Torcia Joule Thief con involucro: 16 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questo progetto imparerai come costruire un circuito Joule Thief e l'involucro appropriato per il circuito. Questo è un circuito relativamente facile per principianti e intermedi.

Un ladro di Joule segue un concetto molto semplice, che è anche simile al suo nome. Estrae o "ruba" joule (energia) dai sistemi a bassa tensione. Per esempio. La maggior parte delle batterie non funzionanti contiene ancora circa il 20%-30% di succo. Tuttavia la loro tensione è troppo bassa e non è in grado di alimentare nulla. Il circuito del ladro di Joule può effettivamente raccogliere questa energia a bassa tensione dalle batterie (o da qualsiasi fonte) e alimentare una luce LED standard da 5 mm in modo abbastanza brillante. L'uscita non è limitata a un LED.

Questo è un circuito molto facile, pratico e utile da avere in casa. Se non riesci a trovare una batteria funzionante di cui hai bisogno urgentemente o se desideri utilizzare completamente le batterie che acquisti, questo sarebbe perfetto per te.

Infine, questo Instructables mostrerà anche un involucro stampato in 3D per il ladro di Joule. Tuttavia, se non disponi di una stampante 3D, puoi dare un'occhiata alla mia scatola acrilica tagliata al laser o progettare tu stesso un involucro. Anche solo una scatola di plastica sarebbe soddisfacente. Non consiglierei di lasciare il circuito senza involucro.

Passaggio 1: forniture e strumenti

Forniture:

1. Tavola delle prestazioni

2. Portabatterie AA (può essere per 2 batterie o 1)

3. Toroide in ferrite (con due bobine sopra)

4. Interruttore di chiusura tattile

5. LED da 5 mm (qualsiasi colore)

6. Cornice LED da 5 mm + dado

7. Transistor NPN (ho usato C1815)

8. Dadi da 3 mm x4

9. Bulloni da 3 mm x2

10. Fili

Utensili:

1. Filo di saldatura e ferro

2. Pinze tagliafili

3. Multimetro (se non ne hai uno puoi crearne uno fai-da-te. Dai un'occhiata al mio multimetro alimentato da Arduino)

4. Pompa dissaldante (opzionale)

5. Pinze ad ago

6. Matita/penna/pennarello

7. Supercolla

Passaggio 2: schema del circuito e come funziona

Ecco uno che spiega molto bene come funziona un ladro di joule:

CREDITO A ELECTRONICGURU PER IMMAGINI

Passaggio 3: fissaggio del supporto della batteria all'imbarco

1. Usando un pennarello nero, ho segnato dove si trovavano i fori nel supporto della batteria sul PCB.

2. Ho usato le pinze tagliafili per fare i fori nella tavola di perforazione. Ben presto era abbastanza grande per il bullone da 3 mm. Se hai un trapano portatile o elettrico, questo processo è molto più semplice. È importante verificare se i fori sono abbastanza grandi per il tuo bullone.

3. Ho aggiunto un ulteriore set di dadi tra la scheda di perforazione e il supporto della batteria per impedire al bullone di sporgere così tanto dall'altra estremità.

4. Le due viti rimanenti sono state utilizzate per fissare il supporto della batteria sulla scheda perf.

Passaggio 4: comprensione del transistor C1815

Alcuni transistor hanno schemi e piedini diversi. Pertanto, solo come chiarimento, volevo indicare quali pin del transistor sono base/collettore/emettitore

Spostandoti da sinistra a destra con il lato piatto rivolto verso di te, i pin sono base, collettore ed emettitore in questo ordine. Questo è esattamente come mostrato nel diagramma.

Passaggio 5: preparazione del toroide in ferrite

Ho preso il toroide in ferrite da un circuito di un'auto RC rotto

1. Prendendo un sottile filo di rame smaltato ho avvolto la bobina intorno al ferritetoroide a forma di anello 7 volte. Guarda l'immagine

2. Il filo è stato tagliato dopo 7 bobine con lunghezza a disposizione per saldature e connessioni. La seconda bobina è iniziata nello stesso punto in cui è stata avviata la prima bobina. Seguendo la forma della prima bobina, anche la seconda bobina è stata estratta dopo 7 giri e tagliata con eccesso.

3. Per differenziare le bobine, la bobina 1 aveva gambe molto più lunghe della bobina 2.

4. Dato che il mio toroide in ferrite era molto piccolo, ho usato una bobina di rame molto sottile. Molto probabilmente 26 SWG. Se il tuo toroide è più grande, puoi usare cavi più grandi e anche normali

5. Dopo questo, avresti 4 diverse estremità del filo. 2 per la bobina 1 e 2 per la bobina 2. Questi 4 possono anche essere scritti come 2 per il lato iniziale e 2 per il lato finale.

