3 melhores circuitos de ladrão de joule

3 melhores circuitos de ladrão de joule

Um circuito de ladrão de joule é basicamente um circuito de reforço de tensão auto-oscilante eficiente, construído usando um único transistor, resistor e um indutor, que pode aumentar tensões tão baixas quanto 0,4 V de qualquer célula AAA 1.5 morta, para níveis muito mais altos.

Tecnicamente, pode parecer impossível iluminar um LED de 3,3 V com uma fonte de 1,5 V, mas o conceito incrível de ladrão de joule torna isso muito fácil e eficaz, e virtualmente inacreditável. Além disso, o circuito também garante que nenhuma gota de 'joule' seja deixada sem uso na célula.

Um circuito de ladrão de joule é muito popular entre todos os entusiastas da eletrônica, porque o conceito nos permite operar até mesmo os LEDs brancos e azuis de uma fonte de 1,5 V que normalmente requerem 3 V para iluminar intensamente.



Design # 1: Driver LED Joule ladrão de 1 watt

O presente artigo discute 3 desses circuitos, no entanto, aqui substituímos o LED tradicional de 5 mm por um LED de 1 watt.

O conceito discutido aqui permanece exatamente idêntico à configuração usual de ladrão de joule, nós apenas substituímos o LED de 5 mm normalmente usado por um LED de 1 watt.

É claro que isso significaria que a bateria seria descarregada muito antes do que um LED de 5 mm, mas ainda é econômico do que usar duas células 1.5 e não incluir um circuito de ladrão de joule.

Vamos tentar entender a circuidade proposta com os seguintes pontos:

Se você vir o diagrama de circuito, a única parte aparentemente difícil é a bobina, o resto das peças são muito fáceis de configurar. No entanto, se você tiver um núcleo de ferrite adequado e alguns fios de cobre finos sobressalentes, você fará a bobina em minutos.

ladrão de joule simples

O projeto acima pode ser melhorado ainda mais anexando uma rede retificadora usando um diodo e um capacitor, conforme mostrado abaixo:

Lista de Peças

  • R1 = 1K, 1/4 watt
  • C1 = 0,0047uF / 50V
  • C2 = 1000uF / 25V
  • T1 = 2N2222
  • D1 = 1N4007 melhor se BA159 ou FR107 for usado
  • Bobina = 20 voltas de cada lado usando fio de cobre esmaltado de 1 mm sobre um anel de ferrite que acomoda o enrolamento confortavelmente

A bobina pode ser enrolada sobre um núcleo de ferrita torroidal T13 usando um fio de cobre superesmaltado de 0,2 mm ou 0,3 mm. Cerca de vinte voltas de cada lado serão o bastante. Na verdade, qualquer núcleo de ferrite, uma barra ou barra de ferrite também servirá bem ao propósito.

Depois de feito isso, é tudo sobre a fixação das peças da maneira mostrada.

Se tudo for feito corretamente, conectar uma célula de penlight de 1,5 V iluminará instantaneamente o LED de 1 watt conectado.

Se você achar que as conexões do circuito estão boas, mas o LED não acende, apenas troque os terminais do enrolamento da bobina (as extremidades primárias ou secundárias), isso resolveria o problema imediatamente.

Como funciona o circuito

Quando o circuito é ligado, T1 recebe um disparo de polarização via R1 e o enrolamento primário associado de TR1.

T1 liga e puxa toda a tensão de alimentação para o terra e, no curso, sufoca a corrente através do enrolamento primário da bobina de modo que a polarização para T2 seque, desligando T1 instantaneamente.

A situação acima DESLIGA a tensão através do enrolamento secundário, disparando uma fem reversa da bobina, que é efetivamente descarregada no LED conectado. O LED acende !!

No entanto, o fechamento de T1 instantaneamente também libera o enrolamento primário e o restaura à condição original, de forma que a tensão de alimentação agora pode passar para a base de T1. Isso inicia todo o processo mais uma vez e o ciclo se repete a uma frequência de cerca de 30 a 50 kHz.

O LED conectado também acende nessa taxa, no entanto, devido à persistência da visão, descobrimos que ele está continuamente iluminado.

Na verdade, o LED fica aceso apenas 50% do período de tempo, e é isso que torna a unidade tão econômica.

Além disso, como o TR1 é capaz de gerar tensões que podem ser muitas vezes maiores do que a tensão de alimentação, os 3,3 V necessários para o LED são mantidos mesmo depois que a tensão da célula caiu para cerca de 0,7 V, mantendo o LED bem iluminado mesmo nesses níveis.

