3 migliori circuiti Joule Thief

Un circuito ladro joule è fondamentalmente un circuito amplificatore di tensione auto-oscillante efficiente, costruito utilizzando un singolo transistor, resistore e un induttore, che può aumentare le tensioni fino a 0,4 V da qualsiasi cella AAA 1.5 morta, a livelli molto più alti.

Tecnicamente può sembrare impossibile illuminare un LED da 3,3 V con una sorgente da 1,5 V, ma l'incredibile concetto di ladro di joule rende questo aspetto così facile ed efficace e praticamente incredibile. Inoltre il circuito fa in modo che non una singola goccia di 'joule' rimanga inutilizzata nella cella.

Un circuito ladro joule è piuttosto popolare tra tutti gli hobbisti elettronici, perché il concetto ci consente di azionare anche i LED bianco e blu da una sorgente da 1,5 V che normalmente richiedono 3 V per illuminarsi intensamente.

Design n. 1: driver LED da 1 watt del ladro Joule

Il presente articolo discute 3 di questi circuiti, tuttavia qui sostituiamo il tradizionale LED da 5 mm con un LED da 1 watt.

Il concetto discusso qui rimane esattamente identico alla solita configurazione del ladro di joule, sostituiamo semplicemente il LED da 5 mm normalmente utilizzato con un LED da 1 watt.

Ovviamente questo significherebbe che la batteria si scarica molto prima di un LED da 5 mm, ma è comunque economico rispetto all'utilizzo di due celle da 1,5 e non includendo un circuito ladro joule.

Cerchiamo di capire la circolarità proposta con i seguenti punti:

Se vedi lo schema del circuito, l'unica parte apparentemente difficile è la bobina, il resto delle parti è troppo facile da configurare. Tuttavia, se si dispone di un nucleo di ferrite adatto e di alcuni sottili fili di rame di ricambio, è possibile realizzare la bobina in pochi minuti.

Il design di cui sopra può essere ulteriormente migliorato collegando una rete di raddrizzamento utilizzando un diodo e un condensatore, come mostrato di seguito:

Elenco delle parti

• R1 = 1K, 1/4 watt
• C1 = 0,0047 uF / 50 V.
• C2 = 1000uF / 25V
• T1 = 2N2222
• D1 = 1N4007 meglio se si usa BA159 o FR107
• Bobina = 20 giri per lato utilizzando un filo di rame smaltato da 1 mm su un anello di ferrite che accoglie comodamente l'avvolgimento

La bobina può essere avvolta su un nucleo di ferrite toroidale T13 utilizzando un filo di rame super smaltato da 0,2 mm o 0,3 mm. Una ventina di giri su ogni lato saranno sufficienti. In effetti, qualsiasi nucleo di ferrite lo farà, anche una barra o una barra di ferrite servirà bene allo scopo.

Dopo aver fatto questo, si tratta di fissare le parti nel modo mostrato.

Se tutto viene eseguito correttamente, il collegamento di una cella torcia da 1,5 V illuminerà immediatamente il LED da 1 watt collegato in modo molto luminoso.

Se trovi che i collegamenti del circuito siano a posto ma il LED non si illumina, basta scambiare i terminali dell'avvolgimento della bobina (le estremità primarie o secondarie) questo risolverebbe immediatamente il problema.

Come funziona il circuito

Quando il circuito è acceso, T1 riceve un trigger di polarizzazione tramite R1 e l'avvolgimento primario associato di TR1.

T1 si accende e porta a massa l'intera tensione di alimentazione e nel corso del tempo strozza la corrente attraverso l'avvolgimento primario della bobina in modo che la polarizzazione a T2 si asciughi, spegnendo T1 istantaneamente.

La situazione di cui sopra spegne la tensione attraverso l'avvolgimento secondario innescando un'emf inversa dalla bobina che viene effettivamente scaricata attraverso il LED collegato. Il LED si accende !!

