Жарықтың шығуын өте қарапайым басқаратын Джоуль ұры: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Джоуль ұры схемасы - бұл жаңа электронды экспериментатор үшін тамаша кіріспе және оны сансыз рет қайталаған, Google -де іздеу 245000 нәтиже береді! Ең жиі кездесетін схема төмендегі 1 -қадамда көрсетілген, ол өте қарапайым, бірақ төрт негізгі компоненттен тұрады, бірақ бұл қарапайымдылық үшін ақы төлеу керек. 1,5 вольтты жаңа аккумулятормен жұмыс істегенде, жарық шығыны шамалы қуат тұтынумен жоғары болады, бірақ аккумулятордың кернеуі төмен болған кезде жарық пен қуат шығыны жарты вольт шамасында тоқтағанша төмендейді.

Схема бақылаудың қандай да бір түрін талап етеді. Автор бұған бұрын бақылау кернеуін беру үшін трансформатордағы үшінші ораманы пайдаланып қол жеткізді, қараңыз:

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

Қандай басқару құралы қолданылмасын, оның негізгі қасиеті болуы керек, осылайша жарық шығуын азайту қуат тұтынуды азайтады, осылайша төмен жарық параметрі батареяны аз тұтынуға және батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға әкеледі. Бұл мақалада жасалған схема бұған қол жеткізеді және қосымша ораманы қажет етпейтіндіктен және көптеген қолданыстағы тізбектерге ретро-қондырылуы мүмкін басқару түрін беретіндіктен әлдеқайда қарапайым. Мақаланың соңында біз түнгі жарық ретінде қолданылған кезде күндізгі уақытта тізбекті автоматты түрде қалай өшіру керектігін көрсетеміз.

Саған қажет болады:

Екі жалпы мақсаттағы NPN транзисторлары. Маңызды емес, бірақ мен 2N3904 қолдандым.

Бір кремний диод. Мүлдем маңызды емес және түзеткіш диод немесе сигнал диод жақсы болады.

Феррит тороиды. Қосымша ақпарат алу үшін кейінірек мәтінді қараңыз.

Бір 0,1 кФ конденсатор. Мен 35 В тантал компонентін қолдандым, бірақ сіз 1 фФ қарапайым электролитті қолдана аласыз. Кернеу рейтингісін жоғары ұстаңыз-35 немесе 50 Вольт шамасы әзірлеу кезіндегідей шамадан тыс емес, және сіздің басқару циклыңыз жабылғанға дейін бұл компонентке жоғары кернеуді қолдануға болады.

Бір 100uF электролиттік конденсатор. 12 вольтты жұмыс мұнда жақсы.

Бір 10 К Ом резисторы.

100 кОмдық бір резистор

220 кОмдық бір потенциометр. Сыни емес және 100 К -тен 470 К дейінгі кез келген нәрсе жұмыс істеуі керек.

ПВХ бір өзекті қосқыш сым, мен оны телефон кабелін жұлу арқылы аламын

Схеманы бастапқы кезеңде көрсету үшін мен Maplin-ден алған AD-12 дәнекерленген тақтасын қолдандым.

Схеманың тұрақты нұсқасын шығару үшін сіз дәнекерлеуді қосқанда қарапайым электронды құрылысқа жабдықталасыз. Содан кейін тізбекті Veroboard немесе ұқсас материалдан жасауға болады, сонымен қатар бос баспа тақтасының көмегімен құрылыстың басқа әдісі көрсетілген.

1 -қадам: Біздің негізгі Джоуль ұрыларының тізбегі

Жоғарыда схема мен жұмыс тізбегінің тақта орналасуы көрсетілген.

Бұл жердегі трансформатор телефон кабелінің ұзындығынан сақталған бір ядролы ПВХ сымының 15 лотының 2 лотынан тұрады, олар феррит тороидына оралған-маңызды емес, бірақ мен RS Components 174-1263 өлшемі бойынша 14.6 X 8.2 Ferroxcube элементін қолдандым. X 5,5 мм. Бұл компонентті таңдауда үлкен ендік бар, мен Maplin компонентімен төрт есе үлкен өнімділікті өлшедім. Конструкторлар өте кішкентай феррит моншақтарын қолдануға бейімділік бар, бірақ бұл мен қалағандай кішкентай-өте ұсақ элементтермен осциллятор жиілігі жоғарылайды және соңғы тізбекте сыйымдылық жоғалуы мүмкін.

