3 beste Joule-diefcircuits

Een joule-diefcircuit is in feite een efficiënt, zelfoscillerend spanningsverhogingscircuit, gebouwd met behulp van een enkele transistor, weerstand en een inductor, die spanningen tot wel 0,4 V van elke dode AAA 1.5-cel naar veel hogere niveaus kan opvoeren.

Technisch gezien lijkt het misschien onmogelijk om een ​​3,3 V LED te verlichten met een 1,5 V bron, maar het verbazingwekkende concept van joule-dief maakt deze look zo gemakkelijk en effectief, en vrijwel ongelooflijk. Bovendien zorgt de schakeling ervoor dat er geen enkele druppel 'joule' ongebruikt blijft in de cel.

Een joule-diefcircuit is behoorlijk populair bij alle elektronische hobbyisten, omdat het concept ons in staat stelt om zelfs de witte en blauwe LED's te bedienen vanaf een 1.5V-bron die normaal 3V nodig heeft om helder te verlichten.

Ontwerp # 1: Joule-dief 1 watt LED-driver

In dit artikel worden 3 van dergelijke circuits besproken, maar hier vervangen we de traditionele 5 mm LED door een 1 watt LED.

Het hier besproken concept blijft exact identiek aan de gebruikelijke joule dief configuratie, we vervangen gewoon de normaal gebruikte 5mm LED door een 1 watt LED.

Dit zou natuurlijk betekenen dat de batterij behoorlijk veel eerder leeg raakt dan een 5 mm LED, maar het is nog steeds zuinig dan het gebruik van twee 1,5 cellen en zonder een joule-diefcircuit.

Laten we proberen de voorgestelde circuïteit te begrijpen met de volgende punten:

Als je het schakelschema ziet, is het enige schijnbaar moeilijke onderdeel de spoel, de rest van de onderdelen zijn gewoon te gemakkelijk te configureren. Als je echter een geschikte ferrietkern hebt en wat reserve dunne koperdraadjes, zou je de spoel binnen enkele minuten maken.

Het bovenstaande ontwerp kan verder worden verbeterd door een gelijkrichtnetwerk aan te sluiten met behulp van een diode en een condensator, zoals hieronder weergegeven:

Onderdelen lijst

• R1 = 1K, 1/4 watt
• C1 = 0,0047 uF / 50 V.
• C2 = 1000 uF / 25 V.
• T1 = 2N2222
• D1 = 1N4007 beter als BA159 of FR107 wordt gebruikt
• Spoel = 20 windingen aan elke kant met 1 mm geëmailleerd koperdraad over een ferrietring die het opwikkelen comfortabel opvangt

De spoel kan over een T13 torroïde ferrietkern worden gewikkeld met behulp van een 0,2 mm of 0,3 mm supergeëmailleerde koperdraad. Ongeveer twintig beurten aan elke kant zijn voldoende. In feite zal elke ferrietkern dat doen, een ferrietstaaf of staaf zal ook het doel dienen.

Nadat dit is gedaan, gaat het erom de onderdelen op de getoonde manier te bevestigen.

Als alles correct is gedaan, zou het aansluiten van een 1,5 V penlight-cel de aangesloten 1 watt-LED onmiddellijk zeer helder verlichten.

Als u vindt dat de circuitaansluitingen in orde zijn maar de LED niet oplicht, verwissel dan gewoon de spoelwikkelingsterminals (ofwel de primaire uiteinden of de secundaire uiteinden), dit zou het probleem onmiddellijk oplossen.

Hoe het circuit functioneert

Wanneer de schakeling is ingeschakeld, ontvangt T1 een voorspanningstrekker via R1 en de bijbehorende primaire wikkeling van TR1.

T1 schakelt AAN en trekt de gehele voedingsspanning naar aarde en smoort in de loop de stroom over de primaire wikkeling van de spoel zodat de voorspanning naar T2 opdroogt, waardoor T1 ogenblikkelijk wordt uitgeschakeld.

De bovenstaande situatie schakelt de spanning over de secundaire wikkeling uit, waardoor een omgekeerde emf van de spoel wordt geactiveerd die effectief over de aangesloten LED wordt gedumpt. De LED licht op !!

