Joule Thief me kontroll ultra të thjeshtë të daljes së dritës: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Qarku Joule Thief është një hyrje e shkëlqyer për eksperimentuesin fillestar elektronik dhe është riprodhuar shumë herë, me të vërtetë një kërkim në Google jep 245000 goditje! Deri më tani qarku më i hasur është ai i treguar në Hapin 1 më poshtë i cili është tepër i thjeshtë i përbërë nga katër përbërës bazë, por ka një çmim që duhet paguar për këtë thjeshtësi. Kur mundësohet me një bateri të freskët prej 1.5 Volt, prodhimi i dritës është i lartë me konsumin proporcional të energjisë, por me tension më të ulët të baterisë, konsumi i dritës dhe energjisë zvogëlohet derisa afërsisht gjysma e prodhimit të dritës Volt të pushojë.

Qarku po bërtet për një formë kontrolli. Autori e ka arritur këtë në të kaluarën duke përdorur një dredha -dredha të tretë në transformator për të siguruar një tension kontrolli, shih:

www.instructables.com/id/An-Improved-Joule-Thief-An-Unruly-Beast-Tamed

Çfarëdo kontrolli të përdoret ai duhet të ketë vetinë themelore me të cilën zvogëlimi i prodhimit të dritës gjithashtu zvogëlon konsumin e energjisë në mënyrë që një cilësim i ulët i dritës të rezultojë në konsum të ulët të baterisë dhe jetë më të gjatë të baterisë. Qarku i zhvilluar në këtë artikull e arrin këtë dhe është shumë më i thjeshtë në atë që dredha-dredha shtesë nuk është e nevojshme dhe jep një formë kontrolli që mund të përshtatet retro në shumë qarqe ekzistuese. Në fund të artikullit ne tregojmë se si të fikni automatikisht qarkun në dritën e ditës kur vendoseni si dritë nate.

Do t'ju duhet:

Dy transistorë NPN me qëllim të përgjithshëm. Jo kritike, por kam përdorur 2N3904.

Një diodë silikoni. Krejtësisht jo kritike dhe një diodë ndreqëse ose diodë sinjali do të jetë mirë.

Një toroid ferrit. Shihni më vonë në tekst për më shumë informacion.

Një kondensator 0,1 uF. Kam përdorur një komponent Tantal 35V, por ju mund të përdorni një elektrolitik të zakonshëm 1 uF. Mbani vlerësimin e tensionit të lartë-Vlerësimi 35 ose 50 Volt nuk është i tepërt si gjatë zhvillimit, dhe para se të fiket laku juaj i kontrollit, tension i lartë mund të aplikohet në këtë komponent.

Një kondensator elektrolitik 100uF. Puna 12 volt është mirë këtu.

Një rezistencë 10 K Ohm.

Një rezistencë 100 K Ohm

Një potenciometër 220 K Ohm. Jo kritike dhe çdo gjë në rangun 100 K deri në 470 K duhet të funksionojë.

PVC me tela të vetëm me bërthamë, të cilën e marr duke hequr kabllon e telefonit

Për të demonstruar qarkun në fazat e hershme kam përdorur një Model AD-12 Solderless Breadboard të cilin e kam marrë nga Maplin.

Për të prodhuar një version të përhershëm të qarkut, do të pajiseni për konstruksione elementare elektronike, përfshirë saldimin. Qarku pastaj mund të ndërtohet në Veroboard ose material të ngjashëm dhe një metodë tjetër e ndërtimit duke përdorur bordin e qarkut të shtypur bosh është treguar gjithashtu.

Hapi 1: Qarku ynë themelor i vjedhësve të xhaulit

Treguar më lart është diagrami i qarkut dhe një plan urbanistik i një qarku pune.

Transformatori këtu përbëhet nga 2 pjesë të 15 kthesave të telit PVC me një bërthamë të shpëtuar nga një gjatësi e kabllit të telefonit të përdredhur së bashku dhe të plagosur në një toroid ferrite-jo kritik, por kam përdorur një artikull Ferroxcube nga RS Components 174-1263 madhësia 14.6 X 8.2 X 5.5 mm Ekziston një gjerësi e madhe në zgjedhjen e këtij komponenti dhe unë mata performancën identike me një përbërës Maplin katër herë më të madhësisë. Ekziston një tendencë që konstruktorët të përdorin rruaza ferrite shumë të vogla, por kjo është aq e vogël sa do të doja të shkoja-me artikuj shumë të vegjël frekuenca e oshilatorit do të bëhet më e lartë dhe mund të ketë humbje kapacitore në qarkun përfundimtar.

