Come fare un ladro di Joule: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Un Joule Thief (JT) è un trasformatore di tensione elevatore basato sulla modalità di funzionamento di un PWM (Pulse Width Modulation), produce un'oscillazione in un induttore con l'aiuto di un transistor (2N3904, 2N2222, …) quindi l'uscita dell'induttore è la tua nuova tensione. Il risultato è che puoi accendere un LED bianco, blu o anche ultravioletto con una singola cella da 1,5 V (AA, AAA o qualsiasi tipo di cella, ho usato anche una cella da orologio). Questo circuito di "ripetitore di tensione" non è molto efficiente ma può utilizzare batterie quasi scariche. Se non accendi un microcontrollore sono qualcosa che potrebbe essere disturbato dalla tensione e dall'oscillazione di potenza dell'uscita, ci sono alcuni booster di tensione step-up dedicati come l'IC di Maxim con un'efficienza del 90%. Con un induttore più grande e un altro transistor è possibile ottenere un voltaggio molto alto, ho visto sul web dei JT che possono illuminare un tubo al neon da una batteria al piombo da 12v.

Passaggio 1: strumenti

Saldatore, Dremel, Colla a caldo, Cutter o Exacto Knive e… un paio di mani.

Passaggio 2: parti

- 1 toroide in ferrite (può essere acquistato o recuperato da una vecchia scheda madre del PC o da un alimentatore per PC)

- 1 metro di filo di rame smaltato con un diametro di 0,5 mm (il mio l'ho preso da un vecchio trasformatore) - 1 transistor (qualsiasi transistor NPN come 2N3904, 2N2222, … leggi le schede tecniche) userò un 2N3904 - 1 resistore 1kohm marrone -nero-rosso (un resistore variabile da 1k che rende facile "sintonizzare" il JT per tensioni più basse) - 1 pcb di 1 cm X 1 cm è il più piccolo (il mio è 1 cm x 2,5 cm per le 2 viti per fissarlo, e viene recuperato dalla spazzatura)

Passaggio 3: avvolgimento del toroide (trasformatore)

Il circuito funziona da 30 a 50.000 cicli al secondo, quindi il trasformatore deve essere realizzato con un materiale adatto a quelle frequenze. Fortunatamente, piccole perle di ferrite utilizzate per la soppressione del rumore elettrico ecc. sono prontamente disponibili e funzionano bene per questo compito. Per avvolgerlo, prendi il sottile filo di rame rivestito di smalto e piegalo a metà. Ora, passa l'estremità piegata attraverso il nucleo per la maggior parte in modo che le due estremità libere sporgano di circa 40 mm dal nucleo. Incollali sul nucleo uno accanto all'altro e lascia che la colla si fissi. La colla a caldo lo rende semplice e veloce, ma assicurati di usare solo un piccolo punto di colla. A questo punto, avvolgere 20 spire sul nucleo di ferrite in una fase bifilare (beh, proprio come si usa il filo bipolare!) e una volta terminato, stendere le spire in modo uniforme attorno al nucleo e incollare l'altra estremità (l'estremità piegata) del filo all'anima per impedirne lo svolgimento. Il modo migliore per farlo è mettere un piccolo schizzo di colla a caldo nel foro del nucleo di ferrite. Questo impedisce agli avvolgimenti di muoversi o svolgersi. Cerca di mantenere le spire il più strette possibile contro il nucleo, ma i piccoli spazi tra il filo e il nucleo sono ok. Ora devi tagliare l'estremità piegata del filo in modo da avere due avvolgimenti separati sul nucleo. Tagliare le estremità del filo a circa 20 mm di lunghezza e rimuovere il rivestimento di smalto. Una volta spellate le estremità del filo, utilizzare un multimetro per trovare le due estremità di ciascun avvolgimento. Diventano avvolgimenti A e B. Le estremità dei fili A1 e B1 iniziano nello stesso punto sul trasformatore, così come A2 e B2. Un altro modo per avvolgere questo https://www.flickr.com/photos/oskay/1830118932/in/ photostream/.2N3904 Scheda tecnica (pdf)

Passaggio 4: osservazioni

1. Il mio JT è fatto allo scopo di illuminare un singolo LED bianco, ecco perché ho sperimentato diverse dimensioni del toroide e diversi tipi di filo fino a ottenere il minor consumo di batteria, 17 mA. (il mio primo toroide che ho realizzato ha ottenuto un sano 45mA).

2. JT può pilotare più LED in serie, metterli in parallelo è una cattiva idea, ne accenderà solo un piccolo numero e lo scarico aumenterà inutilmente. 3. Leggi la scheda tecnica del transistor che usi e non superare la potenza e l'intensità massime specificate lì o brucerà il transistor. 4. L'aggiunta di un condensatore ceramico (104 o inferiore) in parallelo ridurrà il consumo di LED e potrà quindi accendere più LED. Mettere un piccolo condensatore ceramico in parallelo con il resistore lo farà funzionare con tensioni di ingresso inferiori. Abbassare il valore del resistore da 1kohm a meno può farlo funzionare anche con tensioni più basse. Fare attenzione a non superare i valori massimi dopo aver abbassato la resistenza. 5. Le immagini sono fatte con una fotocamera a infrarossi (è l'unica che ho che ha una modalità macro accettabile) ed è per questo che i colori sono strani. 6. Calcolo dell'efficienza: guarda l'immagine … (odio la matematica:P)