3 meilleurs circuits de voleur de Joule

Un circuit de voleur de joule est fondamentalement un circuit amplificateur de tension efficace et auto-oscillant, construit à l'aide d'un seul transistor, d'une résistance et d'un inducteur, qui peut augmenter des tensions aussi basses que 0,4 V à partir de toute cellule AAA 1,5 morte, à des niveaux beaucoup plus élevés.

Techniquement, il peut sembler impossible d'éclairer une LED de 3,3 V avec une source de 1,5 V, mais le concept étonnant de voleur de joule rend ce look si facile et efficace, et pratiquement incroyable. De plus, le circuit s'assure également qu'aucune goutte de «joule» ne reste inutilisée dans la cellule.

Un circuit de voleur de joule est assez populaire auprès de tous les amateurs d'électronique, car le concept nous permet de faire fonctionner même les LED blanches et bleues à partir d'une source de 1,5 V qui nécessitent normalement 3V pour s'illuminer.

Conception n ° 1: Pilote LED 1 watt voleur Joule

Le présent article traite de 3 circuits de ce type, mais ici, nous remplaçons la LED traditionnelle de 5 mm par une LED de 1 watt.

Le concept discuté ici reste exactement identique à la configuration habituelle du voleur de joule, nous remplaçons simplement la LED de 5 mm normalement utilisée par une LED de 1 watt.

Bien sûr, cela signifierait que la batterie se viderait beaucoup plus tôt qu'une LED de 5 mm, mais c'est toujours économique que d'utiliser deux cellules de 1,5 et n'incluant pas un circuit de voleur de joule.

Essayons de comprendre le circuit proposé avec les points suivants:

Si vous voyez le schéma de circuit, la seule partie apparemment difficile est la bobine, le reste des pièces est tout simplement trop facile à configurer. Cependant, si vous avez un noyau de ferrite approprié et des fils de cuivre minces de rechange, vous feriez la bobine en quelques minutes.

La conception ci-dessus peut être encore améliorée en connectant un réseau de redressement à l'aide d'une diode et d'un condensateur, comme indiqué ci-dessous:

Liste des pièces

• R1 = 1K, 1/4 watt
• C1 = 0,0047 uF / 50 V
• C2 = 1000 uF / 25 V
• T1 = 2N2222
• D1 = 1N4007 mieux si BA159 ou FR107 est utilisé
• Bobine = 20 tours de chaque côté à l'aide d'un fil de cuivre émaillé de 1 mm sur une bague en ferrite qui accueille confortablement l'enroulement

La bobine peut être enroulée sur un noyau de ferrite toroïdal T13 à l'aide d'un fil de cuivre super émaillé de 0,2 mm ou 0,3 mm. Une vingtaine de tours de chaque côté suffiront amplement. En fait, n'importe quel noyau de ferrite, une tige ou une barre de ferrite servira également bien cet objectif.

Une fois que cela est fait, il s'agit de fixer les pièces de la manière illustrée.

Si tout est fait correctement, la connexion d'une cellule de lampe-stylo de 1,5 V illuminerait instantanément la LED de 1 watt attachée de manière très vive.

Si vous trouvez que les connexions du circuit sont correctes et que la LED ne s'allume pas, échangez simplement les bornes de l'enroulement de la bobine (soit les extrémités principales, soit les extrémités secondaires), cela résoudrait le problème immédiatement.

Comment fonctionne le circuit

Lorsque le circuit est allumé, T1 reçoit un déclencheur de polarisation via R1 et l'enroulement primaire associé de TR1.

T1 allume et tire toute la tension d'alimentation à la masse et, en cours de route, étouffe le courant à travers l'enroulement primaire de la bobine de sorte que la polarisation vers T2 sèche, coupant instantanément T1.

La situation ci-dessus coupe la tension aux bornes de l'enroulement secondaire, déclenchant une force électromotrice inverse de la bobine qui est effectivement déchargée à travers la LED connectée. La LED s'allume !!