Transistori i përdorur është NPN me qëllim të përgjithshëm 2N3904, por pothuajse çdo transistor NPN do të funksionojë. Rezistenca bazë është 10K ku mund të shihni më shpesh 1K të përdorur, por kjo mund të ndihmojë kur të vijë të zbatojmë kontrollin në qark më vonë.

C1 është një kondensator shkëputës për të zbutur kalimet kalimtare të krijuara nga funksionimi i qarkut dhe kështu mban të pastër hekurudhën e furnizimit me energji elektrike, është mirëmbajtje e mirë elektronike, por ky komponent shpesh lihet jashtë gjë që mund të rezultojë në paparashikueshmëri dhe performancë të çrregullt të qarkut.

Hapi 2: Performanca e Qarkut Bazë

Disa njohuri mbi performancën e qarkut bazë mund të jenë udhëzuese. Për këtë qëllim qarku mundësohej me tensione të ndryshme furnizimi dhe matet konsumi përkatës i rrymës. Rezultatet janë treguar në foton e mësipërme.

LED fillon të lëshojë dritë me një tension furnizimi prej 0.435 dhe konsumon 0.82 mA rrymë. Në 1.5 Volt, (vlera për një bateri të re,) LED është shumë e ndritshme, por rryma është mbi 12 mA. Kjo ilustron nevojën për kontroll; ne duhet të jemi në gjendje të vendosim daljen e dritës në një nivel të arsyeshëm dhe kështu të zgjasim shumë jetën e baterisë.

Hapi 3: Shtimi i Kontrollit

Diagrami i qarkut të qarkut shtesë kontrollues është treguar në foton e parë më sipër.

Një tranzistor i dytë 2N3904 (Q2) është shtuar me kolektorin e lidhur me bazën e transistorit të oshilatorit, (Q1.) Kur fiket ky tranzistor i dytë nuk ka efekt në funksionin e oshilatorit, por kur ndizet ai shmang bazën e tranzistorit të oshilatorit në tokë duke zvogëluar kështu daljen e oshilatorit. Një diodë silikoni e lidhur me kolektorin e tranzistorit të oshilatorit siguron një tension të korrigjuar për të ngarkuar C2, një kondensator 0.1 uF. Në të gjithë C2 ekziston një potenciometër 220kOhm (VR1,) dhe fshirësi lidhet përsëri me bazën e tranzistorit të kontrollit (Q2,) përmes një rezistori 100 kOhm që përfundon lakun. Vendosja e potenciometrit tani kontrollon daljen e dritës dhe në këtë rast konsumin aktual. Me potenciometrin e vendosur në minimum konsumi aktual është 110 mikro Amper, kur i vendosur për LED që sapo fillon të ndizet është akoma 110 mikro Amper dhe në shkëlqimin e plotë LED konsumi është 8.2 mA-ne kemi kontroll. Qarku po mundësohet në këtë shembull me një qelizë të vetme Ni/Mh në 1.24 Volt.

Komponentët shtesë nuk janë kritikë. Në 220 kOhm për potenciometrin dhe 100 kOhm për rezistencën bazë Q2 qarku i kontrollit funksionon mirë, por vendos shumë pak ngarkesë në oshilatorin. Në 0.1 uF C2 siguron një sinjal të qetë të ndrequr pa shtuar një konstante të madhe kohore dhe qarku i përgjigjet me shpejtësi ndryshimeve në VR1. Kam përdorur një elektrolitik tantal këtu, por një përbërës qeramik ose poliestër do të funksiononte po aq mirë. Nëse e bëni këtë përbërës shumë të lartë në kapacitet, atëherë përgjigja ndaj ndryshimeve në potenciometër do të jetë e ngadaltë.

Tre fotografitë e fundit më sipër janë kapje të ekranit të oshiloskopit nga qarku ndërsa janë në punë dhe tregojnë tensionin në kolektorin e transistorit të oshilatorit. E para tregon modelin në shkëlqimin minimal LED dhe qarku funksionon me shpërthime të vogla energjie të shpërndara gjerësisht. Fotografia e dytë tregon modelin me rritjen e prodhimit LED dhe shpërthimet e energjisë tani janë më të shpeshta. E fundit është në dalje të plotë dhe qarku ka shkuar në lëkundje të qëndrueshme.