Como enrolar a bobina Torroid

Como pode ser visto nos circuitos de ladrão de joule mostrados, a bobina é idealmente feita sobre um núcleo de toróide. Os detalhes da bobina podem ser encontrados no artigo a seguir. A estrutura da bobina é exatamente semelhante e compatível com os circuitos discutidos nesta página.

Circuito de overunity usando Joule Thief Concept

Lista de Peças

R1 = 1K, 1/4 watt T1 = 8050 TR1 = ver texto LED = 1 watt, célula de alto brilho = 1,5 V AAA penlight

O circuito acima também pode ser acionado usando um motor DC. Um simples diodo e uma retificação de capacitor de filtro seriam suficientes para converter a alimentação do motor adequada para iluminar o LED de forma muito brilhante.

Se a rotação do motor for sustentada com a ajuda de um arranjo turbina / hélice e operada por energia eólica, o LED pode ser mantido aceso continuamente, totalmente gratuito.

Lista de Peças
  • R1 = 1K, 1/4 watt
  • T1 = 8050
  • TR1 = ver texto
  • LED = 1 watt, célula de alto brilho = 1,5 V Ni-Cd
  • D1 --- D4 = 1N4007
  • C1 = 470uF / 25V
  • M1 = Motor pequeno 12 V DC com hélice

Projeto # 2: iluminando um LED azul com célula de 1,5 V

Os LEDs estão se tornando populares dia a dia e estão sendo incorporados para muitas aplicações onde uma solução econômica de iluminação se torna um problema. Os LEDs são por si só muito econômicos no que diz respeito ao consumo de energia, porém as pesquisas nunca estão satisfeitas e eles estão se esforçando, incansavelmente, para tornar o dispositivo ainda mais eficiente com seus requisitos de energia.

Aqui está um design alternativo de ladrão de joule de um driver de LED azul e branco simples que funciona com apenas 1,5 volts para os LEDs de 3,3 V iluminados e parece incrível e bom demais para ser verdade.

Se examinarmos a ficha técnica de um LED azul ou branco, podemos facilmente descobrir que esses dispositivos precisam de no mínimo 3 volts para acenderem de forma ideal.

No entanto, o projeto atual emprega apenas uma única célula de 1,5 V para produzir o mesmo que com uma bateria de 3 V.

É aí que toda a configuração se torna muito especial.

A Importância do Indutor

O truque está no indutor L1, que de fato se torna o coração do circuito.

Todo o circuito é construído em torno de um único componente ativo T1, que é conectado como uma chave e é responsável por acionar o LED em uma frequência muito alta e em uma tensão relativamente alta.

Assim, o LED nunca é LIGADO continuamente, mas permanece LIGADO apenas por uma certa parte do período de tempo, no entanto, devido à persistência da visão, descobrimos que ele está LIGADO permanentemente sem qualquer oscilação.

E devido a esta comutação parcial, o consumo de energia também se torna parcial, tornando o consumo muito econômico.

Este circuito de ladrão LED Joule pode ser simulado com os seguintes pontos:

Como funciona

Como pode ser visto no diagrama, o circuito envolve apenas um único transistor T1, um par de resistores R1, R2 e o indutor L1 para a operação principal.

Quando a energia é LIGADA, o transistor T1 é polarizado para frente instantaneamente através do meio enrolamento esquerdo de L1. Isso puxa a corrente armazenada dentro de L1 através do coletor de T1 para o aterramento, que é tecnicamente o dobro do valor da tensão de alimentação aplicada.

O aterramento de L1 desliga T1 instantaneamente, pois a ação inibe a corrente de polarização de base de T1.

Porém, no momento em que o T1 é desligado, um pico de tensão duas vezes o valor da tensão de alimentação, gerado como resultado de um EMF de retorno da bobina, é despejado dentro do Led, iluminando-o intensamente.

A condição, entretanto, permanece apenas por uma fração de segundo ou até menos quando o T1 é ligado novamente, porque seu coletor não está mais puxando a unidade de base para o solo durante esse instante.

O ciclo continua se repetindo, alternando o LED conforme descrito acima em uma taxa muito rápida.

O LED consome 20 mA nominais na condição LIGADO, tornando todo o processo realmente eficiente.

Fazendo a Bobina L1

A confecção de L1 não é de forma alguma difícil, na verdade não carrega muita criticidade, você pode tentar uma série de versões variando o número de voltas e experimentando materiais diferentes como o núcleo, é claro que todos devem ser magnético por natureza.

Para o circuito proposto, pode-se usar o fio de um transformador de 1 amp descartado. Use o fio do enrolamento secundário.

Um prego de 3 polegadas pode ser selecionado como o núcleo sobre o qual o fio acima precisa ser enrolado.

Inicialmente, você pode tentar enrolar cerca de 90 a 100 voltas sobre ele, não se esqueça de remover a torneira central na 50ª bobinagem.