Tuttavia la chiusura di T1 rilascia istantaneamente anche l'avvolgimento primario e lo riporta alla condizione originale in modo che la tensione di alimentazione possa ora passare alla base di T1. Ciò avvia di nuovo l'intero processo e il ciclo si ripete a una frequenza di circa 30-50 kHz.

Anche il LED collegato si illumina a questa velocità, tuttavia a causa della persistenza della visione lo troviamo illuminato in modo continuo.

In realtà il LED è acceso solo per il 50 percento del periodo di tempo, e questo è ciò che rende l'unità così economica.

Anche perché TR1 è in grado di generare tensioni che possono essere molte volte superiori alla tensione di alimentazione, i 3,3V richiesti al LED vengono mantenuti anche dopo che la tensione della cella è scesa a circa 0,7V, mantenendo il LED ben illuminato anche a questi livelli.

Come avvolgere la bobina Torroid

Come si può vedere nei circuiti del ladro di joule mostrati, la bobina è idealmente realizzata su un nucleo toroidale. I dettagli della bobina possono essere trovati nel seguente articolo. La struttura della bobina è esattamente simile e compatibile con i circuiti discussi in questa pagina.

Circuito Overunity che utilizza Joule Thief Concept

Elenco delle parti

R1 = 1K, 1/4 watt T1 = 8050 TR1 = vedi testo LED = 1 watt, alta luminosità Cella = 1,5 V AAA torcia

Il circuito sopra può essere pilotato anche utilizzando un motore DC. Basterebbero un semplice diodo e un raddrizzatore del condensatore di filtro per convertire l'alimentazione dal motore atta ad illuminare molto intensamente il LED.

Se la rotazione del motore è sostenuta con l'ausilio di una disposizione turbina / elica e azionata dall'energia eolica, il LED può essere mantenuto illuminato in modo continuo, assolutamente gratuito.

Elenco delle parti

• R1 = 1K, 1/4 watt
• T1 = 8050
• TR1 = vedi testo
• LED = 1 watt, alta luminosità Cella = 1,5 V Ni-Cd
• D1 --- D4 = 1N4007
• C1 = 470uF / 25V
• M1 = Piccolo motore 12V DC con elica

Design n. 2: illuminazione di un LED blu con cella da 1,5 V.

I LED stanno diventando popolari giorno dopo giorno e vengono incorporati per molte applicazioni ovunque una soluzione di illuminazione economica diventa un problema. I LED di per sé sono molto economici per quanto riguarda il consumo energetico, tuttavia i ricercatori non sono mai soddisfatti e si sforzano, incessantemente, di rendere il dispositivo ancora più efficiente con i loro requisiti di alimentazione.

Ecco un design alternativo da ladro di joule di un semplice driver LED blu e bianco che funziona con soli 1,5 volt per i LED luminosi da 3,3 V, e sembra piuttosto sorprendente e troppo bello per essere vero.

Se esaminiamo la scheda tecnica di un LED blu o bianco, possiamo facilmente scoprire che questi dispositivi richiedono un minimo di 3 volt per accendersi in modo ottimale.

Tuttavia, il design attuale impiega solo una singola cella da 1,5 V per produrre lo stesso di una batteria da 3 V.

È qui che l'intera configurazione diventa molto speciale.

L'importanza dell'induttore

Il trucco sta nell'induttore L1 che di fatto diventa il cuore del circuito.

L'intero circuito è costruito attorno a un singolo componente attivo T1, che è cablato come un interruttore ed è responsabile della commutazione del LED ad una frequenza molto alta e ad una tensione relativamente alta.

Quindi il LED non viene mai acceso continuamente ma rimane acceso solo per una certa porzione del periodo di tempo, tuttavia a causa della persistenza della visione lo troviamo acceso in modo permanente senza alcuna oscillazione.

E a causa di questa commutazione parziale anche il consumo di energia diventa parziale rendendo il consumo molto economico.