Cependant, la fermeture de T1 libère également instantanément l'enroulement primaire et le rétablit dans son état d'origine afin que la tension d'alimentation puisse maintenant passer à travers la base de T1. Ceci lance à nouveau tout le processus et le cycle se répète à une fréquence d'environ 30 à 50 kHz.

La LED connectée s'allume également à ce rythme, mais en raison de la persistance de la vision, nous la trouvons éclairée en continu.

En fait, la LED n'est allumée que pendant 50% de la période de temps, et c'est ce qui rend l'unité si économique.

De plus, parce que TR1 est capable de générer des tensions qui peuvent être plusieurs fois supérieures à la tension d'alimentation, les 3,3 V requis pour la LED sont maintenus même après que la tension de la cellule a chuté à environ 0,7 V, gardant la LED bien éclairée même à ces niveaux.

Comment enrouler la bobine Torroid

Comme on peut le voir dans les circuits de voleur de joule représentés, la bobine est idéalement réalisée sur un noyau torroid. Les détails de la bobine peuvent être trouvés dans l'article suivant. La structure de la bobine est exactement similaire et compatible avec les circuits décrits sur cette page.

Circuit Overunity utilisant Joule Thief Concept

Liste des pièces

R1 = 1K, 1/4 watt T1 = 8050 TR1 = voir texte LED = 1 watt, haute luminosité Cellule = 1.5V AAA penlight

Le circuit ci-dessus peut également être entraîné à l'aide d'un moteur à courant continu. Une simple diode et un redressement de condensateur de filtre suffiraient à convertir l'alimentation du moteur apte à éclairer la LED de manière très vive.

Si la rotation du moteur est maintenue à l'aide d'un agencement turbine / hélice et actionnée par l'énergie éolienne, la LED peut rester allumée en continu, absolument sans frais.

Liste des pièces

• R1 = 1K, 1/4 watt
• T1 = 8050
• TR1 = voir le texte
• LED = 1 watt, cellule haute luminosité = 1,5 V Ni-Cd
• D1 --- D4 = 1N4007
• C1 = 470 uF / 25 V
• M1 = petit moteur 12V DC avec hélice

Conception n ° 2: éclairer une LED bleue avec une cellule de 1,5 V

Les LED sont de plus en plus populaires de jour en jour et sont intégrées pour de nombreuses applications partout où une solution d'éclairage économique devient un problème. Les LED sont en soi très économiques en ce qui concerne la consommation d'énergie, mais les recherches ne sont jamais satisfaites et elles s'efforcent, sans relâche, de rendre l'appareil encore plus efficace avec leurs besoins en énergie.

Voici une conception alternative de voleur de joule d'un simple pilote de LED bleu et blanc qui fonctionne avec seulement 1,5 volts pour les LED 3,3 V éclairantes, et semble assez incroyable et trop beau pour être vrai.

Si nous parcourons la fiche technique d'une LED bleue ou blanche, nous pouvons facilement constater que ces appareils ont besoin d'un minimum de 3 volts pour s'allumer de manière optimale.

Cependant, la conception actuelle n'emploie qu'une seule cellule de 1,5 V pour produire la même chose qu'avec une batterie de 3 V.

C’est là que toute la configuration devient très spéciale.

L'importance de l'inductance

L'astuce réside dans l'inductance L1 qui devient en fait le cœur du circuit.

L'ensemble du circuit est construit autour d'un seul composant actif T1, qui est câblé comme un interrupteur et est responsable de la commutation de la LED à une fréquence très élevée et à une tension relativement élevée.

Ainsi, la LED n'est jamais allumée en continu mais reste allumée seulement pendant une certaine partie de la période de temps, cependant en raison de la persistance de la vision, nous la trouvons allumée en permanence sans aucune oscillation.

Et en raison de cette commutation partielle, la consommation d'énergie devient également partielle, ce qui rend la consommation très économique.

Ce circuit de voleur de LED Joule peut être simulé avec les points suivants:

Comment ça fonctionne

Comme on peut le voir sur le schéma, le circuit ne comporte qu'un seul transistor T1, un couple de résistances R1, R2 et l'inductance L1 pour le fonctionnement principal.