Door het afsluiten van T1 wordt echter onmiddellijk de primaire wikkeling vrijgegeven en in de oorspronkelijke toestand hersteld, zodat de voedingsspanning nu over kan gaan naar de basis van T1. Dit start het hele proces opnieuw en de cyclus herhaalt zich met een frequentie van ongeveer 30 tot 50 kHz.

De aangesloten LED licht ook in deze snelheid op, maar door het aanhoudende zicht zien we dat deze continu verlicht is.

Eigenlijk brandt de LED maar voor 50 procent van de tijdsperiode, en dat maakt het apparaat zo zuinig.

Ook omdat TR1 in staat is om spanningen te genereren die vele malen groter kunnen zijn dan de voedingsspanning, blijft de vereiste 3.3V naar de LED behouden, zelfs nadat de celspanning is gedaald tot ongeveer 0.7V, waardoor de LED zelfs op deze niveaus goed verlicht blijft.

Hoe de Torroid-spoel op te winden

Zoals te zien is in de getoonde joule-diefcircuits, is de spoel idealiter gemaakt over een torroïde kern. De details van de spoel zijn te vinden in het volgende artikel. De structuur van de spoel is exact gelijk en compatibel met de circuits die op deze pagina worden besproken.

Overunity Circuit met behulp van Joule Thief Concept

Onderdelen lijst

R1 = 1K, 1/4 watt T1 = 8050 TR1 = zie tekst LED = 1 watt, hoge heldere cel = 1.5V AAA penlight

Het bovenstaande circuit kan ook worden aangedreven met behulp van een DC-motor. Een eenvoudige diode en een filtercondensator-gelijkrichting zouden voldoende zijn om de voeding van de motor geschikt te maken om de LED zeer helder te verlichten.

Als de motorrotatie wordt gehandhaafd met behulp van een turbine / propeller-opstelling en wordt aangedreven door windenergie, kan de LED continu blijven branden, absoluut gratis.

Onderdelen lijst

• R1 = 1K, 1/4 watt
• T1 = 8050
• TR1 = zie tekst
• LED = 1 watt, hoge heldere cel = 1,5 V Ni-Cd
• D1 --- D4 = 1N4007
• C1 = 470 uF / 25 V.
• M1 = Kleine 12V DC-motor met propeller

Ontwerp # 2: Een blauwe LED verlichten met een cel van 1,5 V

LED's worden met de dag populair en worden voor veel toepassingen gebruikt waar een economische verlichtingsoplossing een probleem wordt. Leds zijn op zichzelf erg zuinig wat betreft stroomverbruik, maar de onderzoeken zijn nooit tevreden en ze proberen hard en onophoudelijk om het apparaat nog efficiënter te maken met hun stroomvereisten.

Hier is een alternatief joule-diefontwerp van een eenvoudige blauwe en witte LED-driver die werkt met slechts 1,5 volt voor de oplichtende 3,3V-LED's, en er geweldig uitziet en te mooi om waar te zijn.

Als we de datasheet van een blauwe of een witte LED doornemen, kunnen we gemakkelijk zien dat deze apparaten minimaal 3 volt nodig hebben om optimaal op te lichten.

Het huidige ontwerp gebruikt echter slechts een enkele cel van 1,5 V om hetzelfde te produceren als bij een 3 V-batterij.

Dat is waar de hele configuratie heel bijzonder wordt.

Het belang van inductor

De truc ligt bij de inductor L1 die in feite het hart van het circuit wordt.

De hele schakeling is opgebouwd rond een enkele actieve component T1, die als schakelaar is bedraad en verantwoordelijk is voor het schakelen van de LED op een zeer hoge frequentie en op een relatief hoge spanning.

De LED wordt dus nooit continu ingeschakeld, maar blijft slechts gedurende een bepaald deel van de tijdsperiode AAN, maar als gevolg van aanhoudend zicht merken we dat hij permanent AAN is zonder enige oscillatie.

En door deze gedeeltelijke omschakeling wordt het stroomverbruik ook gedeeltelijk waardoor het verbruik zeer economisch wordt.