Një metodë e tillë e thjeshtë kontrolli nuk është plotësisht pa probleme; ekziston një rrugë DC nga hekurudha e furnizimit pozitiv përmes mbështjelljes së transformatorit në kolektorin e tranzistorit dhe përmes D1. Kjo do të thotë që C2 ngarkon deri në nivelin e hekurudhës së furnizimit minus rënien e tensionit përpara të diodës dhe pastaj tensionit të prodhuar nga veprimi Joule Thief i shtohet kësaj. Kjo nuk ka rëndësi gjatë funksionimit normal Joule Thief me një qelizë të vetme 1.5 Volt ose më pak, por nëse përpiqeni të drejtoni qarkun në tensione më të larta përtej rreth 2 Volt, atëherë dalja LED nuk mund të kontrollohet në zero. Kjo nuk është një çështje me shumicën dërrmuese të aplikacioneve Joule Thief që shihen normalisht, por është i tillë potenciali për zhvillime të mëtejshme që mund të bëhet domethënës dhe më pas mund të duhet të bëhet për rrjedhimin e tensionit të kontrollit nga një dredha -dredha e tretë në transformator e cila siguron izolim total.

Hapi 4: Zbatimi i Qarkut 1

Me kontroll efektiv Joule Thief mund të aplikohet shumë më gjerësisht dhe aplikimet e vërteta si pishtarët dhe dritat e natës me dalje të kontrolluar të dritës janë të mundshme. Për më tepër me cilësime të ndriçimit të ulët dhe konsum të ulët proporcional të energjisë, atëherë aplikimet jashtëzakonisht ekonomike janë të mundshme.

Fotografitë e mësipërme tregojnë të gjitha idetë në këtë artikull të mbledhura deri më tani në një tabelë të vogël prototipi dhe me daljen e vendosur në të ulët dhe të lartë përkatësisht me një potenciometër të paracaktuar në bord. Mbështjelljet e bakrit në toroid janë të telit më të zakonshëm të bakrit të emaluar.

Duhet thënë se kjo formë ndërtimi është e ngathët dhe metoda e përdorur në hapin tjetër është shumë më e lehtë.

Hapi 5: Zbatimi i Qarkut-2

E paraqitur në figurën e përbërë më sipër është një tjetër realizim i qarkut këtë herë i ndërtuar në një copë bordi të qarkut të printuar të njëanshëm nga ana e bakrit me jastëkë të vegjël të bordit të qarkut të printuar me një anë të vetme të ngjitur me zam polimer MS. Kjo formë e ndërtimit është shumë e lehtë dhe intuitive pasi mund të vendosni qarkun për të përsëritur diagramin e qarkut. Jastëkët bëjnë një ankorim të fortë për përbërësit dhe lidhjet me tokën bëhen duke u bashkuar me substratin e bakrit më poshtë.

Fotografia tregon LED të ndriçuar plotësisht në të majtë dhe mezi të ndriçuar në të djathtë, kjo arrihet me rregullimin e thjeshtë të potenciometrit të prerësit në bord.

Hapi 6: Zbatimi i Qarkut-3

Diagrami i qarkut në foton e parë më sipër tregon një rezistencë 470k Ohm në seri me një qelizë diellore 2 Volt dhe të lidhur në qarkun e kontrollit Joule Thief në mënyrë efektive paralelisht me potenciometrin e prerësit në bord. Fotografia e dytë tregon qelizën diellore 2 Volt (e shpëtuar nga një dritë diellore e kopshtit e zhdukur), e lidhur me montimin e treguar në hapin e mëparshëm. Qeliza është në dritën e ditës dhe kështu siguron një tension që fik qarkun dhe LED shuhet. Rryma e qarkut u mat në 110 mikro Amper. Fotografia e tretë tregon një kapak të vendosur mbi qelizën diellore duke simuluar errësirën dhe LED tani është ndriçuar dhe rryma e qarkut matet në 9.6 mA. Kalimi i ndezjes/fikjes nuk është i mprehtë dhe drita ndizet gradualisht në muzg. Vini re se qeliza diellore po përdoret thjesht si një komponent i lirë i kontrollit të një qarku të baterisë nuk furnizon vetë energji.

Qarku në këtë fazë është potencialisht shumë i dobishëm. Me një qelizë diellore të montuar në mënyrë diskrete në një dritare ose në një prag të dritares që ngarkon një super kondensator ose qelizë të rimbushshme me hidrid hidrik, një dritë e përhershme shumë efektive e natës bëhet një projekt i mundshëm i ardhshëm. Kur përdoret me një qelizë AA aftësia për të zvogëluar prodhimin e dritës dhe më pas fikur dritën gjatë ditës do të thotë që qarku do të funksionojë për një periudhë të gjatë para se tensioni i baterisë të bjerë në rreth 0.6 Volt. Çfarë dhuratë e shkëlqyer me porosi për gjyshërit që t'ua paraqesin nipërve dhe mbesave! Idetë e tjera përfshijnë një shtëpi kukullash të ndriçuar ose një dritë nate për banjën për të lejuar që standardet e higjienës të mbahen pa humbjen e shikimit të natës-mundësitë janë të mëdha.