Questo circuito LED Joule ladro può essere simulato con i seguenti punti:

Come funziona

Come si può vedere dallo schema, il circuito coinvolge un solo transistore TI, una coppia di resistori R1, R2 e l'induttore L1 per il funzionamento principale.

Quando l'alimentazione è attivata, il transistore TI è polarizzato in avanti istantaneamente attraverso il semavvolgimento sinistro di L1. Questo porta la corrente immagazzinata all'interno di L1 attraverso il collettore di T1 a terra che è tecnicamente il doppio del valore della tensione di alimentazione applicata.

La messa a terra di L1 spegne istantaneamente T1 poiché l'azione inibisce la corrente di polarizzazione di base di T1.

Tuttavia nel momento in cui T1 si spegne, una tensione di picco doppia rispetto alla tensione di alimentazione, generata a seguito di un ritorno di EMF dalla bobina, viene scaricata all'interno del LED, illuminandolo intensamente.

La condizione tuttavia permane solo per una frazione di secondo o anche meno quando il T1 si riaccende, perché il suo collettore non sta più tirando a terra il motore di base durante quell'istante.

Il ciclo continua a ripetersi accendendo il LED come sopra descritto ad una velocità molto rapida.

Il LED consuma 20 mA nominali nello stato acceso, rendendo l'intero procedimento veramente efficiente.

Realizzare la bobina L1

La realizzazione di L1 non è affatto difficile, infatti non porta molta criticità, si possono provare più versioni variando il numero di giri e provando materiale diverso come anima, ovviamente devono essere tutte magnetico per natura.

Per il circuito proposto, si può usare il filo di un trasformatore da 1A scartato. Utilizzare il filo dell'avvolgimento secondario.

Un chiodo da 3 pollici può essere selezionato come nucleo su cui deve essere avvolto il filo di cui sopra.

Inizialmente puoi provare ad avvolgerlo da 90 a 100 giri, non dimenticare di rimuovere il rubinetto centrale al 50 ° avvolgimento.

In alternativa, se hai alcune lunghezze di cavo telefonico nella tua casella di posta indesiderata, puoi provarlo per il design.

Strappare uno dei fili dalla sezione doppia e avvolgerlo su un chiodo di ferro avente una lunghezza di circa 2 pollici. Avvolgere almeno 50 virate e seguire le procedure come spiegato sopra.

Il resto delle cose può essere assemblato con l'aiuto dello schema fornito.

Accendendo l'alimentazione al circuito assemblato si illuminerà immediatamente il LED e sarà possibile utilizzare l'unità per qualsiasi applicazione desiderata.

Elenco delle parti

Avrai bisogno delle seguenti parti per il circuito driver LED 1.5 bianco / blu proposto:

• R1 = 1K5,
• R2 = 22 Ohm,
• C1 = 0,01 uF
• T1 = BC547B,
• L1 = come spiegato nel testo.
• SW1 = Premere per attivare l'interruttore.
• LED = 5 mm, blu, LED bianco. Anche i LED UV possono essere pilotati con questo circuito.
• Fornitura = da 1,5 celle a penna o una cella a bottone.

Design n. 3: illuminazione di quattro LED da 1 watt con cella da 1,5 V.

Riuscite a immaginare di illuminare quattro numeri di LED da 1 watt attraverso alcune celle da 1,5 V? Sembra abbastanza impossibile. Ma può essere fatto semplicemente usando una bobina di normale cavo per altoparlanti, un transistor, un resistore e, naturalmente, una cella a matita da 1,5 V.

L'idea mi è stata suggerita da una delle appassionate follower di questo blog la signora MayaB, ecco i dettagli, impariamoli:

Funzionamento del circuito

Cordiali saluti, ho provato questo semplice JT usando un 40ft. cavo per altoparlanti accoppiato (24AWG) acquistato presso il negozio del dollaro (ovviamente, per $ 1).

Nessun toroide, nessuna barra di ferrite, solo un semplice nucleo d'aria avvolto per renderlo più simile a una bobina (circa 3 'di diametro) e legato il filo con una fascetta (in modo che il filo rimanga come una bobina).