Dit LED Joule-diefcircuit kan worden gesimuleerd met de volgende punten:

Hoe het werkt

Zoals te zien is in het diagram, omvat de schakeling slechts een enkele transistor T1, een paar weerstanden R1, R2 en de inductor L1 voor de hoofdwerking.

Wanneer de stroom is ingeschakeld, wordt transistor T1 ogenblikkelijk voorwaarts voorgespannen door de linker halve wikkeling van L1. Dit trekt de stroom die is opgeslagen in L1 door de collector van T1 naar aarde, wat technisch tweemaal de waarde is van de toegepaste voedingsspanning.

De aarding van L1 schakelt T1 onmiddellijk uit omdat de actie de basisinstelstroom van T1 onderdrukt.

Maar op het moment dat T1 uitschakelt, wordt een piekspanning die tweemaal de waarde van de voedingsspanning is, gegenereerd als gevolg van een tegen-EMF van de spoel, in de led gedumpt en wordt deze helder verlicht.

De toestand blijft echter slechts een fractie van een seconde of zelfs korter wanneer de T1 opnieuw wordt ingeschakeld, omdat de collector op dat moment de basisaandrijving niet langer naar de grond trekt.

De cyclus blijft zich herhalen, waarbij de LED in een zeer snel tempo wordt omgeschakeld zoals hierboven beschreven.

De LED verbruikt nominaal 20 mA in ingeschakelde toestand, wat de hele procedure echt efficiënt maakt.

De spoel L1 maken

Het maken van L1 is helemaal niet moeilijk, in feite heeft het niet veel kritiek, je kunt een aantal versies proberen door het aantal beurten te variëren en door ander materiaal als de kern uit te proberen, ze moeten natuurlijk allemaal zijn magnetisch van aard.

Voor het voorgestelde circuit kan men de draad van een afgedankte 1amp-transformator gebruiken. Gebruik de secundaire wikkeldraad.

Een spijker van 7,5 cm kan worden gekozen als de kern waarover de bovenstaande draad moet worden gewikkeld.

In eerste instantie kunt u proberen er ongeveer 90 tot 100 omwentelingen overheen te draaien, vergeet niet de middelste kraan bij de 50e winding te verwijderen.

Als alternatief, als u wat lengtes telefoondraad in uw rommeldoos heeft, kunt u dit proberen voor het ontwerp.

Scheur een van de draden van de dubbele sectie los en wikkel deze over een ijzeren spijker van ongeveer 5 cm lang. Wind minstens 50 bochten en volg de procedures zoals hierboven uitgelegd.

De rest van de dingen kan worden geassembleerd met behulp van het gegeven schema.

Als u de stroom naar het geassembleerde circuit inschakelt, gaat de LED onmiddellijk branden en kunt u het apparaat voor elke relevante gewenste toepassing gebruiken.

Onderdelen lijst

U heeft de volgende onderdelen nodig voor het voorgestelde 1,5 witte / blauwe LED-stuurcircuit:

• R1 = 1K5,
• R2 = 22 ohm,
• C1 = 0,01 uF
• T1 = BC547B,
• L1 = zoals uitgelegd in de tekst.
• SW1 = Druk op AAN-schakelaar.
• LED = 5 mm, blauwe, witte LED. Met dit circuit kunnen ook UV-leds worden aangestuurd.
• Levering = Vanaf 1,5 penlight-cel of een knoopcel.

Ontwerp # 3: verlichting van vier 1 watt LEDS met 1.5V cel

Kun je je voorstellen dat je vier nummers van 1 watt LED's verlicht door een paar 1,5 V-cellen? Ziet er bijna onmogelijk uit. Maar het kan eenvoudig worden gedaan met een spoel van gewone luidsprekerdraad, een transistor, een weerstand en natuurlijk een potloodcel van 1,5 V.

Het idee werd mij voorgesteld door een van de enthousiaste volgers van deze blog, mevrouw MayaB, hier zijn de details, laten we ze leren:

Circuit werking

Ter info, ik heb deze eenvoudige JT geprobeerd met een 40ft. gepaarde luidsprekerkabel (24AWG) gekocht bij dollarwinkel (natuurlijk voor $ 1).