Alternativamente, se você tiver alguns pedaços de fio de telefone em sua caixa de sucata, você pode experimentá-los para o design.

Rasgue um dos fios da seção dupla e enrole-o sobre um prego de ferro com cerca de 5 centímetros de comprimento. Enrole pelo menos 50 voltas e siga os procedimentos explicados acima.

O resto das coisas pode ser montado com a ajuda do esquema fornecido.

Ligar a alimentação do circuito montado acenderá instantaneamente o LED e você pode usar a unidade para qualquer aplicação desejada.

Lista de Peças

Você vai precisar das seguintes peças para o circuito de driver de LED branco / azul 1.5 proposto:

  • R1 = 1K5,
  • R2 = 22 Ohms,
  • C1 = 0,01uF
  • T1 = BC547B,
  • L1 = conforme explicado no texto.
  • SW1 = Pressione para ligar.
  • LED = 5 mm, LED azul, branco. Os LEDs UV também podem ser acionados com este circuito.
  • Fornecimento = De 1,5 célula de penlight ou uma célula de botão.

Projeto # 3: iluminando quatro LEDS de 1 watt com célula de 1,5 V

Você pode imaginar iluminar quatro números de LEDs de 1 watt por meio de algumas células de 1,5 V? Parece impossível. Mas isso pode ser feito simplesmente usando uma bobina de fio de alto-falante comum, um transistor, um resistor e, claro, uma célula lápis de 1,5V.

A ideia foi sugerida por uma das seguidoras entusiastas deste blog, Sra. MayaB, aqui estão os detalhes, vamos aprendê-los:

Operação de Circuito

Para sua informação, tentei este JT simples usando um 40 pés. fio de alto-falante emparelhado (24AWG) adquirido na loja do dólar (claro, por US $ 1).

Sem toróide, sem haste de ferrite, apenas núcleo de ar simples enrolado para torná-lo mais parecido com uma bobina (cerca de 3 'de diâmetro) e amarrado o fio com um laço de torção (para que o fio permaneça como uma bobina).

Usei o transistor 2N2222, o resistor de 510 ohm (descobri que é o melhor com a ajuda do potenciômetro) e fui capaz de acender quatro (isso é tudo que eu tinha) LED de alta potência de 1 watt em série (que requer a mesma quantidade de corrente como se fosse usado para apenas um LED) usando duas baterias AA de 1,5 V (isto é, fonte de alimentação de 3 V).

Pode ser usado apenas um 1.5AA, mas ficará escuro (é claro). Eu também adicionei um diodo 1N4148 no pino do coletor do transistor antes do LED, mas não posso dizer se aumentou o brilho.

Muitas pessoas têm usado um capacitor em paralelo com a bateria alegando que ele vai acender os LEDs por mais tempo, ainda não testei essa parte.

Eu li que adicionar um capacitor eletrolítico de 220uF / 50V paralelo à bateria faria as luzes funcionarem por mais tempo, adicionar um capacitor de disco de cerâmica 470pF / 50V paralelo ao resistor irá reconectar a corrente residual no resistor e adicionar um diodo 1N4148 (é um troca de diodo, mas não sei como isso afetaria o brilho) no coletor do transistor antes que os LEDs em série tornem os LEDs mais brilhantes.

Usando células AAA 1,5 V

Não tenho um osciloscópio para verificar todos esses efeitos. No entanto, eu gostaria de usar baterias recarregáveis ​​em vez da bateria normal AAA 1.5V e torná-lo circuito autorregulado (ou pelo menos semiautorregulado) adicionando uma célula solar calculadora e um mini Joule Thief em um pequeno toróide para continuar carregando a bateria para durar muito, muito mais.

Na verdade, preciso adicionar um LDR para acender os LEDs apenas no escuro e recarregar as baterias durante o dia. Suas sugestões e ideias são sempre bem vindas. Obrigado, mais uma vez, pelo seu interesse.

Cumprimentos,

MayaB

Diagrama de circuito


Imagens de protótipo

Feedback de MayaB

Olá Swagatam, Embora seja há muito conhecido o circuito Joule Thief, não é algo novo que eu descobri, mas obrigado por postar um novo artigo em meu nome, gostei.

Atenciosamente, MayaB

Como melhorar o brilho dos LEDs

Ps. No final de semana eu hibridei seu circuito com o circuito que mandei você aqui e ficou muito claro (aviso: pode cegar sua visão, hehe).

Usei o mesmo fio de alto-falante (mencionado acima), um transistor 8050SL, resistor 2.2K (em paralelo com um capacitor 470pf), um LED de alta potência de 1W, uma bobina de 100uH (conectada do coletor do transistor ao trilho positivo da fonte de alimentação) e 1 diodo (1N5822 conectado na base do transitor ao trilho positivo da fonte de alimentação).