A la mise sous tension, le transistor T1 est polarisé en direct instantanément à travers le demi-enroulement gauche de L1. Cela tire le courant stocké à l'intérieur de L1 à travers le collecteur de T1 vers la masse qui est techniquement deux fois la valeur de la tension d'alimentation appliquée.

La mise à la terre de L1 coupe instantanément T1 puisque l'action inhibe le courant de polarisation de base de T1.

Cependant, au moment où T1 s'éteint, une tension de crête deux fois la valeur de la tension d'alimentation, générée à la suite d'un retour EMF de la bobine est déchargée à l'intérieur de la Led, l'éclairant fortement.

La condition ne reste cependant qu'une fraction de seconde ou même moins lorsque le T1 se remet en marche, car son collecteur ne tire plus le variateur de base à la masse pendant cet instant.

Le cycle continue à se répéter, commutant la LED comme décrit ci-dessus à une vitesse très rapide.

La LED consomme une valeur nominale de 20 mA à l'état allumé, ce qui rend l'ensemble du processus vraiment efficace.

Fabrication de la bobine L1

La réalisation de L1 n'est en aucun cas difficile du tout, en fait elle ne porte pas beaucoup de criticité, vous pouvez essayer un certain nombre de versions en faisant varier le nombre de tours et en essayant différents matériaux comme noyau, bien sûr, elles doivent toutes être magnétique par nature.

Pour le circuit proposé, on peut utiliser le fil d'un transformateur de 1 ampère mis au rebut. Utilisez le fil d'enroulement secondaire.

Un clou de 3 pouces peut être sélectionné comme noyau sur lequel le fil ci-dessus doit être enroulé.

Au départ, vous pouvez essayer d'enrouler environ 90 à 100 tours dessus, n'oubliez pas de retirer le robinet central au 50e enroulement.

Alternativement, si vous avez des longueurs de fil téléphonique dans votre boîte indésirable, vous pouvez l'essayer pour la conception.

Déchirez l'un des fils de la section jumelle et enroulez-le sur un clou en fer d'une longueur d'environ 2 pouces. Enroulez au moins 50 tours et suivez les procédures décrites ci-dessus.

Le reste des choses peut être assemblé à l'aide du schéma donné.

La mise sous tension du circuit assemblé allumera instantanément la LED et vous pouvez utiliser l'unité pour toute application souhaitée.

Liste des pièces

Vous aurez besoin des pièces suivantes pour le circuit de pilote de LED blanc / bleu 1.5 proposé:

• R1 = 1K5,
• R2 = 22 Ohms,
• C1 = 0,01 uF
• T1 = BC547B,
• L1 = comme expliqué dans le texte.
• SW1 = Appuyez sur l'interrupteur ON.
• LED = 5 mm, LED bleue, blanche. Les LED UV peuvent également être pilotées avec ce circuit.
• Fourniture = à partir de 1,5 cellule de lampe-stylo ou d'une cellule bouton.

Conception n ° 3: éclairer quatre LED de 1 watt avec une cellule de 1,5 V

Pouvez-vous imaginer éclairer quatre nombres de LED de 1 watt à travers quelques cellules de 1,5 V? Cela semble tout à fait impossible. Mais cela peut être fait simplement en utilisant une bobine de fil de haut-parleur ordinaire, un transistor, une résistance et bien sûr une cellule crayon de 1,5 V.

L'idée m'a été suggérée par l'une des ferventes adeptes de ce blog Mme MayaB, voici les détails, apprenons-les:

Fonctionnement du circuit

Pour info, j'ai essayé ce simple JT en utilisant un 40 pieds. fil de haut-parleur apparié (24AWG) acheté au magasin à un dollar (bien sûr, pour 1 $).

Pas de torroïde, pas de tige de ferrite, juste un simple noyau d'air enroulé pour le rendre plus comme une bobine (environ 3 'de diamètre) et attaché le fil avec une cravate torsadée (de sorte que le fil reste comme une bobine).

