblage final.

C'est ici qu'une pince chirurgicale ou une pince à bec effilé facilite les connexions USB A.

-positionnez le boîtier de la batterie de manière à pouvoir tenir le fil USB noir et le souder au fil de résistance unique 2K.

-puis soudez le fil USB + rouge au fil de résistance 3K9 ouvert.

Ajoutez un thermorétractable sur les connexions pour éviter le risque de court-circuit des fils.

Le fil noir de la batterie peut être soudé à la barre omnibus qui se connecte à la borne à ressort, comme sur l'image.

La batterie blanche + le fil peuvent être soudés au contact ouvert de l'interrupteur à glissière.

Installez la batterie, et avec l'interrupteur à glissière en position marche, la LED devrait s'allumer.

Nous sommes alors prêts pour l'assemblage final.

Étape 7: Assemblage final et test

Les deux premières images montrent comment le boîtier de la batterie et le connecteur USB A doivent être positionnés et collés à chaud en place.

Vous pouvez voir la colle dans la 2ème photo en particulier.

Remarque: l'USB A est collé au boîtier de la batterie uniquement. Je n'ai pas collé le boîtier de batterie sur le chargeur USB, de sorte que le boîtier de batterie puisse être retiré pour l'entretien ou le remplacement de la batterie.

Essai:

Déplacez l'interrupteur d'alimentation du boîtier de la batterie sur la position On, et la LED devrait s'allumer.

Connectez l'ensemble d'éclairage du boîtier de batterie au chargeur USB et branchez-le sur la prise de courant CA.

La LED devrait s'éteindre et est maintenant prête à être déployée.

Étape 8: Installation et réflexions finales

Installation:

J'ai installé la panne de courant alternatif, l'éclairage de chemin à DEL alimenté par batterie dans la prise de courant du couloir du sous-sol, et je me sens mieux en sachant que le chemin sera clairement défini la prochaine fois que la panne de courant.

Dernières pensées:

Je suis bien conscient que j'aurais pu acheter un produit similaire pour environ 20 $, mais j'ai apprécié l'expérience d'apprentissage ET l'utilisation de pièces récupérées et de pièces de ma "boîte de pièces".