Geen torroid, geen ferrietstaaf, gewoon een simpele luchtkern om het meer als een spoel te maken (ongeveer 3 'diameter) en de draad vastgebonden met een twistie-band (zodat de draad als een spoel blijft).

Ik gebruikte een 2N2222 transistor, een weerstand van 510 ohm (ontdekte dat dit de beste is met behulp van een potentiometer) en kon vier (dat is alles wat ik had) HELDERE 1-watt high power LED in serie aansteken (die dezelfde hoeveelheid stroom vereist alsof het werd gebruikt voor slechts één LED) met behulp van twee 1.5V AA-batterijen (dat is 3V voeding).

Kan slechts één 1.5AA worden gebruikt, maar zal (natuurlijk) zwak zijn. Ik heb ook een diode 1N4148 toegevoegd aan de collecterpen van de transistor net voor de LED, maar ik kan niet zeggen of deze de helderheid heeft verhoogd.

Veel mensen hebben een condensator parallel aan de batterij gebruikt en beweren dat het de LED's langer zal laten branden, ik heb dat onderdeel nog niet getest.

Ik heb gelezen dat het toevoegen van een 220uF / 50V elektrolytische condensator parallel aan de batterij de lichten langer zou laten werken, het toevoegen van een 470pF / 50V keramische schijfcondensator parallel aan de weerstand zal de afvalstroom in de weerstand recupereren en een 1N4148-diode toevoegen (het is een schakeldiode maar ik weet niet hoe dat de helderheid zou beïnvloeden) bij de collector van de transistor voordat de LED's in serie de LED's helderder maken.

Met behulp van AAA 1.5V-cellen

Ik heb geen oscilloscoop om al die effecten te controleren. Ik zou echter graag oplaadbare batterijen willen gebruiken in plaats van een gewone AAA 1.5V-batterij en het zelfregulerend (of op zijn minst semi-zelfregulerend) circuit maken door een rekenmachine-zonnecel en een mini Joule Thief op een kleine ringkern toe te voegen om te blijven opladen de batterij gaat veel veel langer mee.

Ik moet inderdaad een LDR toevoegen om de LED's alleen in het donker aan te steken en de batterijen overdag op te laden. Uw suggesties en ideeën zijn altijd welkom. Nogmaals bedankt voor uw interesse.

Vriendelijke groeten,

MayaB

Schakelschema

Prototype afbeeldingen

Feedback van MayaB

Hallo Swagatam, Hoewel het Joule Thief-circuit al lang bekend is, heb ik niet iets nieuws ontdekt, maar bedankt voor het plaatsen van een nieuw artikel namens mij, ik waardeerde het.

Met vriendelijke groet, MayaB

Hoe de helderheid van de LED's te verbeteren

Ps. In het weekend heb ik je circuit gehybridiseerd met het circuit dat ik je hierheen heb gestuurd en het bleek oogverblindend helder te zijn (waarschuwing: kan je gezichtsvermogen verblinden, hehe).

Ik gebruikte dezelfde luidsprekerkabel (hierboven genoemd), een 8050SL transistor, 2.2K weerstand (parallel met een 470pf condensator), een 1W high power LED, een 100uH smoorspoel (verbonden van collector van de transistor naar de positieve rail van de voeding) , en 1 diode (1N5822 verbonden aan de basis van de transitor met de positieve rail van de voeding).

Ik heb twee 1.5V (totaal 3V) AA-batterijen gebruikt voor de stroomvoorziening. En trouwens, een LDR tussen 2.2K weerstand en de negatieve rail kan worden toegevoegd om de LED overdag uit te schakelen. Helaas kon in deze configuratie niet meer dan één 1W LED met 8050SL transistor oplichten.