J'ai utilisé un transistor 2N2222, une résistance de 510 ohms (j'ai découvert que c'est le meilleur avec l'aide d'un potentiomètre) et j'ai pu allumer BRIGHTLY quatre (c'est tout ce que j'avais) LED haute puissance de 1 watt en série (ce qui nécessite la même quantité de courant comme s'il était utilisé pour une seule LED) en utilisant deux piles AA de 1,5 V (c'est-à-dire une alimentation de 3 V).

Peut être utilisé seulement un 1.5AA mais sera faible (bien sûr). J'ai également ajouté une diode 1N4148 à la broche collectrice du transistor juste avant la LED, mais je ne peux pas dire si elle a augmenté la luminosité.

Beaucoup de gens ont utilisé un condensateur en parallèle à la batterie en affirmant qu'il allumera les LED plus longtemps, je n'ai pas encore testé cette pièce.

J'ai lu que l'ajout d'un condensateur électrolytique de 220 uF / 50 V en parallèle à la batterie ferait fonctionner les lumières plus longtemps, l'ajout d'un condensateur de disque en céramique de 470pF / 50 V en parallèle à la résistance récupérera le courant résiduel dans la résistance et l'ajout d'une diode diode de commutation mais je ne sais pas comment cela affecterait la luminosité) au collecteur du transistor avant que les LED en série ne rendent les LED plus lumineuses.

Utilisation de cellules AAA 1,5 V

Je n'ai pas d'oscilloscope pour vérifier tous ces effets. Cependant, j'aimerais utiliser des piles rechargeables au lieu d'une pile AAA 1.5V ordinaire et en faire un circuit auto-régulé (ou au moins semi-auto-régulé) en ajoutant une cellule solaire de calculatrice et un mini Joule Thief sur un petit tore pour continuer à charger la batterie pour durer beaucoup plus longtemps.

J'ai en effet besoin d'ajouter un LDR pour allumer les LED uniquement à l'obscurité et recharger les batteries pendant la journée. Vos suggestions et idées sont toujours les bienvenues. Merci encore pour votre intérêt.

Salutations,

MayaB

Schéma

Images prototypes

Commentaires de MayaB

Salut Swagatam, Bien que le circuit Joule Thief soit connu depuis longtemps, ce n'est pas quelque chose de nouveau que j'ai découvert mais merci d'avoir posté un nouvel article en mon nom, je l'ai apprécié.

Cordialement, MayaB

Comment améliorer la luminosité des LED

Ps. Au cours du week-end, j'ai hybridé votre circuit avec le circuit que je vous ai envoyé ici et il s'est avéré être éblouissant (attention: peut aveugler votre vue, hehe).

J'ai utilisé le même fil de haut-parleur (mentionné ci-dessus), un transistor 8050SL, une résistance de 2.2K (en parallèle avec un condensateur de 470pf), une LED haute puissance de 1W, une self de 100uH (connectée du collecteur du transistor au rail positif de l'alimentation) , et 1 diode (1N5822 connectée à la base du transitor au rail positif de l'alimentation).

J'ai utilisé deux piles AA de 1,5 V (total de 3 V) pour l'alimentation électrique. Et d'ailleurs, un LDR entre la résistance 2.2K et le rail négatif peut être ajouté pour éteindre la LED pendant la lumière du jour. Malheureusement, impossible d'allumer plus d'une LED 1W avec un transistor 8050SL dans cette configuration.

