जूल चोर प्रकाश उत्पादन के अल्ट्रा सरल नियंत्रण के साथ: 6 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

जूल चोर सर्किट नौसिखिए इलेक्ट्रॉनिक प्रयोगकर्ता के लिए एक उत्कृष्ट प्रवेश द्वार है और इसे अनगिनत बार पुन: प्रस्तुत किया गया है, वास्तव में एक Google खोज से 245000 हिट मिलते हैं! अब तक सबसे अधिक बार सामना किया जाने वाला सर्किट वह है जो नीचे चरण 1 में दिखाया गया है जो अविश्वसनीय रूप से सरल है जिसमें चार बुनियादी घटक शामिल हैं लेकिन इस सादगी के लिए भुगतान करने की कीमत है। 1.5 वोल्ट की ताजा बैटरी के साथ संचालित होने पर बिजली की खपत के साथ प्रकाश उत्पादन अधिक होता है, लेकिन कम बैटरी वोल्टेज के साथ प्रकाश और बिजली की खपत तब तक कम हो जाती है जब तक कि लगभग आधा वोल्ट का प्रकाश उत्पादन बंद नहीं हो जाता।

सर्किट किसी प्रकार के नियंत्रण के लिए रो रहा है। लेखक ने इसे अतीत में एक नियंत्रण वोल्टेज प्रदान करने के लिए ट्रांसफार्मर पर तीसरी वाइंडिंग का उपयोग करके हासिल किया है, देखें:

www.instructables.com/id/An-Improved-Joule-Thief-An-Unruly-Beast-Tamed

जो भी नियंत्रण का उपयोग किया जाता है, उसमें मूल संपत्ति होनी चाहिए जिससे प्रकाश उत्पादन को कम करने से बिजली की खपत भी कम हो जाती है ताकि कम रोशनी सेटिंग के परिणामस्वरूप बैटरी की खपत कम हो और बैटरी जीवन लंबा हो। इस आलेख में विकसित सर्किट इसे प्राप्त करता है और यह बहुत आसान है कि अतिरिक्त घुमाव की आवश्यकता नहीं है और नियंत्रण का एक रूप उत्पन्न करता है जिसे कई मौजूदा सर्किटों में रेट्रो-फिट किया जा सकता है। लेख के अंत में हम दिखाते हैं कि रात की रोशनी के रूप में तैनात होने पर दिन के उजाले में सर्किट को स्वचालित रूप से कैसे बंद किया जाए।

आपको चाहिये होगा:

दो सामान्य प्रयोजन एनपीएन ट्रांजिस्टर। गैर महत्वपूर्ण लेकिन मैंने 2N3904 का उपयोग किया।

एक सिलिकॉन डायोड। पूरी तरह से नॉन क्रिटिकल और एक रेक्टिफायर डायोड या सिग्नल डायोड ठीक रहेगा।

एक फेराइट टॉरॉयड। अधिक जानकारी के लिए पाठ में बाद में देखें।

एक 0.1 यूएफ संधारित्र। मैंने 35V टैंटलम घटक का उपयोग किया लेकिन आप 1 uF साधारण इलेक्ट्रोलाइटिक का उपयोग कर सकते हैं। वोल्टेज रेटिंग को ऊपर रखें - 35 या 50 वोल्ट रेटिंग विकास के दौरान अत्यधिक नहीं है, और इससे पहले कि आपका नियंत्रण लूप बंद हो, इस घटक पर उच्च वोल्टेज लागू किया जा सकता है।

एक 100uF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर। यहां 12 वोल्ट काम करना ठीक है।

एक 10 K ओम रोकनेवाला।

एक १०० K ओम रोकनेवाला

एक 220 K ओम पोटेंशियोमीटर। गैर-महत्वपूर्ण और 100 K से 470 K की सीमा में कुछ भी काम करना चाहिए।

पीवीसी सिंगल कोर्ड हुक अप वायर जो मुझे टेलीफोन केबल को अलग करके प्राप्त होता है

प्रारंभिक अवस्था में सर्किट को प्रदर्शित करने के लिए मैंने एक मॉडल AD-12 सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड का उपयोग किया जो मैंने मैपलिन से प्राप्त किया।

सर्किट का एक स्थायी संस्करण तैयार करने के लिए आपको सोल्डरिंग सहित प्राथमिक इलेक्ट्रॉनिक निर्माण के लिए सुसज्जित होना होगा। फिर सर्किट का निर्माण वेरोबार्ड या इसी तरह की सामग्री पर किया जा सकता है और रिक्त मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग करके निर्माण की एक अन्य विधि भी दिखाई जाती है।

चरण 1: हमारा मूल जूल चोर सर्किट

ऊपर दिखाया गया सर्किट आरेख और एक कार्यशील सर्किट का ब्रेडबोर्ड लेआउट है।

यहां ट्रांसफॉर्मर में सिंगल कोर पीवीसी वायर के 15 टर्न के 2 लॉट होते हैं, जो एक साथ मुड़े हुए टेलीफोन केबल की लंबाई से उबारते हैं और फेराइट टॉरॉयड पर घाव करते हैं - महत्वपूर्ण नहीं है लेकिन मैंने आरएस कंपोनेंट्स द्वारा फेरोक्सक्यूब आइटम का उपयोग किया है 174-1263 आकार 14.6 X 8.2 एक्स 5.5 मिमी। इस घटक की पसंद में बहुत अधिक अक्षांश है और मैंने समान प्रदर्शन को मैपलिन घटक के साथ चार गुना आकार में मापा। कंस्ट्रक्टरों के लिए बहुत छोटे फेराइट मोतियों का उपयोग करने की प्रवृत्ति होती है, लेकिन यह उतना ही छोटा है जितना मैं जाना चाहूंगा - बहुत छोटी वस्तुओं के साथ थरथरानवाला आवृत्ति अधिक हो जाएगी और अंतिम सर्किट में कैपेसिटिव नुकसान हो सकता है।

उपयोग किया गया ट्रांजिस्टर 2N3904 सामान्य प्रयोजन NPN है लेकिन लगभग कोई भी NPN ट्रांजिस्टर चलेगा। आधार रोकनेवाला 10K है जहाँ आप अधिक बार 1K का उपयोग करते हुए देख सकते हैं लेकिन यह तब मदद कर सकता है जब हम बाद में सर्किट पर नियंत्रण लागू करने के लिए आते हैं।

C1 सर्किट ऑपरेशन द्वारा उत्पन्न स्विचिंग ट्रांजिस्टर को सुचारू करने के लिए एक डिकूपिंग कैपेसिटर है और इस प्रकार बिजली की आपूर्ति रेल को साफ रखता है, यह अच्छा इलेक्ट्रॉनिक हाउसकीपिंग है लेकिन इस घटक को अक्सर छोड़ दिया जाता है जिसके परिणामस्वरूप अप्रत्याशितता और अनिश्चित सर्किट प्रदर्शन हो सकता है।

चरण 2: मूल सर्किट का प्रदर्शन

बुनियादी सर्किट के प्रदर्शन का कुछ ज्ञान शिक्षाप्रद हो सकता है। यह अंत करने के लिए सर्किट को विभिन्न आपूर्ति वोल्टेज के साथ संचालित किया गया था और संबंधित वर्तमान खपत को मापा गया था। परिणाम ऊपर चित्र में दिखाया गया है।

एलईडी 0.435 की आपूर्ति वोल्टेज के साथ प्रकाश का उत्सर्जन करना शुरू कर देता है और 0.82 एमए करंट की खपत करता है। १.५ वोल्ट पर, (नई बैटरी के लिए मूल्य), एलईडी बहुत उज्ज्वल है लेकिन वर्तमान १२ एमए से ऊपर है। यह नियंत्रण की आवश्यकता को दर्शाता है; हमें प्रकाश उत्पादन को उचित स्तर पर सेट करने में सक्षम होना चाहिए और इस प्रकार बैटरी जीवन को बहुत लंबा करना चाहिए।

चरण 3: नियंत्रण जोड़ना

अतिरिक्त नियंत्रण सर्किटरी का सर्किट आरेख ऊपर की पहली तस्वीर में दिखाया गया है।

थरथरानवाला ट्रांजिस्टर बेस से जुड़े कलेक्टर के साथ एक दूसरा 2N3904 (Q2) ट्रांजिस्टर जोड़ा गया है, (Q1.) बंद होने पर इस दूसरे ट्रांजिस्टर का ऑसिलेटर फ़ंक्शन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन जब इसे चालू किया जाता है तो ऑसिलेटर ट्रांजिस्टर के आधार को पृथ्वी पर धकेल देता है इस प्रकार थरथरानवाला उत्पादन को कम करना। थरथरानवाला ट्रांजिस्टर कलेक्टर से जुड़ा एक सिलिकॉन डायोड C2, एक 0.1 uF संधारित्र को चार्ज करने के लिए एक संशोधित वोल्टेज प्रदान करता है। C2 के पार एक 220kOhm पोटेंशियोमीटर (VR1,) है और वाइपर लूप को पूरा करने वाले 100 kOhm रेसिस्टर के माध्यम से वापस कंट्रोल ट्रांजिस्टर बेस (Q2,) से जुड़ा है। पोटेंशियोमीटर की सेटिंग अब प्रकाश उत्पादन और इस मामले में वर्तमान खपत को नियंत्रित करती है। पोटेंशियोमीटर के साथ न्यूनतम वर्तमान खपत 110 माइक्रो एम्प्स है, जब एलईडी के लिए सेट किया जाता है तो यह अभी भी 110 माइक्रो एम्प्स है और पूर्ण एलईडी चमक पर खपत 8.2 एमए है - हमारे पास नियंत्रण है। इस उदाहरण में सर्किट को 1.24 वोल्ट पर एकल Ni/Mh सेल के साथ संचालित किया जा रहा है।

अतिरिक्त घटक गैर महत्वपूर्ण हैं। पोटेंशियोमीटर के लिए 220 kOhm और Q2 बेस रेसिस्टर के लिए 100 kOhm पर कंट्रोल सर्किट अच्छी तरह से काम करता है लेकिन ऑसिलेटर पर बहुत कम लोड डालता है। 0.1 uF C2 पर एक बड़ा समय स्थिर जोड़े बिना एक सुचारू सुधारा संकेत प्रदान करता है और सर्किट VR1 में परिवर्तन के लिए तेजी से प्रतिक्रिया करता है। मैंने यहां टैंटलम इलेक्ट्रोलाइटिक का इस्तेमाल किया था लेकिन एक सिरेमिक या पॉलिएस्टर घटक भी काम करेगा। यदि आप इस घटक को कैपेसिटेंस में बहुत अधिक बनाते हैं तो पोटेंशियोमीटर में परिवर्तन की प्रतिक्रिया सुस्त होगी।

ऊपर की अंतिम तीन तस्वीरें परिचालित होने के दौरान सर्किट से ऑसिलोस्कोप स्क्रीन ग्रैब हैं और ऑसिलेटर ट्रांजिस्टर के कलेक्टर पर वोल्टेज दिखाती हैं। पहला न्यूनतम एलईडी चमक पर पैटर्न दिखाता है और सर्किट व्यापक रूप से ऊर्जा के छोटे फटने के साथ काम कर रहा है। दूसरी तस्वीर बढ़ी हुई एलईडी आउटपुट के साथ पैटर्न दिखाती है और ऊर्जा के फटने अब अधिक बार होते हैं। अंतिम पूर्ण आउटपुट पर है और सर्किट स्थिर दोलन में चला गया है।

नियंत्रण का ऐसा सरल तरीका पूरी तरह से मुद्दों के बिना नहीं है; ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग से ट्रांजिस्टर कलेक्टर तक और D1 के माध्यम से सकारात्मक आपूर्ति रेल से एक डीसी पथ है। इसका मतलब यह है कि C2 डायोड के फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप को माइनस सप्लाई रेल के स्तर तक चार्ज करता है और फिर इसमें जूल थीफ एक्शन द्वारा उत्पादित वोल्टेज को जोड़ा जाता है। 1.5 वोल्ट या उससे कम की एकल सेल के साथ सामान्य जूल चोर ऑपरेशन के दौरान इसका कोई महत्व नहीं है, लेकिन यदि आप सर्किट को लगभग 2 वोल्ट से अधिक उच्च वोल्टेज पर चलाने की कोशिश करते हैं तो एलईडी आउटपुट को शून्य तक नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। यह सामान्य रूप से देखे जाने वाले जूल चोर अनुप्रयोगों के विशाल बहुमत के साथ कोई समस्या नहीं है, लेकिन आगे के विकास की संभावना है कि यह महत्वपूर्ण हो सकता है और फिर ट्रांसफॉर्मर पर तीसरी घुमाव से नियंत्रण वोल्टेज की व्युत्पत्ति के लिए सहारा लेना पड़ सकता है। जो पूर्ण अलगाव प्रदान करता है।

चरण 4: सर्किट का अनुप्रयोग 1

प्रभावी नियंत्रण के साथ जूल चोर को अधिक व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है और नियंत्रित प्रकाश उत्पादन के साथ मशाल और रात की रोशनी जैसे वास्तविक अनुप्रयोग संभव हैं। इसके अतिरिक्त कम रोशनी सेटिंग्स और कम बिजली की खपत के साथ अत्यंत आर्थिक अनुप्रयोग संभव हैं।

ऊपर दिए गए चित्र इस आलेख में अब तक के सभी विचारों को एक छोटे प्रोटोटाइप बोर्ड पर एक साथ लाए गए हैं और बोर्ड पर प्री-सेट पोटेंशियोमीटर के साथ क्रमशः निम्न और उच्च पर सेट आउटपुट के साथ। टॉरॉयड पर कॉपर वाइंडिंग अधिक सामान्य एनामेल्ड कॉपर वायर की होती है।

यह कहना होगा कि निर्माण का यह रूप काल्पनिक है और अगले चरण में उपयोग की जाने वाली विधि कहीं अधिक आसान है।

चरण 5: सर्किट का अनुप्रयोग--2

ऊपर की समग्र तस्वीर में दिखाया गया है कि इस बार सर्किट का एक और अहसास है जो इस बार सिंगल साइडेड प्रिंटेड सर्किट बोर्ड कॉपर साइड अप के एक टुकड़े पर बनाया गया है, जिसमें सिंगल साइड प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के छोटे पैड एमएस पॉलीमर ग्लू से चिपके हुए हैं। निर्माण का यह रूप बहुत आसान और सहज है क्योंकि आप सर्किट आरेख को दोहराने के लिए सर्किट को बाहर कर सकते हैं। पैड घटकों के लिए एक मजबूत लंगर बनाते हैं और जमीन से कनेक्शन नीचे तांबे के सब्सट्रेट पर टांका लगाकर बनाए जाते हैं।

चित्र दिखाता है कि एलईडी पूरी तरह से बाईं ओर प्रकाशित है और दाईं ओर बमुश्किल रोशन है, इसे ऑन बोर्ड ट्रिमर पोटेंशियोमीटर के सरल समायोजन के साथ प्राप्त किया जा रहा है।

चरण 6: सर्किट का अनुप्रयोग--3

ऊपर की पहली तस्वीर में सर्किट आरेख एक 2 वोल्ट सौर सेल के साथ श्रृंखला में 470k ओम रोकनेवाला दिखाता है और ऑन बोर्ड ट्रिमर पोटेंशियोमीटर के समानांतर प्रभावी ढंग से जूल चोर नियंत्रण सर्किट में जुड़ा हुआ है। दूसरी तस्वीर में पिछले चरण में दिखाए गए असेंबली में वायर्ड 2 वोल्ट सौर सेल (एक निष्क्रिय उद्यान सौर प्रकाश से बचाया गया) दिखाया गया है। सेल दिन के उजाले में है और इसलिए एक वोल्टेज प्रदान करता है जो सर्किट को बंद कर देता है और एलईडी बुझ जाती है। सर्किट करंट को 110 माइक्रो एम्प्स पर मापा गया। तीसरी तस्वीर में सौर सेल के ऊपर लगाई गई टोपी को दिखाया गया है जिससे अंधेरे का अनुकरण किया जा रहा है और एलईडी अब रोशन हो गई है और सर्किट करंट को 9.6 mA पर मापा गया है। चालू/बंद संक्रमण तेज नहीं है और प्रकाश धीरे-धीरे शाम को आता है। ध्यान दें कि सौर सेल का उपयोग केवल एक बैटरी सर्किट के सस्ते नियंत्रण घटक के रूप में किया जा रहा है जो स्वयं किसी भी शक्ति की आपूर्ति नहीं करता है।

इस स्तर पर सर्किट संभावित रूप से बहुत उपयोगी है। एक सुपर कैपेसिटर या निकेल मेटल हाइड्राइड रिचार्जेबल सेल चार्ज करने वाली खिड़की या खिड़की के सिले पर सावधानी से लगाए गए सौर सेल के साथ, एक अत्यधिक प्रभावी स्थायी रात की रोशनी एक संभावित भविष्य की परियोजना बन जाती है। जब एए सेल के साथ उपयोग किया जाता है तो प्रकाश उत्पादन को बंद करने और फिर दिन के उजाले के दौरान प्रकाश बंद करने की क्षमता का मतलब है कि बैटरी वोल्टेज लगभग 0.6 वोल्ट तक गिरने से पहले सर्किट लंबी अवधि के लिए काम करेगा। दादा-दादी के लिए पोते-पोतियों को प्रस्तुत करने के लिए क्या ही शानदार शर्त है! अन्य विचारों में रात की दृष्टि के नुकसान के बिना स्वच्छता के मानकों को बनाए रखने की अनुमति देने के लिए एक प्रबुद्ध गुड़िया का घर या बाथरूम के लिए एक रात की रोशनी शामिल है - संभावनाएं बहुत अधिक हैं।