Қолданылатын транзистор 2N3904 жалпы мақсаттағы NPN болып табылады, бірақ кез келген дерлік NPN транзисторы жұмыс істейді. Негізгі резистор - бұл 10K, онда сіз жиі 1K қолданылғанын жиі көре аласыз, бірақ бұл кейінірек тізбекке бақылауды қолдануға келгенде көмектеседі.

С1 - бұл тізбектің жұмысынан туындайтын ауыспалы өтпелі кезеңді тегістеу үшін ажырату конденсаторы, сондықтан электрмен жабдықтау рельсін таза ұстайды, бұл электронды үйді жақсы ұстайды, бірақ бұл компонентті жиі сыртқа шығарады, бұл болжауға және тізбектің тұрақсыз жұмысына әкелуі мүмкін.

2 -қадам: Негізгі схеманың өнімділігі

Негізгі схеманың өнімділігі туралы кейбір білім нұсқаулық болуы мүмкін. Осы мақсатта тізбек әр түрлі кернеулермен қоректенді және тиісті ток шығымы өлшенді. Нәтижелер жоғарыдағы суретте көрсетілген.

Жарық диоды 0,435 кернеуімен жарық шығара бастайды және 0,82 мА токты тұтынады. 1,5 вольт кезінде (жаңа батареяның мәні) жарық диоды өте жарқын, бірақ ток 12 мА жоғары. Бұл бақылаудың қажеттілігін көрсетеді; біз жарық шығаруды қолайлы деңгейге қоя білуіміз керек, осылайша батареяның қызмет ету мерзімін едәуір ұзартамыз.

3 -қадам: Басқаруды қосу

Қосымша реттегіш схеманың схемасы жоғарыдағы бірінші суретте көрсетілген.

Коллектор осциллятор транзисторының негізіне қосылған 2N3904 (Q2) екінші транзисторы қосылды, (Q1.) Бұл екінші транзистор өшірілгенде осциллятордың жұмысына әсер етпейді, бірақ ол қосылған кезде осциллятор транзисторының негізін жерге аударады. осциллятордың шығуын азайтады. Транзисторлық осциллятор коллекторына қосылған кремний диоды 0,2 кФ конденсаторы С2 зарядтау үшін түзетілген кернеуді қамтамасыз етеді. C2 бойынша 220 кОм потенциометрі бар (VR1,) және тазалағыш циклды аяқтайтын 100 кОм резистор арқылы басқару транзисторының базасына (Q2,) қайта қосылады. Потенциометрдің параметрі енді жарық шығуын және бұл жағдайда ағымдағы тұтынуды бақылайды. Потенциометрді минимумға орнатқанда, ағымдағы тұтыну 110 мкм, ал жарық диодты жарықтандыруды бастаған кезде ол әлі де 110 микро ампер болады, ал толық жарық диодты жарықтылықта 8,2 мА-бізде бақылау бар. Бұл мысалда схема 1,24 вольттегі жалғыз Ni/Mh ұяшығымен қоректенеді.

Қосымша компоненттер маңызды емес. Потенциометр үшін 220 кОм және Q2 базалық резистор үшін 100 кОм болғанда басқару схемасы жақсы жұмыс істейді, бірақ осцилляторға өте аз жүктеме береді. 0,1 uF кезінде C2 үлкен уақыт тұрақтысын қоспай тегіс түзетілген сигнал береді және тізбек VR1 өзгерістеріне тез жауап береді. Мен мұнда тантал электролитті қолдандым, бірақ керамикалық немесе полиэфирлі компонент жақсы жұмыс істейді. Егер сіз бұл компонентті сыйымдылық бойынша тым жоғары қылсаңыз, онда потенциометрдегі өзгерістерге жауап баяу болады.

Жоғарыдағы соңғы үш сурет осциллограф транзисторының коллекторындағы кернеуді көрсететін тізбектегі осциллографтың экраны болып табылады. Біріншісі жарық диодты жарықтылықтың минималдылығындағы үлгіні көрсетеді және схема кең таралған энергияның кішкене жарылыстарымен жұмыс істейді. Екінші суретте жарық диодты шығысы бар үлгіні көрсетеді және энергияның жарылуы жиі кездеседі. Соңғысы толық шығуда және тізбек тұрақты тербеліске түсті.