Een ander ontwerp voor het verlichten van krachtige LED's

Het concept bespreekt nog een ander populair joule-diefcircuit, dit keer met behulp van kracht BJT 2n3055, geïmproviseerd door mijn oude vriend Steven op zijn eigen unieke manier. Laten we met het volgende artikel naar de kern van de ontwikkelingen gaan:

In een paar eerdere artikelen hebben we enkele interessante theorieën behandeld die hieronder zijn samengevat:

• Stevens stralende joule dief batterijlader circuittests en resultaten zondag 9 mei 2010.
• Het stralende joule-diefcircuit dat ik heb gebouwd Van een schakelschema op een youtube-video en hier zijn de resultaten tot nu toe
• Met een aa-formaat schrikdraadbatterij, met een meetspanning van slechts 1,029 volt erin, kreeg ik een output van de stralende Joule-diefbatterijlader van 12,16 volt @ 14,7 milli ampère.
• Test 2 met een kleine a23 schrikdraadbatterij. Met een gemeten spanning van 9,72 volt erin kreeg ik 10,96 volt uit het circuit @ 0,325 milli ampère.
• Test 3 Ik gebruikte een volledig opgeladen nimh oplaadbare 9 volt batterij met een gemeten lading van 9,19 volt gelijkstroom erin en ik kreeg 51,4 volt @ 137,3 milli ampère output van het stralende joule diefbatterijoplaadcircuit.
• Test 4 Ik gebruikte een 3575a knoopcelbatterij met een gemeten lading van 1,36 volt erin en ik kreeg 12,59 volt bij 8,30 milli ampère.
• Test 5 Ik gebruikte een L1154 knoopcelbatterij met 1,31 volt erin gemeten en ik kreeg een output van 12,90 volt @ 7,50 milli ampère.
• Met een slr-batterij met een spanning van 12 volt erin, kreeg ik 54,9 volt bij 0,15 ampère.

Hier is de vereenvoudigde tekening waarmee ik de Radiant joule-diefbatterijlader heb gebouwd. De inductor Ik wond zoveel bochten dat het te vol was om meer op te winden.

Maar ik heb 2x 5 of 6 meter lengtes gestrande koperdraad meegebracht van onbekende dikte van de elektronicadraad van Dicksmiths, en ik wond het meeste op, behalve dat ik denk dat er nog een paar meter over is.

Bij de laatste test heb ik mijn potlood-energizer-batterij gebruikt, maar ik heb de volt erin niet opnieuw gemeten.

Ik heb de stralingsenergie Joule-dief ermee aangedreven en bij de uitgangen heb ik een 2200uf elektrolytische condensator geplaatst van 50 volt.

Ik heb mijn multimeterkabels eraf gehaald en kwam tot voordat ik stopte 35,8 volt, en dat is de lading die in de condensator wordt gevoerd naar,

Daarvoor kreeg ik 27,8 volt, maar toen de condensator halverwege het opladen aan het opladen was, vertraagde de spanningsstijging, misschien omdat de spanning van de batterij bijna leeg was.

Ik zal het opnieuw moeten meten en de test opnieuw in meer detail moeten doen.

Het kortsluiten van de condensator gaf een klikgeluid En vonken. Ik heb het tot nu toe opnieuw geprobeerd op te laden, maar deze keer heb ik de condensatorlading terug in de ingang gedumpt en dit verlichtte het neon- voor een seconde voordat de dop-lading naar beneden ging

Het volgende experiment was anders, ik had de uitgangen naar mijn meter ingesteld op een bereik van 200 millivolt en de negatieve ingang had ik mijn A23-energizer negatief op de negatieve ingang en de bovenste positieve put

Mijn vinger zat er alleen op omdat het voor de positieve input naar een rechthoekig stuk printplaat werd geleid aan het uiteinde van een draad die in de lucht werd gehouden door een aligaterclip.

De aflezing klom in een sneller tempo, ik kreeg 47.2 millivolt voordat ik ermee stopte, ik kreeg stroom

Een goed tarief van nergens met een open circuit hier, maar ik hield ook de batterijbehuizing vast tijdens het experiment. Ik heb deze tests net herhaald en kreeg nu veel betere resultaten .....

Mijn tests gaan door en ik zal jullie allemaal op de hoogte houden van het laatste, tot die tijd doorgaan met klussen.

Welnu, dit waren de 3 beste circuits met het joule-diefconcept dat ik voor je heb gepresenteerd, als je nog meer van dergelijke voorbeelden hebt, aarzel dan niet om de info te posten via je waardevolle opmerkingen.

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