Несколько простых схем питания светодиодов
Несмотря на богатый выбор в магазинах светодиодных фонариков различных конструкций, радиолюбители разрабатывают свои варианты схем для питания белых суперярких светодиодов. В основном задача сводится к тому, как запитать светодиод всего от одной батарейки или аккумулятора, провести практические исследования.
После того, как получен положительный результат, схема разбирается, детали складываются в коробочку, опыт завершен, наступает моральное удовлетворение. Часто исследования на этом останавливаются, но иногда опыт сборки конкретного узла на макетной плате переходит в реальную конструкцию, выполненную по всем правилам искусства. Далее рассмотрены несколько простых схем, разработанных радиолюбителями.
В ряде случаев установить, кто является автором схемы очень трудно, поскольку одна и та же схема появляется на разных сайтах и в разных статьях. Часто авторы статей честно пишут, что эту статью нашли в интернете, но кто опубликовал эту схему впервые, неизвестно. Многие схемы просто срисовываются с плат тех же китайских фонариков.
Автор статьи, которую Вы сейчас читаете, на авторство схем тоже не претендует, это просто небольшая подборка схем на «светодиодную» тему.
Зачем нужны преобразователи
Все дело в том, что прямое падение напряжения на светодиоде, как правило, не менее 2,4…3,4В, поэтому от одной батарейки с напряжением 1,5В, а тем более аккумулятора с напряжением 1,2В зажечь светодиод просто невозможно. Тут есть два выхода. Либо применять батарею из трех или более гальванических элементов, либо строить хотя бы самый простой DC-DC преобразователь.
Именно преобразователь позволит питать фонарик всего от одной батарейки. Такое решение уменьшает расходы на источники питания, а кроме того позволяет полнее использовать заряд гальванического элемента: многие преобразователи работоспособны при глубоком разряде батареи до 0,7В! Использование преобразователя также позволяет уменьшить габариты фонарика.
Простейшая схема для питания светодиода
Схема представляет собой блокинг-генератор. Это одна из классических схем электроники, поэтому при правильной сборке и исправных деталях начинает работать сразу. Главное в этой схеме правильно намотать трансформатор Tr1, не перепутать фазировку обмоток.
В качестве сердечника для трансформатора можно использовать ферритовое кольцо с платы от негодной энергосберегающей люминесцентной лампы. Достаточно намотать несколько витков изолированного провода и соединить обмотки, как показано на рисунке ниже.
Трансформатор можно намотать обмоточным проводом типа ПЭВ или ПЭЛ диаметром не более 0,3мм, что позволит уложить на кольцо чуть большее количество витков, хотя бы 10…15, что несколько улучшит работу схемы.
Обмотки следует мотать в два провода, после чего соединить концы обмоток, как показано на рисунке. Начало обмоток на схеме показано точкой. В качестве транзистора можно использовать любой маломощный транзистор n-p-n проводимости: КТ315, КТ503 и подобные. В настоящее время проще найти импортный транзистор, например BC547.
Если под рукой не окажется транзистора структуры n-p-n, то можно применить транзистор проводимости p-n-p, например КТ361 или КТ502. Однако, в этом случае придется поменять полярность включения батарейки.
Резистор R1 подбирается по наилучшему свечению светодиода, хотя схема работает, даже если его заменить просто перемычкой. Вышеприведенная схема предназначена просто «для души», для проведения экспериментов. Так после восьми часов беспрерывной работы на один светодиод батарейка с 1,5В «садится» до 1,42В. Можно сказать, что почти не разряжается.
Для исследования нагрузочных способностей схемы можно попробовать подключить параллельно еще несколько светодиодов. Например, при четырех светодиодах схема продолжает работать достаточно стабильно, при шести светодиодах начинает греться транзистор, при восьми светодиодах яркость заметно падает, транзистор греется весьма сильно. А схема, все-таки, продолжает работать. Но это только в порядке научных изысканий, поскольку транзистор в таком режиме долго не проработает.
Преобразователь с выпрямителем
Если на базе этой схемы планируется создать простенький фонарик, то придется добавить еще пару деталей, что обеспечит более яркое свечение светодиода.
Нетрудно видеть, что в этой схеме светодиод питается не пульсирующим, а постоянным током. Естественно, что в этом случае яркость свечения будет несколько выше, а уровень пульсаций излучаемого света будет намного меньше. В качестве диода подойдет любой высокочастотный, например, КД521 (принцип действия полупроводникового диода).
Преобразователи с дросселем
Еще одна простейшая схема показана на рисунке ниже. Она несколько сложнее, чем схема на рисунке 1 , содержит 2 транзистора, но при этом вместо трансформатора с двумя обмотками имеет только дроссель L1. Такой дроссель можно намотать на кольце все от той же энергосберегающей лампы, для чего понадобится намотать всего 15 витков обмоточного провода диаметром 0,3…0,5мм.
При указанном параметре дросселя на светодиоде можно получить напряжение до 3,8В (прямое падение напряжения на светодиоде 5730 3,4В), что достаточно для питания светодиода мощностью 1Вт. Наладка схемы заключается в подборе емкости конденсатора C1 в диапазоне ±50% по максимальной яркости светодиода. Схема работоспособна при снижении напряжения питания до 0,7В, что обеспечивает максимальное использование емкости батареи.
Если рассмотренную схему дополнить выпрямителем на диоде D1, фильтром на конденсаторе C1, и стабилитроном D2, получится маломощный блок питания, который можно применить для питания схем на ОУ или других электронных узлов. При этом индуктивность дросселя выбирается в пределах 200…350 мкГн, диод D1 с барьером Шоттки, стабилитрон D2 выбирается по напряжению питаемой схемы.
При удачном стечении обстоятельств с помощью такого преобразователя можно получить на выходе напряжение 7…12В. Если предполагается использовать преобразователь для питания только светодиодов, стабилитрон D2 можно из схемы исключить.
Все рассмотренные схемы являются простейшими источниками напряжения: ограничение тока через светодиод осуществляется примерно так же, как это делается в различных брелоках или в зажигалках со светодиодами.
Светодиод через кнопку включения, без всякого ограничительного резистора, питается от 3…4-х маленьких дисковых батареек, внутреннее сопротивление которых ограничивает ток через светодиод на безопасном уровне.
Схемы с обратной связью по току
А светодиод является, все-таки, токовым прибором. Неспроста в документации на светодиоды указывается именно прямой ток. Поэтому настоящие схемы для питания светодиодов содержат обратную связь по току: как только ток через светодиод достигает определенного значения, выходной каскад отключается от источника питания.
В точности также работают и стабилизаторы напряжения, только там обратная связь по напряжению. Ниже показана схема для питания светодиодов с токовой обратной связью.
При внимательном рассмотрении можно увидеть, что основой схемы является все тот же блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2. Транзистор VT1 является управляющим в цепи обратной связи. Обратная связь в данной схеме работает следующим образом.
Светодиоды питаются напряжением, которое накапливается на электролитическом конденсаторе. Заряд конденсатора производится через диод импульсным напряжением с коллектора транзистора VT2. Выпрямленное напряжение используется для питания светодиодов.
Ток через светодиоды проходит по следующему пути: плюсовая обкладка конденсатора, светодиоды с ограничительными резисторами, резистор токовой обратной связи (сенсор) Roc, минусовая обкладка электролитического конденсатора.
При этом на резисторе обратной связи создается падение напряжения Uoc=I*Roc, где I ток через светодиоды. При возрастании напряжения на электролитическом конденсаторе (генаратор, все-таки, работает и заряжает конденсатор), ток через светодиоды увеличивается, а, следовательно, увеличивается и напряжение на резисторе обратной связи Roc.
Когда Uoc достигает 0,6В транзистор VT1 открывается, замыкая переход база-эмиттер транзистора VT2. Транзистор VT2 закрывается, блокинг-генератор останавливается, и перестает заряжать электролитический конденсатор. Под воздействием нагрузки конденсатор разряжается, напряжение на конденсаторе падает.
Уменьшение напряжения на конденсаторе приводит к снижению тока через светодиоды, и, как следствие, уменьшению напряжения обратной связи Uoc. Поэтому транзистор VT1 закрывается и не препятствует работе блокинг-генератора. Генератор запускается, и весь цикл повторяется снова и снова.
Изменяя сопротивление резистора обратной связи можно в широких пределах изменять ток через светодиоды. Подобные схемы называются импульсными стабилизаторами тока.
Интегральные стабилизаторы тока
В настоящее время стабилизаторы тока для светодиодов выпускаются в интегральном исполнении. В качестве примеров можно привести специализированные микросхемы ZXLD381, ZXSC300. Схемы, показанные далее, взяты из даташитов (DataSheet) этих микросхем.
На рисунке показано устройство микросхемы ZXLD381. В ней содержится генератор ШИМ (Pulse Control), датчик тока (Rsense) и выходной транзистор. Навесных деталей всего две штуки. Это светодиод LED и дроссель L1. Типовая схема включения показана на следующем рисунке. Микросхема выпускается в корпусе SOT23. Частота генерации 350КГц задается внутренними конденсаторами, изменить ее невозможно. КПД устройства 85%, запуск под нагрузкой возможен уже при напряжении питания 0,8В.
Прямое напряжение светодиода должно быть не более 3,5В, как указано в нижней строчке под рисунком. Ток через светодиод регулируется изменением индуктивности дросселя, как показано в таблице в правой части рисунка. В средней колонке указан пиковый ток, в последней колонке средний ток через светодиод. Для снижения уровня пульсаций и повышения яркости свечения возможно применение выпрямителя с фильтром.
Здесь применяется светодиод с прямым напряжением 3,5В, диод D1 высокочастотный с барьером Шоттки, конденсатор C1 желательно с низким значением эквивалентного последовательного сопротивления (low ESR). Эти требования необходимы для того, чтобы повысить общий КПД устройства, по возможности меньше греть диод и конденсатор. Выходной ток подбирается при помощи подбора индуктивности дросселя в зависимости от мощности светодиода.
Микросхема ZXSC300
Отличается от ZXLD381 тем, что не имеет внутреннего выходного транзистора и резистора-датчика тока. Такое решение позволяет значительно увеличить выходной ток устройства, а следовательно применить светодиод большей мощности.
В качестве датчика тока используется внешний резистор R1, изменением величины которого можно устанавливать требуемый ток в зависимости от типа светодиода. Расчет этого резистора производится по формулам, приведенным в даташите на микросхему ZXSC300. Здесь эти формулы приводить не будем, при необходимости несложно найти даташит и подсмотреть формулы оттуда. Выходной ток ограничивается лишь параметрами выходного транзистора.
При первом включении всех описанных схем желательно батарейку подключать через резистор сопротивлением 10Ом. Это поможет избежать гибели транзистора, если, например, неправильно подключены обмотки трансформатора. Если с этим резистором светодиод засветился, то резистор можно убирать и проводить дальнейшие настройки.
Повышающий преобразователь для светодиодного фонарика из КЛЛ
В наш век прогресса и разнообразных нанотехнологий довольно многие уже используют для освещения дома «энергосберегающие лампочки» (которые на самом деле правильно называть «КЛЛ со встроенным ПРА»). Вроде таких:
Как ни странно, оные чудо-приборы будущего тоже иногда ломаются. В этом случае большинство людей просто утилизирует их вместе с остальным мусором, совершенно не подозревая, что такая лампочка, даже отслужившая свое, еще может принести существенную пользу. Например, в ней есть почти все, что нужно, чтобы собрать простой светодиодный фонарик, работающий от одной полуторавольтовой батарейки.
Для начала давайте посмотрим, что же собственно мы будем собирать:
Сия схема служит для того, чтобы повысить полтора вольта, выдаваемые батарейкой, до рабочего напряжения белого светодиода (около трех вольт, ток ограничивается за счет свойств катушки-обмотки). Она является вариацией давно известного преобразователя на блокинг-генераторе. Сразу скажу, что достоинство у приведенного варианта только одно – простота. Он пригоден исключительно для питания «обычных» белых светодиодов с рабочим током в районе 20 мА, да и то в режиме сомнительной оптимальности. Проистекает это оттого, что параметры подобной схемы зависят от кучи разных факторов (температуры в том числе), и практически не поддаются точному расчету – чистая эмпирика. Впрочем, схема обладает отличной повторяемостью, и вполне подойдет для того, чтобы развлечься долгим вечером или экстренно собрать фонарик в полевых условиях. Кроме того, существуют более пристойные ее модификации (ссылки на различные варианты даны ниже).
Несколько слов о том, как она работает. Изначально транзистор открывается током, протекающим через вторичную обмотку трансформатора T1 и резистор. Вследствие этого через открытый транзистор и первичную обмотку также начинает протекать нарастающий ток. Нарастающий ток порождает в сердечнике усиливающееся магнитное поле, которое в полном соответсвии с уравнениями Максвелла приводит к возникновению напряжения на вторичной обмотке. Однако вторичная обмотка включена навстречу первичной (точки рядом с обмотками обозначают их условное начало), потому возникающее на ней напряжение оказывается противонаправленным напряжению на участке база-эмиттер, и начинает компенсировать последнее, закрывая транзистор. Транзистор закрывается. Однако катушки обладают значительной индуктивностью, и потому ток в них не может прекратиться сразу. Через закрытый транзистор он течь не может. Но параллельно ему подключен светодиод, через который и протекает ток в этом случае. Катушка является в этот момент источником тока, а светодиод кроме всего прочего работает как стабистор, ограничивая напряжение на себе и транзисторе – без него выходное напряжение может достигать десятков вольт. Светодиод светится, энергия, запасенная в катушке, расходуется, поле в сердечнике убывает, а вместе с ним уменьшается напряжение на вторичной обмотке. В какой-то момент оно уменьшается настолько, что больше не компенсирует напряжение, приложенное к базе. Транзистор открывается, и все повторяется сначала.
Схема может быть собрана из практически любых деталей на любой коленке, и с вероятностью 98% будет работоспособна.
А теперь собственно о том, как сделать вышеописанное из энергосберегайки.
Расковыриваем корпус. Отверткой аккуратно разделяем его на две половинки, чтобы достать схему балласта, из которой добывается большинство необходимого.
Откусываем бокорезами провода, и достаем балласт:
В нем нас интересует дроссель (с него будем сматывать провод для обмоток), ферритовое колечко (на нем будем мотать трансформатор) и транзистор.
К сожалению, в этом экземпляре балласта я не смог обнаружить необходимого резистора (0.3 – 1K), потому взял подходящий экземпляр из закромов. Хотя в полевых условиях можно попытаться набрать подходящий номинал из имеющихся в балласте.
Светодиод берем там же, в хламе. Самый обычный 10мм белый светодиод:
Собираем все в кучку, дабы полюбоваться:
Теперь надо намотать трансформатор. Для этого освобождаем кольцо от тех обмоток, что на нем уже есть, разламываем дроссель пассатижами (у меня он был склеен компаундом, так что культурно разобрать не представлялось возможным), и добываем из него провод:
На кольцо надо намотать примерно по 25 витков провода для каждой обмотки. Для удобства целесообразно вести намотку так: сматываем с дросселя примерно восемьдесят сантиметров провода (отмерить можно даже без линейки – по длине примерно как четыре листа А4 в высоту; а чтобы дроссель при разматывании не колол пальцы, можно загнуть его ножки пассатижами), складываем провод пополам и наматываем обмотку прямо в два провода. После чего обрезаем концы проволоки до удобной длины, и получаем сразу две одинаковые обмотки.
При намотке я не особо старался запомнить, какие выводы какой обмотке принадлежат, и потому после прозвонил их тестером.
Транзистор имеет смысл проверить, ибо взят он из неисправной лампы, и потому, возможно, неработоспособен. Я проверил, и обнаружил, что так оно и есть. Потому я взял еще один балласт и выпаял другой транзистор из него.
Это оказался могучий MJE13003. Проверил – рабочий.
Выдержки из нагугленного даташита на него:
Поскольку, как я уже говорил, эта схема может быть собрана из чего угодно, как угодно и где угодно, в даташите нас интересует прежде всего распиновка. Остальные параметры и так имеют огромнейший запас.
Ну вот, все есть:
Собираем по схеме:
Обмотки абсолютно равноценны, потому разницы, какую включать в коллектор, а какую – в цепь базы, нет. Если же после сборки генератор не заработает, это значит, что надо поменять местами выводы одной из обмоток, и он наверняка запустится. Но я попал с первого раза.
Ну вот, работает!
Как я уже говорил, эта схема сильно упрощена. Если же хочется чего-то в том же духе, но более стабильного и правильного, то стоит обратить внимание на следующие схемы (в порядке возрастания «правильности»):
Совсем пристойно, даже с явной стабилизацией тока:
Вот и все. В заключение хочу повторить, что все перечисленные схемы в силу упомянутых в начале недостатков пригодны лишь для построения небольших «несерьезных» фонариков выходного дня, либо когда в полевых условиях нужно экстренно собрать что-то светящееся. Для мощных светодиодов они не подходят категорически.
Как получить свет из батареек
Соавтор(ы): Ralph Childers. Ральф Чайлдерс — электрик высшей квалификации из Портленда, Орегон. Занимается электрическими работами и обучением более 30 лет. Получил степень бакалавра по электроинженерии в Луизианском университете в Лафайете, имеет лицензию младшего электрика в штате Орегон и электрика в штатах Луизиана и Техас.
Количество просмотров этой статьи: 48 948.
Очень легко получить источник освещения, работающий от батарейки. Это отличный способ сделать из подручных средств фонарик или просто временный источник освещения на время отключения электроэнергии в доме. При правильном соединении батарейки и лампочки вы получите электрическую цепь, которая обеспечит освещение. Поток электронов проходит через источник света по направлению от отрицательной клеммы батарейки к положительной, посредством чего и вырабатывается нужная для светового потока энергия.
- Батарейка типа D
- Провод в обмотке (куски длиной 5-7,5 см)
- Лампочка
- Электроизоляционная лента
- Ножницы
Зачистите конец провода. При помощи ножниц снимите чуть больше сантиметра изоляции с концов провода. Повторите операцию на обоих кусках. Действуйте осторожно, чтобы нечаянно не отрезать часть провода.
Присоедините конец провода к батарейке. Один из концов провода необходимо подключить к отрицательному полюсу батарейки D.
Подключите лампочку. Соединив провод с батарейкой, присоедините его другой конец к лампочке. Второй проводок следует по аналогии подсоединить к источнику света. Скрепите всю конструкцию при помощи изоленты.
Замкните цепь. Возьмите свободный контакт второго провода и прижмите его к противоположной стороне батарейки. Это будет ее положительно заряженный полюс. При касании проводом поверхности полюса должна загореться лампочка. Это произойдет потому, что под действием разности потенциалов поток электронов движется через лампочку от отрицательно заряженного полюса батарейки к ее положительно заряженному концу. Таким образом, у вас получилась замкнутая электрическая цепь, которая вырабатывает свет. [2] X Источник информации
- Изолированный провод (куски 2,5 и 7,5 см)
- 2 батарейки типа АА
- Светодиод
- Электроизоляционная лента
- Ножницы
- Лист бумаги
Смотайте батарейки вместе. Расположите 2 батарейки таким образом, чтобы положительный полюс одной соприкасался с отрицательным концом другой. Смотайте их в таком положении при помощи изоленты. Убедитесь, что батарейки контактируют достаточно плотно, чтобы не пришлось для улучшения контакта их дожимать руками.
Зачистите провода. При помощи ножниц снимите изоляцию с концов вашего провода. Делайте это осторожно, чтобы вместе с изоляцией не срезать жилу провода. Проделайте то же самое со вторым куском провода.
Прикрепите провод к светодиоду. Обмотайте часть зачищенного конца короткого провода вокруг одного из контактов светодиода. Повторите аналогичное действие с одним из концов длинного провода. Перемотайте все изолентой. [3] X Источник информации
- Если светодиод не загорелся, сделайте так, чтобы короткий провод касался положительного полюса, а длинный — отрицательного полюса батарейки.
Примотайте провод. Примотайте короткий провод изолентой к батарейке после обнаружения правильной полярности. Использование изоленты обеспечит надежный контакт между оголенной частью провода и полюсом батарейки.
Заверните батарейки. Отрежьте лист бумаги по длине вашей конструкции из батареек. Завернув их в этот лист (провода при этом должны оказаться внутри) вы сформируете «корпус» в виде небольшого фонарика. Длинный провод пока что не следует сматывать изолентой. Сначала намотайте слой изоленты на бумажный корпус, в который завернуты батарейки со светодиодом, со стороны незамкнутого полюса и длинного провода, а затем сделайте то же самое на противоположном конце фонарика. [4] X Источник информации
Используйте ваши пальцы в качестве кнопки включения. Прикоснитесь проводом к свободному полюсу батарейки. Это приведет к включению фонарика. Вы можете придерживать провод пальцем или примотать его изолентой, если хотите получить постоянно включенный фонарик.
Набор для сборки высоковольтного генератора. 15000 вольт от одного аккумулятора или как зажечь лампу на 220 вольт от батарейки.
Здравствуйте друзья. Сегодня я хочу рассказать о наборе для самостоятельной сборки простейшего высоковольтного генератора аж на 15000 вольт (как заявляет производитель). Главной изюминкой этого генератора является его низкое напряжение питания: всего 3.7 вольта, т.е. он может работать от одного литиевого элемента.
Также я покажу, как с помощью этого набора заставить светиться обыкновенную бытовую лампочку (как энергосберегайку, так и светодиодную), всего от 1 аккумуляторного элемента.
Обзор писал очень долго, более 2 месяцев, т.к. в середине испытаний сгорела, а точнее вышла из строя, высоковольтная обмотка трансформатора (межвитковое замыкание), поэтому пришлось заказывать еще один набор и принимать дополнительные меры, для предотвращения подобных эксцессов
Состав набора
Набор содержит::
— печатную плату;
— высоковольтный трансформатор;
— резистор на 120 Ом;
— диод UF4007;
— безымянный n-p-n транзистор в корпусе ТО-126 (на странице товара этот транзистор называется как N20);
— радиатор для транзистора;
— винт М3 для крепления транзистора на радиатор;
— клавишный выключатель;
— пластиковая стяжка для крепления трансформатора к плате;
— 6 контактная гребенка.
Схемы в комплекте нет, предполагается, что сборка осуществляется согласно маркировке печатной платы:
Однако для понимания я нарисовал схему:Это стандартный блокинг-генератор представляющий из себя генератор сигналов с трансформаторной обратной связью.
Базовая обмотка трансформатора намотана более тонким проводом, чем коллекторная, витки не считал.
Высоковольтрая обмотка состоит из 6 секций, соединенных последовательно. Какой-либо пропитки нет.
Сборка
Сначала нужно прикрутить транзистор к радиатору, а затем запаять его (транзистор) на печатной плате.
Далее необходимо запаять резистор и диод согласно маркировке на плате
Следующим этапом паяем провода и выключатель:
Осталось запаять трансформатор, для чего необходимо залудить концы низковольтных обмоток. Для этого их необходимо очистить от лаковой изоляции. Это можно сделать с помощью острого ножа или наждачной бумаги. Я традиционно для этого использую таблетку аспирина в качестве флюса. Единственный минус такого метода — очень едкий дым. Поэтому эту процедуру нужно делать в хорошо проветриваемом помещении.
Соединить низковольтные обмотки необходимо последовательно, т.е. конец одной с началом другой. В плату запаивать в соответствии с маркировкой, там где толстые полоски — обмотку с толстым проводом (коллекторная), там где полоски тонкие — обмотку с тонкими проводами (базовая). Концы высоковольтной обмотки необходимо припаять к комплектрой гребенке контактов (через один), т.о. искровой промежуток будет около 5 мм. Это нужно сделать для недопущения межвиткового пробоя высоковольтной обмотки.
В принципе, можно переходить к пробному включению, для чего к проводам подключаем обычный Li-Ion аккумулятор формата 18650 и пробуем поджечь бумагу высоковольтным разрядом.
Убедившись в работоспособности высоковольтного генератора, осталось закрепить трансформатор на печатной плате пластиковой стяжкой
На странице товара указано, что данный высоковольтный генератор создает напряжение 15 кВ. Измерить данное напряжение нагляднее всего можно с помощью измерения длины пробойного промежутка. Расстояние между соседними контактами гребенки составляет 2,5 мм. А припаяв провода к контактам «через 1», как в данном случае, получаем 5мм, что примерно и составляет 15 кВ, т.к. средняя пробивная напряженность воздуха составляет около 30 кВ/см. Более глубоко об этом может рассказать Закон Пашена
Увеличение выходного напряжения
В принципе, 5 мм это не максимальное расстояние пробоя для данного генератора, однако увеличив это расстояние появляется шанс получить медвитковый пробой высоковольтной обмотки, что у меня и произошло, поэтому мне пришлось заказать еще один набор и предварительно произвести пропитку трансформатора парафином.
Для этого я взял свечу в стеклянном стакане и растопил её на водяной бане
Далее опустил трансформатор в расплавленный парафин на несколько минут для того, чтобы он (парафин) пропитал обмотки, после этого просушил трансформатор на салфетке
Следующим шагом я взял деревянный брусок и закрутил 2 шурупа на расстоянии около 3 см друг от друга
Рядом закрепил и саму плату высоковольтного генератора, концы высоковольтной обмотки припаял к медным проводам, зекрепленными шурупами и выгнутыми в форму «рогового разрядника».
Экспериментировал я с формой этого разрядника долго, за разрядом интересно наблюдать, он появляется в самой узкой точке, потом двигается вверх и гаснет примерно на расстоянии около 1 см, т.е. косвенно можно сказать, что генератор способен развивать напряжение около 30 кВ (более наглядно этот процесс можно увидеть в видеоверсии обзора ниже).
Собственное потребление ВВ генератора
Для понимания при каких напряжениях работает генератор и какие токи потребляет, я запитал генератор от регулируемого БП:
Разряд появляется при питающем напряжении 2.8 вольта (1.77 А). При повышении напряжения разряд становится ярче и плотнее, более 4.1 вольта (1.98А) я не поднимал напряжение, боясь сжечь генератор.
В итоге генератор потребляет до 8 Ватт.
Другие эксперименты
Попробуем поиграться с «поджиганием» различных ламп, начнем с люминисцентных энергосберегаек
Люминисцентные лампы горят уверенно и достаточно ярко.
Очередь за светодиодной лампой:
Светодиодная лампа горит не слабее.
Причем достаточно лампу соединить всего 1 контактом к любому высоковольтному проводнику. Лампа загорается не зависимо от этого.
Еще у меня есть редкий зверь среди энергосберегающих ламп — индукционная лампа:
Эта лампа тоже светится, но очень слабо. Лампа достаточно специфическая, она не имеет вообще контактов внутри стеклянной колбы и светится в ней плазма, возникающая в результате ионизации газа высокочастотным магнитным полем. Она даже при штатном включении загорается не сразу во всю мощность, а яркость нарастает постепенно по мере прогрева газа внутри.
Ну и тест «на палец»
Никакого «удара током» я не ощутил, но на поверхности пальца остался сгоревший участок кожи. По ощущениям, как будто прикоснулся к чему-то горячему.
Видеоверсия:
Первый ролик — распаковка и сборка.
Второй — модернизация и эксперименты.
В связи с непонятной на данный момент ситуацией с судьбой Youtube на территории РФ, дам также ссылки на эти ролики на Дзене.
Итог:
Могу рекомендовать данный набор для сборки с подрастающим поколением. Цена очень приятная. Эксперименты получаются достаточно забавные, хотя, наверно, небезопасные. Поэтому экспериментировать только со взрослыми.
Сделаем Похитителя Джоулей. Зажжем светодиод от разряженной батарейки
В этом проекте, сделанном журналом Бре Петти и мной, я показываю вам, как украсть джоули.
Так что такое Вор Джоулей? Это небольшая схема, которая позволяет вам подключать синие или белые светодиоды к элементам питания с низким напряжением. Обычно если, вы захотите зажечь синий или белый светодиод, вам нужно обеспечить напряжение 3…3.5 В, как на литиевых элементах 2016, 2032 и т.п. От одной батарейки АА с напряжением 1.5 В светодиод просто не будет работать. Но с использованием Вора Джоуля он светится прекрасно. И не только от новой батарейки, но и тогда, когда батарейка практически умрет – напряжение опустится до 0.3 В. Это гораздо ниже напряжения, при котором все другие ваши игрушки перестают работать от этой батарейки и сообщают, что батарейка пустая. Эта схема позволит вам украсть у батарейки последний Джоуль (отсюда название).
Далее несколько подробных фото, где показан процесс изготовления катушки.
На первом фото – ассортимент ферритовых колец, индуктивностей и трансформаторов, пригодных для изготовления Вора Джоулей. В зависимости от вашего выбора, можно использовать готовую намотку или убрать ее, и намотать собственную.
Для того, чтобы изготовить собственную катушку возьмите два изолированных провода разных цветов и кольцевой ферритовый сердечник:
Сложите два повода вместе и попустите их через кольцо:
Удерживая провода вместе, сделайте первый виток:
Удерживая провода вместе, намотайте еще несколько витков:
Продолжайте намотку до заполнения кольца. С тонким изолированным проводом обычно получается 7…10 витков:
Выведите концы проводов. Отметьте, что у Вас есть две пары концов – одна с верхней стороны кольца, другая – с нижней:
Зачистите концы проводов. Возьмите два конца разного цвета – один с верхней стороны кольца, другой с нижней и скрутите их вместе:
А теперь спаяйте. Это будет «общей» точкой намотки:
На схеме Вора Джоулей общая точка катушки изображена в верхней части. Она подключается к положительному полюсу батарейки. Другие два провода из катушки подключены к резистору и к точке соединения транзистора и светодиода.
Еще деталь, которую, возможно, вам нужно знать – обозначение и цоколевка транзистора 2N3904. Нижний по схеме вывод со стрелкой – эмиттер. Верхний, подключенный к светодиоду – коллектор, а вывод, идущий влево между эмиттером и коллектором – база. Также помните, что укороченный вывод светодиода на схеме обозначается плоской линией.
Вот транзистор 2N3904. Если положить его так, чтобы на плоской стороне корпуса можно было прочитать текст, то слева направо будут: эммитер, база, коллектор. Нередко их обозначают буквами EBC на корпусе:
Так как это работает?
Действительно, очень хорошо.
В качестве примечания скажу, что эта схема идеально работает с разряженной батареей, и несколько хуже с новой.
Перевод: Nsgvid по заказу РадиоЛоцман
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Питание светодиода от одной батарейки
Благодаря развитию науки и техники, экономные и компактные светодиоды вытеснили громоздкие и прожорливые «лампочки Ильича» из электрических осветительных приборов, бытовой техники и дорогих современных автомобилей. Потому, что светодиоды по яркости и экономичности в несколько раз превосходят обычные лампы накаливания и люминесцентные экономки.
В карманных фонариках применяются светодиоды с напряжением питания 2,5 — 3,3В, напряжение батареи состоящей из трех элементов питания 4,5В, ограничительный резистор снижает напряжение питания до безопасного для светодиода 3,3В. А возможно ли за питать светодиод от одной батарейки ААА с напряжением 1 — 1,5В ? Благодаря современным технологиям, возможно все! На этом рисунке представлена простая схема блокинг генератора позволяющая питать один 3,3 вольтовый светодиод низким напряжением от одной батарейки или аккумулятора напряжением 1 – 1,5 вольта.
Для этой самоделки вам понадобится:
- Светодиод с напряжением питания 2,5 — 3,3В
- Одна батарейка или аккумулятор 1 — 1,5В
- Выключатель
- Ферритовое кольцо диаметром 10 — 20 мм.
- Провод диаметром 0,3 — 0,5 мм.
- Диод IN4007
- Конденсатор 10 мкф 16 В
- Резистор 50 — 100 ом или переменный до 500 ом
- Транзистор структуры NPN КТ315, BC547, КТ815, BD135, BD139 или PNP КТ361, BC557, КТ814, BD136, BD140. После установки транзисторов структуры PNP изменяется полярность питания.
Важным элементом блокинг генератора (или как его называют импульсный повышающий преобразователь напряжения) является трансформатор, от правильного изготовления которого зависит работоспособность устройства. Мотать трансформатор лучше всего на 10 миллиметровом ферритовом кольце от лампы экономки или зарядного устройства для мобильного телефона. На крайний случай подойдет любое другое ферритовое кольцо большего диаметра. В принципе размер кольца особого значения не имеет. Даже возможно использовать миниатюрный квадратный трансформатор с ферритовым сердечником.
Трансформатор мотаем в два провода диаметром 0.3 — 0.5 мм. Желательно использовать провод в лаковой изоляции, он более плотно ложиться в кольцо. Так же пойдет сетевой компьютерный провод в пластиковой изоляции «витая пара» диаметр жилы 0.5 мм. Складываем два отрезка провода вместе, продеваем в ферритовое кольцо и плотно затягиваем. Таким образом наматываем 10 витков в две жилы.
У вас должно получиться две обмотки и четыре вывода.
Согласно схеме соединяем начало первой обмотки с концом второй. Я специально намотал провода разного цвета зеленый и белый с зеленой полосой, чтобы вам было понятно.
Собирать устройство лучше всего навесным монтажом, так получается более компактно и есть возможность разместить компоненты в корпусе от небольшого фонарика. Транзисторы подойдут практически любые структуры NPN КТ315, BC547, КТ815, BD135, BD139 или структуры PNP КТ361, BC557, КТ814, BD136, BD140. Обратите внимание, после установки транзисторов структуры PNP надо изменить полярность питания, а также перевернуть светодиод, конденсатор C1 и диод D1 согласно схеме. После правильной сборки девайс начинает работать с первого раза.
Яркость светодиода регулируется подбором резистора R1. В своей самоделке я установил подстроечный резистор на 500 ом, максимальной яркости светодиода добился при сопротивлении подстроечного резистора в 63 ома. Максимальное напряжение на светодиоде после точной настройки резистора 3 вольта. Если ваш генератор не работает, проверьте правильно ли намотали трансформатор, а также исправность всех компонентов, правильность сборки, качество пайки. Никогда не подключайте светодиод к работающему генератору потому, что на холостом ходу генератор вырабатывает десятки вольт и кристалл светодиода сгорит как пушинка. Включайте генератор, только с припаянным на свое место светодиодом.
Рабочая частота блокинг генератора 19 кГц. По мере разряда батарейки частота будет постепенно снижаться. Свою работоспособность данная схема сохраняет до 0,6 вольт.
В заключение хочу сказать, это устройство может собрать любой начинающий радиолюбитель с минимальными познаниями в радиоэлектронике. Так, что если у вас есть пол часа свободного времени, попробуйте собрать очень простой и неприхотливый к деталям девайс. Пусть эта самоделка станет проектом вашего выходного дня.
Друзья, желаю вам хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как работает светодиод от одной батарейки.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
В этой статье мы рассмотрим повышающий преобразователь напряжения, в иностранных источниках обычно называемый «Joule Thief» для питания сверхяркого светодиода от одной батарейки 1,5 Вольта.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Как известно, обычный сверхяркий белый или синий светодиод требуют для своего питания не менее 2,7 В, и поэтому в фонарик, который работает на таких светодиодах ставят 3 батарейки по 1,5 Вольта, я думаю это знает каждый у кого есть светодиодный фонарик, и это вызывает некоторое неудобство, так как нужно покупать каждый раз по 3 штуки пальчиковых батареек, а это довольно затратно. Преобразователь же, который мы предлагаем Вам собрать очень простой, дешёвый, прост в изготовлении и сборке и позволит питать светодиод или группу светодиодов всего от одной батарейки 1,5В. Причём он сможет высосать из батарейки все соки, ведь преобразователь со светодиодом продолжает работать даже при напряжении около 0,4 Вольта! Что позволит запитать фонарик даже от севшей батарейки, которая уже не работает в других устройствах. В предыдущей статье про фонарик работающий на воде мы как раз и использовали подобный повышающий преобразователь.
Инструменты и детали:
- Ферритовое тороидальное кольцо (можно взять от нерабочей экономной лампочки КЛЛ);
- Старая батарейка;
- Белый яркий светодиод (можно взять от фонарика, можно даже взять весь модуль светодиодов);
- NPN транзистор — 2N3904 или 2N2222, 2N4401;
- Резистор на 1 кОм (на импортном будут полоски таких цветов и в таком порядке – Коричневая-Черная-Красная);
- Тестер батареек (не обязательно);
- Олово, припой, паяльник, друг который умеет паять =);
- Медная одножильная проволока в лаковой или ПВХ изоляции;
- Держатель для батарейки.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Как сделать повышающий преобразователь для светодиода «Joule Thief» своими руками, подробная инструкция:
Нам нужно будет собрать повышающий преобразователь напряжения по такой схеме:
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Намотка тороидального трансформатора.
Нам нужно будет два одинаковых по длине провода, снимите на их концах изоляцию, примерно на пол сантиметра. Смотайте оба конца проводков вместе и для большей надёжности пропаяйте. Просуньте эти концы через кольцо немного и затем другими концами начинайте мотать обмотку виток к витку, следите затем, чтобы эти два провода не перекручивались между собой, а шли бок-о-бок вместе. Мотайте пока не закончится свободное место на кольце и все 4 конца не окажутся вместе. Чем больше витков сможет уместить кольцо тем лучше но всё зависит от толщины провода и диаметра кольца. Отрежьте лишнюю часть проволоки оставив около 2 сантиметров для дальнейшей пайки.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Ещё один вариант намотки трансформатора для повышающего преобразователя напряжения и который я рекомендую находится в статье про фонарик работающий на воде.
Припаяйте резистор к одному из концов которые остались не спаянными резистор на 1 кОм.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Припаяйте транзистор как показано на картинке (обратите внимание что плоская часть транзистора вверху, а выпуклая внизу, это важно так как выводы транзистора нельзя менять местами). Коллектор транзистора (Collector) припаян к другой свободной одинарной обмотке трансформатора. База транзистора (Base) припаяна ко второму концу резистора, а эмиттер припаян к отдельному проводку который будет подключаться к минусу батарейки.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Припаиваем светодиод, для этого нужно сперва выяснить где находится у него анод (плюс) и катод (минус), если светодиод новый то можно легко понять по длине его ножек, длинная это анод (+), а та, что покороче катод (-). Также если посмотреть светодиод на просвет то тот контакт который будет выглядеть более массивным по сравнению со вторым то это будет катод. Итак, мы выяснили где что и теперь припаиваем анодом к коллектору транзистора, а катодом к эмиттеру.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Проверяем тестером насколько близка к смерти наша старая батарейка, главное подобрать такую, чтобы была ещё немного жива. Для проверки схемы всё же желательно под рукой иметь новую батарейку.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В
Пришло время проверить на работоспособность нашу схему! Для этого, провод, который идёт от эмиттера транзистора подключим к минусу батарейки, а те 2 скрученных вместе провода трансформатора к плюсу батарейки и всё, наш повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В заработал! Также, чтобы не держать батарейку пальцами постоянно советуем припаять держатель батарейки.
Повышающий преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батарейки 1,5 В