Une autre conception pour éclairer des LED haute puissance

Le concept aborde encore un autre circuit de voleur de joule populaire, cette fois en utilisant la puissance BJT 2n3055, improvisé par mon vieil ami Steven à sa manière. Passons au cœur des développements avec l'article suivant:

Dans quelques articles précédents, nous avons couvert quelques théories intéressantes résumées ci-dessous:

• Test et résultats du circuit de chargeur de batterie voleur de joule radiant Stevens dimanche 9 mai 2010.
• Le circuit de voleur de joule rayonnant que j'ai construit à partir d'un schéma de circuit présenté sur une vidéo youtube et voici les résultats jusqu'à présent
• Avec une batterie de taille AA, avec une tension de mesure de seulement 1,029 volts, j'ai obtenu une sortie du chargeur de batterie rayonnant Joule voleur de 12,16 volts @ 14,7 milliampères.
• Test 2 en utilisant une petite batterie d'électrificateur a23 Avec une tension mesurée de 9,72 volts, j'ai obtenu 10,96 volts du circuit à 0,325 milliampères.
• Test 3 J'ai utilisé une batterie rechargeable nimh de 9 volts entièrement chargée avec une charge mesurée de 9,19 volts cc et j'ai obtenu une sortie de 51,4 volts à 137,3 milliampères du circuit du chargeur de batterie de voleur de joule rayonnant.
• Test 4 J'ai utilisé une pile bouton 3575a avec une charge mesurée de 1,36 volts et j'ai obtenu 12,59 volts à 8,30 milliampères.
• Test 5 J'ai utilisé une pile bouton l1154 avec 1,31 volts mesurés et j'ai obtenu une sortie de 12,90 volts à 7,50 milliampères.
• Avec une batterie reflex avec une tension de 12 volts, j'ai obtenu une sortie de 54,9 volts à 0,15 ampères.

Voici le dessin simplifié par lequel j'ai construit le chargeur de batterie Radiant joule voleur. L'inducteur j'ai enroulé tellement de tours qu'il était trop plein pour s'enrouler.

Mais j'ai apporté 2 x 5 ou 6 mètres de longueur de fil de cuivre échoué de calibre inconnu de fil isolé d'électronique de dicksmiths, et j'ai enroulé la plus grande partie sauf je pense qu'il reste quelques pieds.

Lors du dernier test, j'ai utilisé ma batterie pour crayon, mais je n'ai pas mesuré à nouveau les volts.

J'ai alimenté le voleur d'énergie rayonnante Joule avec et aux sorties j'ai mis un condensateur électrolytique de 2200 uf évalué à 50 volts.

J'en ai fait passer mon multimètre et je me suis levé avant que j'arrête 35,8 volts, et c'est la charge qui est introduite dans le condensateur à,

Avant cela, je recevais 27,8 volts, mais comme le condensateur se chargeait au-delà de la mi-course, la montée de la tension ralentissait, peut-être à cause de la faible tension de la batterie.

Je vais devoir le mesurer à nouveau et refaire le test plus en détail.

Court-circuiter le condensateur a donné un bruit sec et des étincelles. J'ai essayé à nouveau de le charger jusqu'à présent, mais cette fois, j'ai vidé la charge du condensateur dans l'entrée et cela a éclairé le néon pendant une seconde avant que le plafond ne baisse

L'expérience suivante était différente, j'avais les sorties de mon compteur réglées sur une plage de 200 millivolts et l'entrée négative j'avais mon électrificateur A23 négatif assis sur l'entrée négative et le puits positif supérieur

Mon doigt était dessus uniquement, car pour l'entrée positive, il était dirigé vers un rectangle de carte de circuit imprimé au bout d'un fil tenu en l'air par un clip d'aligater.

La lecture augmentait à un rythme plus rapide que j'ai obtenu o 47,2 millivolts avant de l'arrêter, j'étais alimenté

Un bon taux de nulle part avec un circuit ouvert ici, mais je tenais également le boîtier de la batterie tout en faisant l'expérience. Je viens de répéter ces tests et j'ai obtenu des résultats bien améliorés maintenant .....

Mes tests continueront et je vous tiendrai tous au courant des dernières nouveautés, en attendant de continuer à bricoler.

Eh bien, c'étaient les 3 meilleurs circuits utilisant le concept de voleur de joule que je vous ai présenté, si vous avez d'autres exemples de ce type, n'hésitez pas à publier les informations à travers vos précieux commentaires.

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