Ladro di Joule - funzionamento insolito

Schemi di elettronica analogica di segnale e potenza
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gilbyit
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Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da gilbyit »

Ciao
Volevo cimentarmi nel "Ladro di Joule", quei circuiti oscillanti che sono in grado di innalzare la tensione di una pila da 1,5V
Nel mio caso volevo accendere un LED bianco con tensione di soglia sui 2,5V

Ho optato per un circuito tipo questo
joule-thief-image-2.jpg
joule-thief-image-2.jpg (52.52 KiB) Visto 1812 volte
Ovviamente il mio l'ho fatto con componenti che avevo in casa

R = 1K
LED = 2,6V
NPN di recupero hFE=278 Vf=700mV
Trasformatore recuperato da un TV anni 70
Immagine 2021-09-18 162736.jpg
Immagine 2021-09-18 162736.jpg (51.38 KiB) Visto 1812 volte
Ora monto il circuito ma il Led non si accende, controllo se oscilla e trovo questo segnale sul punto 2
Immagine 2021-09-18 162943.jpg
Immagine 2021-09-18 162943.jpg (42.9 KiB) Visto 1812 volte
Oscilla ma il valore non è sufficiente ad accendere il LED
gilbyit
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da gilbyit »

Scusate, continua da sopra perchè non mi fa allegare altre immagini

Dicevo sul punto 3 ho invece questo segnale
Immagine 2021-09-18 163109.jpg
Immagine 2021-09-18 163109.jpg (48.69 KiB) Visto 1811 volte
Cioè un treno di impulsi a -8V

Ho quindi tolto il led dal transistor e l'ho messo i parallelo a R... e si accende!!!

Ho provato ad aumentare i led fino a 20 (nella foto sono 14 perchè è scattata prima)
e si accendono tutti a patto che dopo l'innesco io scolleghi la R dal circuito
Immagine 2021-09-18 163558.jpg
Immagine 2021-09-18 163558.jpg (128.54 KiB) Visto 1811 volte
In pratica più aggiungo LED più la tensione quando scollego R si alza
Immagine 2021-09-18 163808.jpg
Immagine 2021-09-18 163808.jpg (41.53 KiB) Visto 1811 volte
E ve lo assicuro in quanto mi ero scordato che il DSO 150 sopporta al max 50V così l'ho pure fritto (credo sia saltato un regolatore in quanto adesso anche a 0 da la linea più in basso)

Ho misurato la corrente e su 1,5V leggo 60mA all'innesco e 30 circa a regime

Ho anche indagato il trasformatore e non è un filtro come credevo
L'avvolgimento 1-2 ha un resistenza di 19 Ohm ma non rilevo induttanza (o è troppo piccola per leggerla)
Quello 3-4 ha resistenza 33 Ohm e induttanza 83mH

Purtroppo sulle induttanze non sono ferrato per cui non capisco perchè si comporti così e non capisco come la base possa sopportare un tale carico ma immagino sia colpa per trasformatore

Qualcuno ha qualche idea?
Ultima modifica di gilbyit il dom 19 set 2021, 11:39, modificato 1 volta in totale.
Guido
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da Guido »

Salve
Dovresti dire quando scrivi "punto 2", "punto 3" se ti riferisci alla numerazione sul trasformatore o sul transistor, atrimenti non si capisce. Ad ogni modo se le induttanze sono come hai detto, quindi bassissima sull'avvolgimento di collettore e alta su quello di base si spiegherebbe il comportamento che hai rilevato. A mio parere dovresti mettere l'induttanza piu' alta sul collettore e la piu' bassa sulla base, e collegare i diodi sul collettore come hai disegnato nello schema. Se non dovessero accendersi inverti i terminali di un avvolgimento.
PS se ti vuoi semplificare la vita potresti usare una ferrite di un paio di centimetri ed avvolgere 30-40 spire per il collettore e 10 spire per la base.
Guido
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da Guido »

PS PS Nel mio messaggio precedente leggasi "ferrite toroidale" al posto di "ferrite".
gilbyit
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da gilbyit »

Guido ha scritto: sab 18 set 2021, 19:03 Salve
Dovresti dire quando scrivi "punto 2", "punto 3" se ti riferisci alla numerazione sul trasformatore o sul transistor, atrimenti non si capisce.
Grazie dell'osservazione in effetti sono stato poco preciso, intendevo i punti del trasformatore.
Guido ha scritto: sab 18 set 2021, 19:03 Ad ogni modo se le induttanze sono come hai detto, quindi bassissima sull'avvolgimento di collettore e alta su quello di base si spiegherebbe il comportamento che hai rilevato. A mio parere dovresti mettere l'induttanza piu' alta sul collettore e la piu' bassa sulla base, e collegare i diodi sul collettore come hai disegnato nello schema. Se non dovessero accendersi inverti i terminali di un avvolgimento.
PS se ti vuoi semplificare la vita potresti usare una ferrite di un paio di centimetri ed avvolgere 30-40 spire per il collettore e 10 spire per la base.
Avevo già provato ad invertirli ma il sistema non si innesca, in quella configurazione ho solo un lampo nel momento in cui do alimentazione ma l'oscillazione non si autosostiene.

Ho aggiornato lo schema a come è adesso, i led sono una ventina in serie e come detto prima per accenderli bisogna scollegare R dopo l'innesco.
joule-thief-image-mod.png
joule-thief-image-mod.png (111.23 KiB) Visto 1787 volte
Quello che vorrei capire è perché più aggiungo LED più il voltaggio sale
Con 20 led, supponendo che la soglia sia 2,5V per ognuno siamo ad oltre 50V, mi verrebbe da dire che l'avvolgimento sulla base "tira" un corrente costante e la tensione di alza di conseguenza, è corretto come ragionamento?

Proverò comunque a "auto costruirmi" un trasformatore, pensavo di usare un filtro toroidale che ha già un avvolgimento aggiungendone un secondo.
Grazie
Guido
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da Guido »

gilbyit ha scritto: dom 19 set 2021, 11:33

Quello che vorrei capire è perché più aggiungo LED più il voltaggio sale
Con 20 led, supponendo che la soglia sia 2,5V per ognuno siamo ad oltre 50V, mi verrebbe da dire che l'avvolgimento sulla base "tira" un corrente costante e la tensione di alza di conseguenza, è corretto come ragionamento?

Proverò comunque a "auto costruirmi" un trasformatore, pensavo di usare un filtro toroidale che ha già un avvolgimento aggiungendone un secondo.
Grazie
Io penso che a monte dei diodi led si formi una tensione tanto piu' alta quanto piu' numerosi sono i diodi perche' i diodi led si comportano anche in modo simile agli zener e quindi stabilizzano la tensione al (valore di soglia) x numero diodi.
Prima di cambiare il trasformatore potresti fare la prova semplicissima di invertire il primario con il secondario come gia' detto, e se la oscillazione non si mantiene potresti invertire i collegamenti di un solo avvolgimento. Se hai gia' fatto questa prova come non detto, e prova direttamente il toroide.
gilbyit
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da gilbyit »

Guido ha scritto: dom 19 set 2021, 23:43
Io penso che a monte dei diodi led si formi una tensione tanto piu' alta quanto piu' numerosi sono i diodi perche' i diodi led si comportano anche in modo simile agli zener e quindi stabilizzano la tensione al (valore di soglia) x numero diodi.
Prima di cambiare il trasformatore potresti fare la prova semplicissima di invertire il primario con il secondario come gia' detto, e se la oscillazione non si mantiene potresti invertire i collegamenti di un solo avvolgimento. Se hai gia' fatto questa prova come non detto, e prova direttamente il toroide.
Purtroppo ho già provato tutte le combinazioni possibili e con gli avvolgimenti scambiati non si autosostiene.
Al max c'e' un picco quando attacco la pila (il Led fa un lampo) ma è breve poi smette di oscillare.
Farò sapere con altro trasformatore
gilbyit
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da gilbyit »

Allora, ho preso un filtro di modo comune da un alimentatore switching bruciato che avevo in casa
Con questo funziona in modo corretto
Immagine 2021-09-23 092448.jpg
Immagine 2021-09-23 092448.jpg (183.35 KiB) Visto 1710 volte
Accende anche 20 Led ma non nel modo in cui ci riusciva l'altro circuito
Immagine 2021-09-23 092850.jpg
Immagine 2021-09-23 092850.jpg (117.24 KiB) Visto 1710 volte
Sono appena accesi mentre con l'altro circuito erano molto più luminosi

Comunque ho visto con la lente che il primo trasformatore aveva un avvolgimento al centro a filo sottile con tante spire mentre quello esterno è a filo più grosso con poche spire, questo spiega la grossa asimmetria nel comportamento.
Guido
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Re: Ladro di Joule - funzionamento insolito

Messaggio da Guido »

gilbyit ha scritto: gio 23 set 2021, 9:33 Sono appena accesi mentre con l'altro circuito erano molto più luminosi

Comunque ho visto con la lente che il primo trasformatore aveva un avvolgimento al centro a filo sottile con tante spire mentre quello esterno è a filo più grosso con poche spire, questo spiega la grossa asimmetria nel comportamento.
Insomma, quindi casualmente hai scoperto un circuito di ladro di joule piu' efficiente di quello classico , peccato che sia necessario scollegare la R all'avvio.
Ma lavorandoci sopra forse si riuscirebbe ad eliminare questo inconveniente. Ad ogni modo complimenti !
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