3 mejores circuitos de ladrones de joule

Un circuito ladrón de julios es básicamente un circuito de refuerzo de voltaje auto-oscilante eficiente, construido con un solo transistor, resistencia y un inductor, que puede aumentar voltajes tan bajos como 0.4 V desde cualquier celda muerta AAA 1.5, a niveles mucho más altos.

Técnicamente, puede parecer imposible iluminar un LED de 3.3 V con una fuente de 1.5V, pero el asombroso concepto de ladrón de julios hace que esto parezca tan fácil y efectivo, y virtualmente increíble. Además, el circuito también se asegura de que no quede una sola gota de 'julio' sin utilizar en la celda.

Un circuito de ladrón de julios es bastante popular entre todos los aficionados a la electrónica, porque el concepto nos permite operar incluso los LED blanco y azul desde una fuente de 1.5V que normalmente requiere 3V para iluminarse intensamente.

Diseño n. ° 1: controlador LED Joule Thief de 1 vatio

El presente artículo analiza 3 de estos circuitos, sin embargo, aquí reemplazamos el LED tradicional de 5 mm con un LED de 1 vatio.

El concepto discutido aquí sigue siendo exactamente idéntico a la configuración habitual de ladrón de julio, simplemente reemplazamos el LED de 5 mm que se usa normalmente con un LED de 1 vatio.

Por supuesto, esto significaría que la batería se agotaría mucho antes que un LED de 5 mm, pero sigue siendo económico que usar dos celdas de 1,5 y no incluir un circuito de robo de julio.

Intentemos entender el circuito propuesto con los siguientes puntos:

Si ve el diagrama del circuito, la única parte aparentemente difícil es la bobina, el resto de las partes son demasiado fáciles de configurar. Sin embargo, si tiene un núcleo de ferrita adecuado y algunos alambres de cobre delgados de repuesto, haría la bobina en minutos.

El diseño anterior se puede mejorar aún más conectando una red rectificadora usando un diodo y un capacitor, como se muestra a continuación:

Lista de partes

• R1 = 1K, 1/4 vatio
• C1 = 0,0047 uF / 50 V
• C2 = 1000 uF / 25 V
• T1 = 2N2222
• D1 = 1N4007 mejor si se utiliza BA159 o FR107
• Bobina = 20 vueltas a cada lado usando alambre de cobre esmaltado de 1 mm sobre un anillo de ferrita que acomoda el devanado cómodamente

La bobina se puede enrollar sobre un núcleo de ferrita torroidal T13 utilizando un alambre de cobre súper esmaltado de 0,2 mm o 0,3 mm. Unas veinte vueltas a cada lado serán suficientes. De hecho, cualquier núcleo de ferrita lo hará, una varilla o barra de ferrita también servirá bien para este propósito.

Una vez hecho esto, se trata de arreglar las piezas de la manera mostrada.

Si todo se hace correctamente, la conexión de una celda de linterna de 1,5 V iluminaría instantáneamente el LED de 1 vatio adjunto con mucha intensidad.

Si encuentra que las conexiones del circuito están bien pero el LED no se ilumina, simplemente intercambie los terminales de bobinado de la bobina (ya sea los extremos primarios o secundarios), esto solucionaría el problema de inmediato.

Cómo funciona el circuito

Cuando el circuito se enciende, T1 recibe un disparador de polarización a través de R1 y el devanado primario asociado de TR1.

T1 se enciende y tira todo el voltaje de suministro a tierra y en el curso ahoga la corriente a través del devanado primario de la bobina de modo que la polarización a T2 se seca, apagando T1 instantáneamente.

La situación anterior apaga el voltaje a través del devanado secundario activando una fem inversa de la bobina que se descarga efectivamente a través del LED conectado. ¡¡El LED se ilumina !!

Sin embargo, el cierre de T1 instantáneamente también libera el devanado primario y lo restaura a su condición original para que el voltaje de suministro ahora pueda pasar a la base de T1. Esto inicia todo el proceso una vez más y el ciclo se repite a una frecuencia de alrededor de 30 a 50 kHz.

El LED conectado también se ilumina a este ritmo, sin embargo debido a la persistencia de la visión lo encontramos iluminado continuamente.

En realidad, el LED está encendido solo durante el 50 por ciento del período de tiempo, y eso es lo que hace que la unidad sea tan económica.

Además, debido a que TR1 puede generar voltajes que pueden ser muchas veces mayores que el voltaje de suministro, los 3.3V requeridos para el LED se mantienen incluso después de que el voltaje de la celda haya caído a aproximadamente 0.7V, manteniendo el LED bien iluminado incluso en estos niveles.