Usei duas baterias AA de 1,5 V (total de 3 V) como fonte de alimentação. E aliás, um LDR entre o resistor 2.2K e o trilho negativo pode ser adicionado para desligar o LED durante o dia. Infelizmente, não conseguiu acender mais do que um LED de 1W com transistor 8050SL nesta configuração.

Outro projeto para iluminação de LEDs de alta potência

O conceito discute outro circuito popular de ladrão de joule, desta vez usando o poder BJT 2n3055, improvisado por meu velho amigo steven em sua própria maneira única. Vamos chegar ao cerne dos desenvolvimentos com o seguinte artigo:

Em alguns artigos anteriores, cobrimos algumas teorias interessantes resumidas conforme a seguir:

  • Teste do circuito do carregador de bateria do ladrão de joule radiante Stevens e resultados no domingo, 9 de maio de 2010.
  • O circuito do ladrão de joule radiante que construí a partir de um esquema de circuito apresentado em um vídeo do YouTube e aqui estão os resultados. Até agora
  • Com uma bateria energizer de tamanho aa, com uma tensão de medição de apenas 1,029 volts restante nela, obtive uma saída do carregador de bateria Joule ladrão radiante de 12,16 volts @ 14,7 mili amperes.
  • Teste 2 usando uma pequena bateria do energizador A23 com uma tensão medida de 9,72 volts nela, obtive 10,96 volts do circuito a 0,325 mili amperes.
  • Teste 3 Eu usei uma bateria recarregável nimh de 9 volts totalmente carregada com uma carga medida de 9,19 volts dc e obtive 51,4 volts a 137,3 mili amperes de saída do circuito do carregador de bateria joule radiante.
  • Teste 4 Eu usei uma bateria de célula de botão 3575a com uma carga medida de 1,36 volts nela e obtive 12,59 volts @ 8,30 mili amperes.
  • Teste 5 Eu usei uma bateria de célula tipo botão l1154 com 1,31 volts medidos nela e obtive uma saída de 12,90 volts a 7,50 mili amperes.
  • Com uma bateria slr com voltagem de 12 Volts restante, obtive uma saída de 54,9 volts a 0,15 amperes.

Aqui está o desenho simplificado que construí o carregador de bateria Radiant joule thief. O indutor que dei tantas voltas até que estava cheio para enrolar mais.

Mas eu trouxe 2x 5 ou 6 metros de comprimento de fio de cobre trançado de bitola desconhecida do fio isolado de eletrônica do dickmith, e enrolei a maior parte, exceto, acho que alguns pés sobraram.

No teste mais recente, usei minha bateria energizadora de lápis, mas não medi novamente os volts nela.

Alimentei o ladrão de energia radiante Joule com ele e nas saídas coloquei um capacitor eletrolítico de 2200 uF avaliado em 50 volts.

Passei os fios do meu multímetro a partir dele e levantei antes de parar 35,8 volts, e essa é a carga sendo alimentada no capacitor para,

Antes eu estava recebendo 27,8 volts, mas como o capacitor estava carregando além da marca da metade, a subida da tensão estava diminuindo, talvez devido à tensão da bateria estar baixa.

Terei que medi-lo novamente e fazer o teste novamente com mais detalhes.

O curto-circuito no capacitor deu um estalo e faíscas. Eu tentei novamente carregando-o até agora, mas desta vez eu despejei a carga do capacitor de volta na entrada e isso iluminou o néon por um segundo antes que a carga máxima diminuísse

O próximo experimento foi diferente. Eu tinha as saídas do meu medidor definidas para a faixa de 200 milivolts e a entrada negativa eu ​​tinha meu energizador A23 negativo na entrada negativa e no poço positivo superior

Meu dedo estava nele apenas para a entrada positiva, ele foi executado em um retângulo da placa de circuito na extremidade de um fio mantido no ar por um clipe de aligater.

A leitura estava subindo em uma taxa mais rápida. Eu obtive 47,2 milivolts antes de interrompê-la, eu estava obtendo potência em

Uma boa taxa de lugar nenhum com um circuito aberto aqui, mas eu também estava segurando o case da bateria enquanto fazia o experimento. Acabei de repetir esses testes e obtive resultados muito melhores agora ...

Meus testes continuarão, e vou mantê-los atualizados com as últimas novidades, até então, continue fazendo DIY.

Bem, estes foram os 3 melhores circuitos usando o conceito de ladrão de joule que apresentei para você, se você tiver mais alguns exemplos, sinta-se à vontade para postar a informação por meio de seus valiosos comentários.

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




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