Ho usato un transistor 2N2222, un resistore da 510 ohm (ho scoperto che è il migliore con l'aiuto del potenziometro) e sono stato in grado di accendere LUMINOSAMENTE quattro (che è tutto quello che avevo) LED ad alta potenza da 1 watt in serie (che richiede la stessa quantità di corrente come se fosse utilizzato per un solo LED) utilizzando due batterie AA da 1.5V (cioè 3V di alimentazione).

Può essere utilizzato solo un 1.5AA ma sarà debole (ovviamente). Ho anche aggiunto un diodo 1N4148 al pin del collettore del transistor appena prima del LED, ma non posso dire se ha aumentato la luminosità.

Molte persone hanno utilizzato un condensatore in parallelo alla batteria sostenendo che accenderà i LED più a lungo, non ho ancora testato quella parte.

Ho letto che l'aggiunta di un condensatore elettrolitico da 220uF / 50V in parallelo alla batteria farebbe funzionare le luci più a lungo, aggiungendo un condensatore a dischi ceramici da 470pF / 50V parallelo al resistore si ricollegherà la corrente di scarto nel resistore e aggiungendo un diodo 1N4148 (è un diodo di commutazione ma non so come avrebbe effetto la luminosità) al collettore del transistor prima che i LED in serie rendano i LED più luminosi.

Utilizzo di celle AAA da 1,5 V.

Non ho un oscilloscopio per controllare tutti gli effetti. Tuttavia, vorrei utilizzare batterie ricaricabili invece della normale batteria AAA da 1,5 V e renderlo un circuito autoregolato (o almeno semi-autoregolato) aggiungendo una cella solare calcolatrice e un mini Joule Thief su un piccolo toroide per continuare a caricare la batteria durerà molto più a lungo.

Ho infatti bisogno di aggiungere un LDR per accendere i LED solo al buio e ricaricare le batterie durante il giorno. I tuoi suggerimenti e idee sono sempre ben accetti. Grazie ancora per il tuo interesse.

Saluti,

MayaB

Schema elettrico

Immagini prototipo

Feedback da MayaB

Ciao Swagatam, Sebbene sia noto da tempo il circuito Joule Thief, non è qualcosa di nuovo che ho scoperto ma grazie per aver postato un nuovo articolo a nome mio, l'ho apprezzato.

Saluti, MayaB

Come migliorare la luminosità dei LED

Ps. Durante il fine settimana ho ibridato il tuo circuito con il circuito che ti ho mandato qui e si è rivelato abbagliante (attenzione: potrebbe accecarti la vista, hehe).

Ho usato lo stesso cavo dell'altoparlante (menzionato sopra), un transistor 8050SL, una resistenza da 2.2K (in parallelo con un condensatore da 470pf), un LED ad alta potenza da 1W, un'induttanza da 100uH (collegata dal collettore del transistor al rail positivo dell'alimentatore) e 1 diodo (1N5822 collegato alla base del transitor al rail positivo dell'alimentatore).

Ho usato due batterie AA da 1,5 V (totale di 3 V) per l'alimentazione. E a proposito, è possibile aggiungere un LDR tra il resistore 2.2K e il binario negativo per spegnere il LED durante la luce del giorno. Sfortunatamente, non è stato possibile accendere più di un LED da 1W con transistor 8050SL in questa configurazione.