Cómo enrollar la bobina Torroid

Como se puede ver en los circuitos de ladrones de julio que se muestran, la bobina se hace idealmente sobre un núcleo torroide. Los detalles de la bobina se pueden encontrar en el siguiente artículo. La estructura de la bobina es exactamente similar y compatible con los circuitos discutidos en esta página.

Circuito de Overunity usando el concepto de ladrón de Joule

Lista de partes

R1 = 1K, 1/4 vatio T1 = 8050 TR1 = ver texto LED = 1 vatio, alto brillo Celda = 1,5 V AAA linterna

El circuito anterior también se puede accionar con un motor de CC. Un simple diodo y una rectificación de condensador de filtro serían suficientes para convertir la alimentación del motor en adecuada para iluminar el LED con mucha intensidad.

Si la rotación del motor se mantiene con la ayuda de una disposición de turbina / hélice y funciona con energía eólica, el LED se puede mantener iluminado de forma continua, absolutamente gratis.

Lista de partes

• R1 = 1K, 1/4 vatio
• T1 = 8050
• TR1 = ver texto
• LED = 1 vatio, celda de alto brillo = 1,5 V de Ni-Cd
• D1 --- D4 = 1N4007
• C1 = 470 uF / 25 V
• M1 = Motor pequeño de 12V DC con hélice

Diseño n. ° 2: iluminación de un LED azul con celda de 1,5 V

Los LED se están volviendo populares día a día y se están incorporando para muchas aplicaciones donde una solución de iluminación económica se convierte en un problema. Los LED en sí mismos son muy económicos en lo que respecta al consumo de energía, sin embargo, las investigaciones nunca están satisfechas y se están esforzando, sin descanso, para hacer que el dispositivo sea aún más eficiente con sus requisitos de energía.

Aquí hay un diseño de ladrón de julio alternativo de un controlador LED azul y blanco simple que funciona con solo 1.5 voltios para los LED iluminadores de 3.3V, y se ve bastante asombroso y demasiado bueno para ser verdad.

Si revisamos la hoja de datos de un LED azul o blanco, podemos encontrar fácilmente que estos dispositivos necesitan un mínimo de 3 voltios para encenderse de manera óptima.

Sin embargo, el diseño actual emplea una sola celda de 1,5 V para producir lo mismo que con una batería de 3 V.

Ahí es donde toda la configuración se vuelve muy especial.

La importancia del inductor

El truco está en el inductor L1 que de hecho se convierte en el corazón del circuito.

Todo el circuito está construido alrededor de un solo componente activo T1, que está cableado como un interruptor y es responsable de cambiar el LED a una frecuencia muy alta y a un voltaje relativamente alto.

Por lo tanto, el LED nunca se enciende continuamente, sino que permanece encendido solo durante una cierta parte del período de tiempo, sin embargo, debido a la persistencia de la visión, lo encontramos encendido permanentemente sin ninguna oscilación.

Y debido a esta conmutación parcial, el consumo de energía también se vuelve parcial, lo que hace que el consumo sea muy económico.

Este circuito ladrón LED Joule se puede simular con los siguientes puntos:

Cómo funciona

Como se puede ver en el diagrama, el circuito involucra solo un solo transistor T1, un par de resistencias R1, R2 y el inductor L1 para la operación principal.

Cuando se enciende la energía, el transistor T1 se polariza hacia adelante instantáneamente a través de la mitad izquierda de L1. Esto lleva la corriente almacenada dentro de L1 a través del colector de T1 a tierra, que técnicamente es el doble del valor del voltaje de suministro aplicado.

La conexión a tierra de L1 apaga instantáneamente T1 ya que la acción inhibe la corriente de polarización de base de T1.

Sin embargo, en el momento en que T1 se apaga, una tensión máxima que duplica el valor de la tensión de alimentación, generada como resultado de un EMF trasero de la bobina, se descarga dentro del Led, iluminándolo intensamente.

Sin embargo, la condición permanece solo por una fracción de segundo o incluso menos cuando el T1 se enciende una vez más, porque su colector ya no está tirando de la unidad base a tierra durante ese instante.

El ciclo sigue repitiéndose, cambiando el LED como se describe arriba a un ritmo muy rápido.

El LED consume 20 mA nominales en la condición de encendido, lo que hace que todo el proceso sea realmente eficiente.

Hacer la bobina L1

La fabricación de L1 no es en absoluto difícil, de hecho, no conlleva mucha criticidad, puede probar varias versiones variando el número de vueltas y probando diferentes materiales como núcleo, por supuesto, todos deben ser magnético por naturaleza.

Para el circuito propuesto, se puede usar el cable de un transformador de 1 amperio desechado. Utilice el cable de bobinado secundario.

Se puede seleccionar un clavo de 3 pulgadas como núcleo sobre el cual se debe enrollar el cable anterior.

Inicialmente, puede intentar enrollarlo entre 90 y 100 vueltas, no olvide quitar el grifo central en el 50º.

Alternativamente, si tiene algunos tramos de cable telefónico en su caja de basura, puede probarlo para el diseño.

Separe uno de los alambres de la sección gemela y enróllelo sobre un clavo de hierro que tenga una longitud de aproximadamente 2 pulgadas. Gire al menos 50 vueltas y siga los procedimientos explicados anteriormente.

El resto de las cosas se pueden ensamblar con la ayuda del esquema dado.

Al encender el circuito ensamblado, se iluminará instantáneamente el LED y podrá usar la unidad para cualquier aplicación que desee.

Lista de partes

Necesitará las siguientes piezas para el circuito de controlador de LED blanco / azul 1.5 propuesto:

• R1 = 1K5,
• R2 = 22 ohmios,
• C1 = 0.01uF
• T1 = BC547B,
• L1 = como se explica en el texto.
• SW1 = Empuje al interruptor ON.
• LED = 5 mm, azul, LED blanco. Los LED UV también pueden activarse con este circuito.
• Suministro = Desde una celda de linterna de 1.5 o una celda de botón.

Diseño n. ° 3: iluminación de cuatro LED de 1 vatio con celda de 1,5 V

¿Te imaginas iluminar cuatro números de LED de 1 vatio a través de unas pocas celdas de 1.5V? Parece bastante imposible. Pero se puede hacer simplemente usando una bobina de cable de altavoz ordinario, un transistor, una resistencia y, por supuesto, una celda de lápiz de 1,5 V.

La idea me la sugirió una de las entusiastas seguidoras de este blog, la Sra. MayaB, aquí están los detalles, aprendamos:

Operación del circuito

FYI, probé este simple JT usando un 40ft. cable de altavoz emparejado (24AWG) comprado en una tienda de dólar (por supuesto, por $ 1).

Sin torroide, sin varilla de ferrita, solo un simple núcleo de aire enrollado para que se parezca más a una bobina (aproximadamente 3 'de diámetro) y ató el cable con una brida giratoria (para que el cable permanezca como una bobina).

Usé un transistor 2N2222, una resistencia de 510 ohmios (descubrí que es la mejor con la ayuda de un potenciómetro) y pude encender BRILLANTEMENTE cuatro (eso es todo lo que tenía) LED de alta potencia de 1 vatio en serie (que requiere la misma cantidad de corriente como si se usara solo para un LED) usando dos baterías AA de 1.5V (que es una fuente de alimentación de 3V).

Solo se puede usar un 1.5AA pero será tenue (por supuesto). También agregué un diodo 1N4148 en el pin colector del transistor justo antes del LED, pero no puedo decir si aumentó el brillo.

Mucha gente ha usado un condensador en paralelo a la batería alegando que encenderá los LED por más tiempo, todavía no he probado esa parte.

He leído que agregar un condensador electrolítico de 220uF / 50V paralelo a la batería haría que las luces funcionen más tiempo, agregar un condensador de disco cerámico de 470pF / 50V paralelo a la resistencia volverá a acoplar la corriente de desperdicio en la resistencia, y agregar un diodo 1N4148 (es un diodo de conmutación, pero no sé cómo afectaría eso al brillo) en el colector del transistor antes de que los LED en serie hagan que los LED sean más brillantes.

Uso de celdas AAA de 1,5 V

No tengo un osciloscopio para comprobar todos esos efectos. Sin embargo, me gustaría usar baterías recargables en lugar de la batería AAA normal de 1.5V y hacer que sea un circuito autorregulado (o al menos semi-autorregulado) agregando una celda solar calculadora y un mini Joule Thief en un pequeño toroide para seguir cargando la batería durará mucho más tiempo.

De hecho, necesito agregar un LDR para iluminar los LED solo en la oscuridad y recargar las baterías durante el día. Sus sugerencias e ideas son siempre bienvenidas. Gracias, una vez más, por su interés.

Saludos,

MayaB

Diagrama de circuito

Imágenes de prototipos

Comentarios de MayaB

Hola Swagatam, Aunque es un circuito de Joule Thief conocido desde hace mucho tiempo, no es algo nuevo que descubrí, pero gracias por publicar un nuevo artículo en mi nombre, lo aprecio.

Saludos, MayaB

Cómo mejorar el brillo de los LED

PD. Durante el fin de semana hibridé tu circuito con el circuito que te envié aquí y resultó ser un brillo deslumbrante (advertencia: puede cegarte la vista, jeje).

