Joule Thief Լույսի ելքի չափազանց պարզ վերահսկմամբ `6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Joule Thief- ի սխեման հիանալի մուտքն է սկսնակ էլեկտրոնային փորձարարի համար և անհամար անգամ վերարտադրվել է, իսկապես Google- ի որոնումը տալիս է 245000 դիտում: Մինչ այժմ ամենահաճախ հանդիպվող միացումն այն է, ինչ ստորև ներկայացված 1 -ին քայլում է, որն աներևակայելի պարզ է ՝ բաղկացած չորս հիմնական բաղադրիչներից, բայց այս պարզության համար գին է վճարվում: 1.5 Վոլտ նոր մարտկոցով լույսի հզորությունը համարժեք էներգիայի սպառման դեպքում բարձր է, սակայն մարտկոցի ավելի ցածր լարման դեպքում լույսի և էներգիայի սպառումը նվազում է մինչև վոլտ լույսի հոսքի մոտ կեսը դադարում է:

Շղթան աղաղակում է ինչ -որ տեսակի վերահսկողության համար: Հեղինակը դրան հասել է անցյալում ՝ օգտագործելով տրանսֆորմատորի երրորդ ոլորուն ՝ վերահսկիչ լարումը ապահովելու համար, տես.

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

Ինչ վերահսկողություն էլ որ կիրառվի, այն պետք է ունենա հիմնական հատկություն, որով լույսի հոսքը անջատելը նաև նվազեցնում է էներգիայի սպառումը, այնպես որ ցածր լուսավորության պարամետրը հանգեցնում է մարտկոցի ցածր սպառման և մարտկոցի ավելի երկար տևողության: Այս հոդվածում մշակված սխեման հասնում է դրան և շատ ավելի պարզ է նրանով, որ լրացուցիչ ոլորուն անհրաժեշտ չէ և տալիս է կառավարման այնպիսի ձև, որը կարող է հետադարձ տեղադրվել գոյություն ունեցող շատ սխեմաների: Հոդվածի վերջում մենք ցույց ենք տալիս, թե ինչպես ավտոմատ կերպով անջատել միացումը ցերեկային լույսի ներքո, երբ տեղադրվում է որպես գիշերային լույս:

Ձեզ հարկավոր կլինի.

Երկու ընդհանուր նշանակության NPN տրանզիստոր: Ոչ կրիտիկական, բայց ես օգտագործել եմ 2N3904:

Մեկ սիլիկոնային դիոդ: Բոլորովին ոչ կրիտիկական և ուղղիչ դիոդ կամ ազդանշանային դիոդ լավ կլինի:

Ֆերիտ տորոիդ: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս ավելի ուշ տեքստում:

Մեկ 0.1 uF կոնդենսատոր: Ես օգտագործել եմ 35V Tantalum բաղադրիչ, բայց դուք կարող եք օգտագործել 1 uF սովորական էլեկտրոլիտիկ: Պահպանեք լարման վարկանիշը բարձր `35 կամ 50 Վոլտ գնահատականը չափազանց չէ, ինչպես զարգացման ընթացքում, և մինչ ձեր կառավարման հանգույցը փակելը, այս բաղադրիչի վրա կարող է կիրառվել բարձր լարում:

Մեկ 100uF էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր: 12 վոլտ աշխատելը լավ է այստեղ:

Մեկ 10 Կ Օմ դիմադրություն:

Մեկ 100 Կ Օմ դիմադրություն

Մեկ 220 Կ Օմ պոտենցիոմետր: Ոչ կրիտիկական և 100 K- ից մինչև 470 K միջակայքում գտնվող ցանկացած բան պետք է աշխատի:

PVC միայնակ միջուկով ամրացվող մետաղալար, որը ես ստանում եմ հեռացնելով հեռախոսի մալուխը

Շրջանը վաղ փուլերում ցուցադրելու համար ես օգտագործեցի մոդել AD-12 Solderless Breadboard, որը ձեռք էի բերել Maplin- ից:

Շղթայի մշտական տարբերակ արտադրելու համար դուք պետք է հագեցած լինեք տարրական էլեկտրոնային շինարարության համար, ներառյալ զոդումը: Շղթան այնուհետև կարող է կառուցվել Veroboard- ի կամ նմանատիպ նյութի վրա, ինչպես նաև ցուցադրվում է դատարկ տպագիր տպատախտակի միջոցով կառուցման այլ եղանակ:

Քայլ 1: Մեր հիմնական ջոուլ գողի շրջանը

Վերևում ներկայացված է սխեմայի սխեման և աշխատանքային սխեմայի տախտակի դասավորությունը:

Տրանսֆորմատորն այստեղ բաղկացած է 2 լոտից 15 պտույտով մեկ առանցքային ՊՎՔ մետաղալարից, որոնք փրկված են միմյանցից ոլորված և ֆերիտային տորոիդով փաթաթված երկարությունից. X 5,5 մմ Այս բաղադրիչի ընտրության հարցում հսկայական լայնություն կա, և ես նույն չափման ցուցանիշը չափել եմ Maplin բաղադրիչով չորս անգամ մեծ: Կա միտում, որ շինարարները օգտագործում են շատ փոքր ֆերիտե ուլունքներ, բայց սա այնքան փոքր է, որքան ես կցանկանայի:

Օգտագործված տրանզիստորը 2N3904 ընդհանուր օգտագործման NPN- ն է, բայց գրեթե ցանկացած NPN տրանզիստոր կաշխատի: Հիմնական ռեզիստորը 10K է, որտեղ դուք ավելի հաճախ կարող եք տեսնել 1K- ի օգտագործումը, բայց դա կարող է օգնել, երբ մենք հետագայում վերահսկողություն կիրառենք շղթայի վրա:

C1- ը անջատիչ կոնդենսատոր է `միացման աշխատանքների արդյունքում առաջացած անցումային անցումները հարթեցնելու և այդպիսով էլեկտրամատակարարման երկաթուղին մաքուր պահելու համար, դա լավ էլեկտրոնային տնտեսություն է, բայց այս բաղադրիչը հաճախ դուրս է մնում, ինչը կարող է հանգեցնել անկանխատեսելիության և անկանոն միացման աշխատանքի:

Քայլ 2: Հիմնական սխեմայի կատարում

Հիմնական սխեմայի կատարման որոշ գիտելիքներ կարող են ուսանելի լինել: Այդ նպատակով միացումը սնուցվում էր մատակարարման տարբեր լարումներով և չափվում էր համապատասխան ընթացիկ սպառումը: Արդյունքները ցուցադրվում են վերը նշված նկարում:

LED- ը սկսում է լույս արձակել 0.435 մատակարարման լարման հետ և սպառում է 0.82 մԱ հոսանք: 1.5 Վոլտ (նոր մարտկոցի արժեքը), LED- ը շատ պայծառ է, բայց հոսանքը 12 մԱ -ից բարձր է: Սա ցույց է տալիս վերահսկողության անհրաժեշտությունը. մենք պետք է կարողանանք լուսավորման թողունակությունը սահմանել ողջամիտ մակարդակի և դրանով իսկ մեծապես երկարացնել մարտկոցի կյանքը:

Քայլ 3: Կառավարման ավելացում

Լրացուցիչ կառավարման սխեմաների սխեման ցույց է տրված վերևի առաջին նկարում:

Երկրորդ 2N3904 (Q2) տրանզիստորն ավելացվել է տատանումների տրանզիստորային բազային միացված կոլեկտորով, (Q1.) Անջատելիս այս երկրորդ տրանզիստորը ոչ մի ազդեցություն չի ունենում տատանումների ֆունկցիայի վրա, բայց երբ այն միացված է, ցնցում է տատանումների տրանզիստորի հիմքը դեպի երկիր: այդպիսով նվազեցնելով տատանումների ելքը: Տատանվող տրանզիստորային կոլեկտորին միացված սիլիցիումի դիոդը ապահովում է շտկված լարում C2- ը ՝ 0.1 uF կոնդենսատոր լիցքավորելու համար: C2- ի կողքին կա 220kOhm պոտենցիոմետր (VR1,), և մաքրիչը կրկին միացված է հսկիչ տրանզիստորների բազային (Q2,) 100 օկմ ռեզիստորի միջոցով, որն ավարտում է օղակը: Պոտենցիոմետրի կարգավորումը այժմ վերահսկում է լույսի ելքը և այս դեպքում ընթացիկ սպառումը: Պոտենցիոմետրը նվազագույնի սահմանելով ՝ ընթացիկ սպառումը 110 միկրո Ամպեր է, երբ LED- ի համար, որը նոր է սկսում լուսավորվել, այն դեռ 110 միկրո Ամպեր է, իսկ LED լուսավորության դեպքում սպառումը 8.2 մԱ է. Մենք վերահսկողություն ունենք: Այս օրինակում էլեկտրամատակարարումը սնուցվում է մեկ Ni/Mh բջիջով 1.24 վոլտով:

Լրացուցիչ բաղադրիչները կարևոր չեն: Պոտենցիոմետրի համար `220 kOhm և Q2 բազային ռեզիստորի համար` 100 kOhm, կառավարման միացումը լավ է գործում, բայց տատանումների վրա շատ փոքր բեռ է դնում: 0.1 uF C2- ն ապահովում է սահուն ուղղված ազդանշան ՝ առանց մեծ ժամանակի հաստատուն ավելացնելու, և միացումն արագ արձագանքում է VR1- ի փոփոխություններին: Ես այստեղ տանտալ էլեկտրոլիտիկ էի օգտագործում, բայց կերամիկական կամ պոլիեսթեր բաղադրիչը նույնքան լավ կաշխատեր: Եթե այս բաղադրիչը հզորությամբ չափազանց բարձր եք դարձնում, ապա պոտենցիոմետրի փոփոխություններին արձագանքը դանդաղ է լինելու:

Վերոնշյալ վերջին երեք նկարները oscilloscope- ի էկրանից վերցված են միացումից `շահագործման ընթացքում և ցույց են տալիս լարումը տատանումների տրանզիստորի կոլեկտորի վրա: Առաջինը ցույց է տալիս օրինակը LED- ի նվազագույն պայծառությամբ և միացումն աշխատում է էներգիայի փոքր պոռթկումներով, որոնք գտնվում են լայն տարածության մեջ: Երկրորդ նկարը ցույց է տալիս LED- ի ավելացրած ելքի օրինակը, և էներգիայի պոռթկումներն այժմ ավելի հաճախակի են: Վերջինը լրիվ ելքի վրա է, և միացումն անցել է կայուն տատանումների:

Վերահսկողության նման պարզ մեթոդը ամբողջովին առանց խնդիրների չէ. կա DC ուղի դրական մատակարարման երկաթուղուց տրանսֆորմատորի ոլորունով դեպի տրանզիստորային կոլեկտոր և D1- ով: Սա նշանակում է, որ C2- ը գանձվում է մինչև մատակարարման երկաթուղու մակարդակը ՝ հանած դիոդի լարման առաջընթաց անկումը, այնուհետև դրան գումարվում է Joule Thief- ի արտադրած լարումը: Սա ոչ մի նշանակություն չունի 1.5 Վոլտ կամ ավելի մեկ բջիջ ունեցող նորմալ Joule Thief- ի աշխատանքի ընթացքում, բայց եթե դուք փորձեք միացումն ավելի մեծ լարումներով աշխատել մոտ 2 Վոլտից այն կողմ, ապա LED- ի ելքը չի կարող զրոյացվել: Սա Joule Thief- ի դիմումների գերակշիռ մասի հետ սովորական խնդիր չէ, բայց դա հետագա զարգացումների պոտենցիալ է, որը կարող է նշանակալից դառնալ, և այնուհետև պետք է դիմել տրանսֆորմատորի երրորդ ոլորուն վերահսկիչ լարման առաջացմանը: որն ապահովում է ամբողջական մեկուսացում:

Քայլ 4. Շրջանի կիրառումը 1

Արդյունավետ վերահսկողությամբ Joule Thief- ը կարող է շատ ավելի լայնորեն կիրառվել, և հնարավոր են իրական ծրագրեր, ինչպիսիք են ջահերը և գիշերային լույսերը `վերահսկվող լուսավորությամբ: Բացի այդ, ցածր լուսավորության պարամետրերով և էներգիայի ցածր սպառմամբ, հնարավոր են ծայրահեղ տնտեսական ծրագրեր:

Վերոնշյալ նկարները ցույց են տալիս այս հոդվածի բոլոր գաղափարները, որոնք մինչ այժմ համախմբվել են մի փոքր նախատիպի տախտակի վրա, իսկ ելքը համապատասխանաբար ցածր և բարձր սահմանել համապատասխանաբար նախապես տեղադրված պոտենցիոմետրով: Պղնձե ոլորունները տորոիդի վրա ավելի սովորական էմալացված պղնձե մետաղալարերից են:

Պետք է ասել, որ շինարարության այս ձևը անհասկանալի է, և հաջորդ քայլին օգտագործվող մեթոդը շատ ավելի հեշտ է:

Քայլ 5. Շղթայի կիրառում-2

Վերևի կոմպոզիտային նկարում պատկերված է շրջանի մեկ այլ իրացում, որն այս անգամ կառուցված է միակողմանի տպագիր տպատախտակի պղնձե կողմի վրա ՝ միակողմանի տպված տպատախտակի փոքր բարձիկներով, որոնք կպչված են MS պոլիմերային սոսինձով: Շինարարության այս ձևը շատ հեշտ է և ինտուիտիվ, քանի որ կարող եք միացնել շղթան `միացման սխեման կրկնօրինակելու համար: Բարձիկներն ամուր խարիսխ են դարձնում բաղադրամասերի համար, իսկ գետնին միացումները կատարվում են ներքևի պղնձի հիմքի վրա զոդման միջոցով:

Նկարը ցույց է տալիս, որ լուսադիոդն ամբողջությամբ լուսավորված է ձախ կողմում և հազիվ լուսավորված է աջից: Դա ձեռք է բերվում ինքնաթիռի հարմարվողական պոտենցիոմետրի պարզ ճշգրտմամբ:

Քայլ 6. Շղթայի կիրառում-3

Վերևի առաջին նկարի սխեմայի սխեման ցույց է տալիս 470k Օմ դիմադրություն `2 Վոլտ արևային բջիջով, որը միացված է Joule Thief կառավարման միացումին` արդյունավետորեն ներսից կտրող պոտենցիոմետրին զուգահեռ: Երկրորդ նկարը ցույց է տալիս 2 վոլտանոց արևային բջիջը (փրկված անհետացած պարտեզի արևի լույսից), որը միացված է նախորդ քայլին ցուցադրված հավաքույթին: Բջիջը գտնվում է ցերեկային լույսի ներքո և, հետևաբար, ապահովում է լարման, որն անջատում է միացումն ու LED- ն մարում: Շղթայի հոսանքը չափվել է 110 միկրո Ամպերով: Երրորդ նկարը ցույց է տալիս մի կափարիչ, որը տեղադրված է արևային բջիջի վրա, դրանով իսկ նմանեցնելով խավարը, և LED- ն այժմ լուսավորված է, և միացման հոսանքը չափվում է 9,6 մԱ -ով: Միացման/անջատման անցումը սուր չէ, և լույսը աստիճանաբար լուսանում է մթնշաղին: Ուշադրություն դարձրեք, որ արևային բջիջը օգտագործվում է որպես մարտկոցի միացման էժան կառավարման բաղադրիչ, ինքնին որևէ էներգիա չի մատակարարում:

Այս փուլում միացումը պոտենցիալ շատ օգտակար է: Solarգուշորեն տեղադրված պատուհանի վրա կամ պատուհանի գոգին, որը լիցքավորում է գերհզոր կոնդենսատոր կամ նիկել մետաղի հիդրիդ վերալիցքավորվող բջիջ, բարձր արդյունավետ մշտական գիշերային լույսը դառնում է հնարավոր ապագա նախագիծ: Երբ օգտագործվում է AA բջիջով լույսի հոսքը անջատելու և ցերեկը լույսը անջատելու ունակությունը նշանակում է, որ միացումն աշխատելու է երկար ժամանակ, մինչև մարտկոցի լարումը նվազի մինչև 0,6 վոլտ: Ի Whatնչ հոյակապ պատվիրված նվեր է պապիկներին և թոռներին նվիրելու համար: Այլ գաղափարներ ներառում են լուսավորված տիկնիկի տուն կամ լոգարանի գիշերային լույս, որը թույլ կտա պահպանել հիգիենայի չափանիշներն առանց գիշերային տեսողության կորստի. Հնարավորությունները հսկայական են: