Een dief die functioneel is
Soms geef ik een demonstratie van een Joule-thief. Zelf heb ik diverse schakelingetjes in elkaar gefabriceerd die met de weinige componenten zeer goed werken. Maar onlangs heb ik in China kant en klare Joule-thieves aangekocht. Het zijn minuscule moduletjes die zeer goed werken. Je hebt ze in versies van 3,3 volt en 5 volt uitgangsspanning en ze beginnen al goed te werken bij 0,8 volt. Ze zijn spotgoedkoop te verkrijgen. Onderaan deze blog geef ik een kleine demonstratie van zo’n module en dit met een bijna lege AAA batterij en 4 parallel geschakelde led’s van 1 watt en 3v3 werkspanning.
Wat is een Joule-thief in detail uitgelegd:
Een Joule-thief is
een eenvoudige schakeling waarmee een batterij een belasting kan
aandrijven met een lagere spanning dan de nominale spanning van de
batterij. De schakeling wordt een "Joule-thief" genoemd
omdat zij energie "steelt" van de batterij door er kleine
hoeveelheden stroom aan te onttrekken, zelfs wanneer de spanning van
de batterij zeer laag is.
De schakeling bestaat meestal
uit een transformator, een schakeltransistor en een diode. De
transformator verhoogt de spanning van de batterij en de transistor
schakelt de schakeling snel aan en uit, waardoor een gepulseerde
uitgang ontstaat die naar de belasting wordt geleid. De diode
voorkomt dat de in de transformator opgeslagen energie terugvloeit
naar de batterij wanneer de transistor is
uitgeschakeld.
Joule-thieves kunnen worden gebruikt om een
grote verscheidenheid aan belastingen te voeden, zoals led's, kleine
motoren en zelfs sommige kleine elektronische apparaten. Ze zijn
bijzonder nuttig in toepassingen waar de batterijspanning naar
verwachting aanzienlijk zal dalen, zoals in systemen op zonne-energie
of in apparaten die batterijen gebruiken die het einde van hun
levensduur naderen.
Een Joule-thief is een zeer eenvoudige
en goedkope schakeling, die gemakkelijk kan worden gebouwd met een
klein aantal componenten. Ze zijn ook gemakkelijk te gebruiken, omdat
ze geen aanpassingen of speciale instellingen vereisen.
Vanwege
hun eenvoud en efficiëntie zijn Joule-thieves populair geworden in
doe-het-zelf- en hobbyprojecten, waar ze vaak worden gebruikt om
batterijen en andere elektronische componenten opnieuw te gebruiken
of de levensduur ervan te verlengen.
Joule-thieves zijn
bijzonder nuttig voor toepassingen met een laag vermogen waarbij de
belasting een lagere spanning vereist dan de batterijspanning. De
schakeling kan de spanning verhogen en een constante output
handhaven, zelfs als de batterijspanning daalt. Dit maakt ze ideaal
voor gebruik in draagbare elektronische apparaten, zoals zaklampen,
radio's en sensoren, die worden gevoed door batterijen die niet
volledig zijn opgeladen of die het einde van hun levensduur
naderen.
Joule-thieves kunnen ook worden gebruikt in
zonne-energiesystemen, waar ze kunnen helpen een constante
uitgangsspanning van een zonnecel te handhaven, zelfs als het niveau
van het zonlicht verandert. Hierdoor kan de zonnecel zelfs bij weinig
licht de belasting blijven voeden.
Een andere toepassing
van Joule-thieves is in verlichtingssystemen met lage spanning, zoals
led-verlichting. led's hebben een constante en consistente spanning
nodig om goed te functioneren, en Joule-thieves kunnen helpen die
spanning te handhaven, zelfs als de accuspanning daalt.
Het
is vermeldenswaard dat het Joule-thief circuit niet het meest
efficiënte circuit is, maar het is zeer eenvoudig en goedkoop te
bouwen en het kan zeer nuttig zijn in een breed scala van
toepassingen waar efficiëntie niet de belangrijkste zorg
is.
Samengevat is de Joule-thief een eenvoudige schakeling
waarmee een batterij een belasting kan aandrijven met een lagere
spanning dan de nominale spanning van de batterij. Het is nuttig voor
toepassingen met een laag vermogen, met name voor toepassingen die
een constante uitgangsspanning vereisen als de batterijspanning
daalt. Het is een eenvoudige, goedkope en gemakkelijk te gebruiken
schakeling die vaak wordt gebruikt in doe-het-zelf- en
hobbyprojecten.
De basiscomponenten
die nodig zijn om een Joule-thief-schakeling te bouwen zijn:
Een
transformator: Dit is de kerncomponent van de schakeling en is
verantwoordelijk voor het opvoeren van de spanning van de batterij.
De transformator die in een Joule-thief-schakeling wordt gebruikt is
meestal een transformator met een ferrietkern en een zeer hoge
omwentelingsverhouding, zoals een verhouding van 1:100 of 1:200.
Een
schakeltransistor: Deze component wordt gebruikt om de schakeling
snel aan en uit te schakelen, waardoor een gepulseerde uitgang
ontstaat die aan de belasting wordt toegevoerd. Gebruikelijke soorten
transistors in Joule-thief-schakelingen zijn bipolaire transistors
(zoals het NPN- of PNP-type) en veldeffecttransistors (zoals het
N-kanaals- of P-kanaalstype).
Een diode: Deze
component wordt gebruikt om te voorkomen dat de in de transformator
opgeslagen energie terugvloeit naar de batterij wanneer de transistor
is uitgeschakeld. Een gebruikelijke diode die in
Joule-thief-schakelingen wordt gebruikt is een standaard
siliciumdiode.
Een weerstand: Deze component wordt
gebruikt om de stroom door de transistor te beperken en hem te
beschermen tegen schade.
Een belasting: Dit is de
component die de Joule-thief schakeling moet voeden. De belasting kan
van alles zijn, van een LED tot een kleine motor tot een klein
elektronisch apparaat.
Dit zijn de basiscomponenten die je
nodig hebt om een Joule-thief schakeling te bouwen. U kunt ook een
optionele condensator over de basis en emitter van de transistor
plaatsen om de schakeling te stabiliseren.
De exacte
componenten en waarden die in een Joule-thieveschakeling worden
gebruikt, hangen af van de specifieke toepassing en de gewenste
uitgangsspanning en -stroom. Het is belangrijk de juiste
transformator en transistor te gebruiken voor de specifieke
spannings- en stroomvereisten van de belasting.
Chinese Joule-thief demonstratie:
Chris de professor
Geen opmerkingen:
Een reactie posten