Usé el mismo cable de altavoz (mencionado anteriormente), un transistor 8050SL, una resistencia de 2.2K (en paralelo con un capacitor de 470pf), un LED de alta potencia de 1W, un estrangulador de 100uH (conectado desde el colector del transistor al riel positivo de la fuente de alimentación) y 1 diodo (1N5822 conectado en la base del transitor al riel positivo de la fuente de alimentación).

Usé dos baterías AA de 1.5V (total de 3V) como fuente de alimentación. Y por cierto, se puede agregar un LDR entre 2.2K resistor y el riel negativo para apagar el LED durante el día. Desafortunadamente, no se pudo encender más de un LED de 1W con transistor 8050SL en esta configuración.

Otro diseño para iluminar LED de alta potencia

El concepto analiza otro circuito popular de ladrón de joules, esta vez usando el poder BJT 2n3055, improvisado por mi viejo amigo steven a su manera única. Vayamos al núcleo de los desarrollos con el siguiente artículo:

En algunos artículos anteriores cubrimos algunas teorías interesantes que se resumen a continuación:

• Stevens radiant joule thief pruebas y resultados del circuito del cargador de batería el domingo 9 de mayo de 2010.
• El circuito de ladrón de joule radiante que construí a partir de un esquema de circuito que aparece en un video de youtube y aquí están los resultados hasta ahora
• Con una batería energizadora de tamaño aa, con un voltaje de medición de solo 1.029 voltios, obtuve una salida del cargador de batería radiante Joule Thief de 12.16 voltios a 14.7 mili amperios.
• Prueba 2 usando una pequeña batería energizadora a23 Con un voltaje medido de 9.72 voltios, obtuve 10.96 voltios del circuito a 0.325 mili amperios.
• Prueba 3 Utilicé una batería recargable nimh de 9 voltios completamente cargada con una carga medida de 9,19 voltios CC y obtuve 51,4 voltios a 137,3 miliamperios de salida del circuito cargador de batería de ladrón radiante de joule.
• Prueba 4 Usé una batería de botón de 3575a con una carga medida de 1,36 voltios y obtuve 12,59 voltios a 8,30 mili amperios.
• Prueba 5 Usé una batería de botón l1154 con 1.31 voltios medidos y obtuve una salida de 12.90 voltios a 7.50 mili amperios.
• Con una batería slr con un voltaje de 12 voltios, obtuve una salida de 54,9 voltios a 0,15 amperios.

Aquí está el dibujo simplificado con el que construí el cargador de batería Radiant Joule Thief. El inductor le di tantas vueltas hasta que ya estaba demasiado lleno.

Pero traje 2 x 5 o 6 metros de longitud de cable de cobre trenzado de calibre desconocido del cable aislado de electrónica de dicksmiths, y enrolle la mayor parte, excepto que creo que quedan unos pocos pies.

En la última prueba utilicé la batería del energizador de mi lápiz, pero no volví a medir los voltios.

Encendí el ladrón de energía radiante Joule con él y en las salidas puse un condensador electrolítico de 2200 uf nominal a 50 voltios.

Corrí los cables del multímetro desde allí y me levanté antes de detener los 35.8 voltios, y esa es la carga que se alimenta al capacitor para,

Antes de eso, recibía 27,8 voltios, pero a medida que el condensador se cargaba más allá de la marca de la mitad, el aumento de voltaje se estaba desacelerando, tal vez debido a que el voltaje de la batería se estaba agotando.

Tendré que volver a medirlo y hacer la prueba nuevamente con más detalle.

Cortar el condensador dio un chasquido y chispas. Lo intenté de nuevo cargándolo hasta ahora, pero esta vez volví la carga del condensador a la entrada y esto iluminó el neón por un segundo antes de que baje el cargo por tope

El siguiente experimento fue diferente. Tenía las salidas de mi medidor configuradas en un rango de 200 milivoltios y la entrada negativa. Tenía mi energizador A23 negativo sentado en la entrada negativa y en el pozo positivo superior.

Mi dedo estaba en él solo en cuanto a la entrada positiva, se dirigió a una paz rectangular de placa de circuito en el extremo de un cable sostenido en el aire por un clip de aligater.

La lectura estaba subiendo a un ritmo más rápido. Llegué a 47,2 milivoltios antes de detenerla. Estaba obteniendo energía.

Un buen ritmo desde la nada con un circuito abierto aquí, pero también estaba sosteniendo la caja de la batería mientras hacía el experimento. Repetí estas pruebas y obtuve resultados mucho mejores ahora ...

Mis pruebas continuarán y los mantendré actualizados con lo último, hasta entonces sigan haciendo bricolaje.

Bueno, estos fueron los 3 mejores circuitos que utilizan el concepto de ladrón de julios que les presenté. Si tienes más ejemplos de este tipo, no dudes en publicar la información a través de tus valiosos comentarios.

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