Un altro design per l'illuminazione di LED ad alta potenza

Il concetto discute ancora un altro popolare circuito per ladri di joule, questa volta usando il potere BJT 2n3055, improvvisato dal mio vecchio amico Steven nel suo modo unico. Andiamo al cuore degli sviluppi con il seguente articolo:

In un articolo precedente abbiamo trattato alcune teorie interessanti riassunte come indicato di seguito:

• Stevens radiant joule thief circuito caricabatteria test e risultati domenica 9 maggio 2010.
• Il radiante circuito del ladro di joule che ho costruito da uno schema di circuito presente in un video di YouTube ed ecco i risultati Finora
• Con una batteria energizzante di dimensioni aa, con una tensione di misura di soli 1.029 volt rimasti in essa, ho ottenuto un'uscita dal caricabatterie radiante del ladro Joule di 12,16 volt @ 14,7 milli ampere.
• Test 2 usando una piccola batteria a23 con una tensione misurata di 9,72 volt, ho ottenuto 10,96 volt dal circuito a 0,325 milli ampere.
• Test 3 Ho usato una batteria ricaricabile nimh da 9 volt completamente carica con una carica misurata di 9,19 volt cc e ho ottenuto 51,4 volt a 137,3 milli ampere di uscita dal circuito del caricatore della batteria del ladro di joule radiante.
• Test 4 Ho usato una batteria a bottone 3575a con una carica misurata di 1,36 volt e ho ottenuto 12,59 volt a 8,30 milli ampere.
• Test 5 Ho usato una batteria a bottone l1154 con 1,31 volt misurati e ho ottenuto un'uscita di 12,90 volt @ 7,50 milli ampere.
• Con una batteria slr con una tensione di 12 Volt rimanenti ho ottenuto 54,9 volt di uscita a 0,15 ampere.

Ecco il disegno semplificato con cui ho costruito il caricabatterie per ladri Radiant joule. L'induttore l'ho avvolto così tanti giri finché non era più pieno per caricarsi.

Ma ho portato 2x 5 o 6 metri di filo di rame intrecciato di sezione sconosciuta dal filo isolato di Dicksmiths electronics, e l'ho avvolto per la maggior parte tranne che penso che siano rimasti pochi piedi.

Nell'ultimo test ho usato la batteria del mio elettrificatore a matita ma non ho misurato nuovamente i volt.

Ho alimentato il ladro di energia radiante Joule con esso e alle uscite ho messo un condensatore elettrolitico da 2200uf nominale a 50 volt.

Ho eseguito i cavi del mio multimetro da esso e mi sono alzato prima di fermarmi a 35,8 volt, e questa è la carica che viene alimentata nel condensatore per,

Prima di allora ricevevo 27,8 volt, ma poiché il condensatore si caricava oltre la metà del segno, l'aumento di tensione stava rallentando, forse a causa della tensione della batteria che si stava abbassando.

Dovrò rimisurare e ripetere il test in modo più dettagliato.

Il cortocircuito del condensatore ha prodotto un rumore di scatto e scintille. L'ho provato di nuovo caricandolo finora, ma questa volta ho scaricato la carica del condensatore nell'ingresso e questo ha illuminato il neon per un secondo prima che la carica del limite diminuisse

Il prossimo esperimento era diverso, avevo le uscite del mio misuratore impostate su un intervallo di 200 millivolt e l'ingresso negativo avevo il mio energizzatore A23 negativo seduto sull'ingresso negativo e il pozzetto positivo superiore

Il mio dito era su di esso solo in quanto per l'input positivo era passato a un rettangolo di circuito stampato all'estremità di un filo tenuto in aria da una clip di aligater.

La lettura stava salendo a un ritmo più veloce che ho ottenuto o 47,2 millivolt prima di interromperlo stavo ottenendo potenza

Un buon ritmo da nessuna parte con un circuito aperto qui, ma stavo anche tenendo la custodia della batteria mentre facevo l'esperimento. Ho appena ripetuto questi test e ora ho ottenuto risultati molto migliori .....

I miei test andranno avanti e vi terrò tutti aggiornati con le ultime novità, fino ad allora continuerò a fare il fai da te.

Bene, questi erano i 3 migliori circuiti che utilizzavano il concetto di ladro di joule che ho presentato per te, se hai altri esempi di questo tipo, sentiti libero di pubblicare le informazioni attraverso i tuoi preziosi commenti.

Riferimento: https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief