Comment faire un voleur de Joule : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Un Joule Thief (JT) est un transformateur élévateur de tension basé sur le mode de fonctionnement d'un PWM (Pulse Width Modulation), il produit une oscillation dans une inductance à l'aide d'un transistor (2N3904, 2N2222, …) puis la sortie de l'inducteur est votre nouvelle tension. Le résultat est que vous pouvez allumer une LED blanche, bleue ou même ultraviolette avec une seule cellule 1.5V (AA, AAA ou tout type de cellule, j'ai également utilisé une cellule de montre). Ce circuit "survolteur" n'est pas très efficace mais il peut utiliser des batteries presque épuisées. Je ne devrais pas allumer un microcontrôleur, tout ce qui peut être perturbé par la tension et l'oscillation de puissance de la sortie, il existe des amplificateurs de tension dédiés comme le circuit intégré de Maxim avec une efficacité de 90%. Avec une plus grande inductance et un autre transistor, il est possible d'obtenir une très haute tension, j'ai vu sur le Web des JT qui peuvent allumer un tube néon à partir d'une batterie au plomb de vélo 12v.

Étape 1: Outils

Fer à souder, Dremel, Hot Glue, Cutter ou Exacto Knive et… une paire de mains.

Étape 2: Pièces

- 1 tore en ferrite (il peut être acheté ou récupéré sur une ancienne carte mère PC ou sur une alimentation PC)

- 1 mètre de fil de cuivre émaillé d'un diamètre de 0.5mm (je l'ai eu d'un ancien transformateur) - 1 transistor (n'importe quel transistor NPN comme 2N3904, 2N2222, … lire les fiches techniques) j'utiliserai un 2N3904 - 1 résistance 1kohm marron -noir-rouge (une résistance variable de 1k permet de "régler" facilement le JT pour des tensions plus basses) - 1 pcb de 1cm X 1cm est le plus petit (mon est de 1cm x 2, 5cm pour les 2 vis pour le fixer, et est récupéré à partir de déchets)

Étape 3: Enrouler le tore (transformateur)

Le circuit fonctionne jusqu'à 30 à 50 000 cycles par seconde, le transformateur doit donc être fabriqué à partir d'un matériau adapté à ces fréquences. Heureusement, de petites billes de ferrite utilisées pour la suppression du bruit électrique, etc. sont facilement disponibles et fonctionnent bien pour cette tâche. Pour l'enrouler, vous prenez le fil de cuivre mince recouvert d'émail et pliez-le en deux. Maintenant, passez l'extrémité pliée à travers le noyau jusqu'à ce que les deux extrémités libres dépassent d'environ 40 mm du noyau. Collez-les côte à côte sur le noyau et laissez la colle durcir. La colle thermofusible rend cela simple et rapide, mais assurez-vous de n'utiliser qu'un petit point de colle. Maintenant, enroulez 20 tours sur le noyau de ferrite de manière bifilaire (enfin, vous devez vraiment le faire comme vous utilisez du fil à deux noyaux !) et une fois terminé, répartissez les tours uniformément autour du noyau et collez l'autre extrémité (l'extrémité pliée) du fil à l'âme pour l'empêcher de se dérouler. La meilleure façon de le faire est de mettre une petite giclée de colle thermofusible dans le trou du noyau de ferrite. Cela empêche les enroulements de bouger ou de se dérouler. Essayez de garder les virages aussi serrés que possible contre le noyau, mais de petits espaces entre le fil et le noyau sont acceptables. Maintenant, vous devez couper l'extrémité pliée du fil de sorte que vous ayez deux enroulements séparés sur le noyau. Coupez les extrémités du fil à environ 20 mm de long et retirez la couche d'émail. Une fois les extrémités des fils dénudées, utilisez un multimètre pour trouver les deux extrémités de chaque enroulement. Ils deviennent les enroulements A et B. Les extrémités des fils A1 et B1 commencent au même endroit sur le transformateur, tout comme A2 et B2. Une autre façon d'enrouler ceci https://www.flickr.com/photos/oskay/1830118932/in/ photostream/fiche technique.2N3904 (pdf)

Étape 4: Observations

1. Mon JT est conçu dans le but d'allumer une seule LED blanche, c'est pourquoi j'ai expérimenté différentes tailles de tore et différents types de fil jusqu'à ce que j'obtienne la plus petite décharge de batterie, 17mA. (mon premier tore que j'ai fabriqué a obtenu un 45mA sain).

2. JT peut piloter plusieurs LED en série, les mettre en parallèle est une mauvaise idée, cela n'allumera qu'un petit nombre d'entre elles et le drain augmentera inutilement. 3. Lisez la fiche technique du transistor que vous utilisez et ne dépassez pas la puissance et l'intensité maximales qui y sont spécifiées ou cela brûlera le transistor. 4. L'ajout d'un condensateur céramique (104 ou plus petit) en parallèle fera baisser le drain de la LED et il pourra alors allumer plus de LED. Mettre un petit condensateur céramique en parallèle avec la résistance le fera fonctionner avec des tensions d'entrée plus faibles. Abaisser la valeur de la résistance de 1kohm à moins peut également le faire fonctionner avec des tensions plus basses. Soyez conscient de ne pas dépasser les valeurs maximales après avoir abaissé la résistance. 5. Les photos sont prises avec une caméra infrarouge (c'est la seule que j'ai qui a un mode macro acceptable) et c'est pourquoi les couleurs sont étranges. 6. Calcul d'efficacité: voir l'image … (je déteste les maths:P)