6. Per semplificare il ricordo delle bobine, ho dato i seguenti nomi alle estremità della bobina. S1, S2, E1, E2. La S e la E stanno per lato iniziale e lato finale. 1 e 2 stanno per il numero della bobina.

7. S2 ed E1 sono avvolti insieme per fare un totale di 3 gambe. Rimangono S1, E2 e lato senza fiato.

Passaggio 6: preparazione del LED

1. Cornice LED collegata. Il LED si inserisce nella spina bianca. La spina bianca si inserisce nella cornice in metallo.

2. Cavi di saldatura sulle gambe del LED. Assicurati di sapere quale gamba è l'anodo e il catodo.

Passaggio 7: interruttore tattile e connessioni di saldatura

1. Cavo positivo della batteria collegato all'interruttore di chiusura

2. Parte avvolta della bobina del toroide in ferrite collegata all'altro terminale dello stesso interruttore a scatto.

3. E2 (end side-coil 2) è collegato a un resistore da 1K (marrone-nero-rosso).

4. S1 (lato avviamento - bobina 1) è collegato al pin del collettore del transistor.

Passaggio 8: transistor di saldatura e connessioni

1. Resistenza da 1K Ohm collegata al pin di base del transistor.

2. S1 collegato al pin del collettore del transistor.

Passaggio 9: saldatura sul LED

1. L'anodo del LED si collega al collettore del transistor.

2. Il catodo del LED si collega all'emettitore del transistor.

Passaggio 10: alloggiamento del modello 3D

1. Ho usato Fusion360 per progettare l'alloggiamento per il circuito.

2. Di seguito sono stati allegati un file.step e.gcode. Se desideri modificare l'alloggiamento, scarica il file.step e utilizza un software di modellazione 3D per modificarlo.

3. Se vuoi passare direttamente alla stampa 3D del modello, puoi scaricare il file.gcode e caricarlo sulla tua stampante. Il tempo di stampa è di circa 14 ore. Le dimensioni approssimative del modello sono 150 mm x 80 mm x 100 mm.

4. Ho usato Ultimaker Cura come affettatrice ed Ender 3 come stampante 3D.

Dettagli sull'alloggio:

1. Il design sta cercando di replicare la forma di un mouse da tastiera. Facile da indossare per la tua mano. Ergonomico

2. C'è un pannello posteriore fissato con elastici. Gli elastici si inseriscono nelle scanalature che tengono saldamente entrambi i pezzi, pur facilitando la rimozione e l'accesso ai circuiti interni.

3. Sono presenti 2 fori per la cornice del LED e per l'interruttore di chiusura.

Passaggio 11: stampa 3D

1. Ho usato Ultimaker Cura come affettatrice e Ender 3 come stampante 3D.

2. Il file è stato caricato sulla stampante 3D. Le preimpostazioni di temperatura erano 200 gradi C per l'ugello e 50 gradi C per il letto.

3. La stampa ha richiesto circa 13,5 ore. Usando le pinze ho rimosso il modello dalla piattaforma e ho rimosso i supporti.

4. Il foro per l'interruttore di chiusura era un po' piccolo, quindi l'ho levigato usando una lima sottile.

Passaggio 12: collegamento del pulsante e della cornice LED al modello

1. L'interruttore di chiusura e il LED+bezel dovevano essere dissaldati e rimossi dalla scheda perforatrice in modo che potessero essere fissati all'alloggiamento.

2. L'interruttore di chiusura è stato saldato a un piccolo pezzo di scheda perforata e i cavi sono stati fissati ai relativi pin. Ciò rende più facile fissare l'interruttore nel foro.

3. La cornice LED è stata inserita attraverso il foro rotondo nella parte anteriore del modello. Un dado è stato aggiunto all'altro lato e serrato con le pinze.

Passaggio 13: terminare di nuovo il circuito

1. I cavi dell'interruttore a scatto sono stati saldati nel circuito principale.

2. È stata inserita della supercolla tra la superficie interna del modello e il piccolo pezzo di tavola perforata per tenere in posizione l'interruttore.

3. Anche i cavi dei LED sono stati risaldati nel circuito.

Passaggio 14: collegamento del pannello posteriore

1. Ho realizzato piccoli elastici usando un paio di più grandi.

2. Il pannello posteriore è stato posizionato sulla base del modello e gli elastici sono stati avvolti nelle scanalature.