Бақылаудың мұндай қарапайым әдісі проблемасыз болмайды; трансформатор орамасы арқылы транзистор коллекторына және D1 арқылы оң жеткізу рельсінен тұрақты ток жолы бар. Бұл C2 диодтың кернеуінің төмендеуін алып тастағаннан кейін жеткізу рельсінің деңгейіне дейін зарядталады дегенді білдіреді, содан кейін бұған Джоуль Ұрының әрекеті арқылы кернеу қосылады. Бұл 1,5 вольт немесе одан аз бір ұяшықпен Joule Thief қалыпты жұмыс кезінде маңызды емес, бірақ егер сіз тізбекті шамамен 2 вольттан жоғары кернеуде жүргізуге тырыссаңыз, онда жарықдиодты шығыс нөлге дейін басқарылмайды. Бұл әдетте кездесетін Джоуль Ұры қосымшаларының басым көпшілігінде мәселе емес, бірақ бұл одан әрі дамуы мүмкін болатын әлеует, содан кейін трансформатордың үшінші орамасынан бақылау кернеуін шығаруға жүгінуге тура келеді. толық оқшаулауды қамтамасыз етеді.

4 -қадам: 1 -схеманы қолдану

Тиімді басқару кезінде джоуль ұры әлдеқайда кеңінен қолданыла алады, ал шамдар мен басқарылатын жарық шығысы бар түнгі шамдар сияқты нақты қосымшалар мүмкін. Сонымен қатар, төмен жарық параметрлері мен шамалы энергия тұтыну кезінде өте үнемді қолдану мүмкін.

Жоғарыдағы суреттер осы мақаладағы барлық идеяларды осы уақытқа дейін шағын прототип тақтасында және шығыс деңгейі төмен және жоғары күйінде алдын ала орнатылған потенциометрмен біріктірілгенін көрсетеді. Тороидтағы мыс орамдары әдеттегі эмальданған мыс сымнан жасалған.

Айта кету керек, бұл құрылыс түрі қате және келесі қадамда қолданылатын әдіс әлдеқайда жеңіл.

5-қадам: схеманы қолдану-2

Жоғарыда көрсетілген композициялық суретте мыс полимерлі желіммен жабыстырылған бір жақты баспа тақтасының кішкене жастықшалары бар бір жақты баспа тақтасының мыстан жасалған тізбегінің бұл жолы орындалуы көрсетілген. Құрылыстың бұл түрі өте қарапайым және интуитивті, себебі сіз схеманы қайталау үшін схеманы шығаруға болады. Жастықтар компоненттерге берік бекітпе жасайды және жерге қосылу төмендегі мыс негізіне дәнекерлеу арқылы жүзеге асады.

Суретте сол жақта толық жарықтандырылған жарық диодты және оң жақта әрең жарықтандырылған, бұған борттық триммер потенциометрін қарапайым реттеу арқылы қол жеткізілген.

6-қадам: схеманы қолдану-3

Жоғарыдағы бірінші суреттегі схема 2 вольтты күн батареясымен сериялы 470к Ом резисторды көрсетеді және борттық триммер потенциометріне параллель Джоуль ұры басқару схемасына қосылған. Екінші суретте алдыңғы вольтте көрсетілген 2 вольтты күн батареясы (жұмыс істемейтін бақтың күн сәулесінен алынған) көрсетілген. Ұяшық күндізгі жарықта, сондықтан кернеуді қамтамасыз етеді, ол тізбекті өшіреді және жарық диоды сөнеді. Айнымалы ток 110 мкм ампермен өлшенді. Үшінші суретте күн батареясының үстіне қараңғылықты симуляциялайтын қақпақ бейнеленген, ал қазір жарық диодты жарықтандырылған және тізбек тогы 9,6 мА өлшенеді. Қосу/өшіру ауысуы өткір емес және ымырт кезінде жарық біртіндеп қосылады. Назар аударыңыз, күн батареясы аккумуляторлық тізбекті басқарудың арзан компоненті ретінде пайдаланылады, ол ешқандай қуат бермейді.

Бұл кезеңдегі схема өте пайдалы. Терезеге немесе терезеге ақылды түрде орнатылған күн батареясы супер конденсаторды немесе никель металл гидридті зарядталатын ұяшықты зарядтайтын болса, жоғары тиімді тұрақты түнгі жарық болашақ жобаға айналады. АА ұяшығымен бірге қолданылған кезде, жарық шығаруды төмендету, содан кейін күндізгі уақытта жарықты өшіру мүмкіндігі батареяның кернеуі 0,6 Вольт шамасына дейін төмендегенге дейін тізбектің ұзақ уақыт жұмыс істейтінін білдіреді. Аталар мен әжелер немерелеріне сыйға тартатын керемет сыйлық! Басқа идеяларға қуыршақ үйінің жарықтандырылуы немесе ваннаға арналған түнгі жарық кіреді, бұл түнгі көру қабілетін жоғалтпастан гигиена стандарттарын сақтауға мүмкіндік береді-мүмкіндіктер өте зор.