Joule thief toimintamekanismi?

Avatar
Kivikasvo
Reactions:
Viestit: 1444
Liittynyt: 01 Tammi 2023, 10:52

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Kivikasvo »

[:] The Tiikeri [:] kirjoitti: 10 Helmi 2023, 05:41 Mä en tajuu tätä. Varmasti siis ihan simppeli homma mut tajuun vaan sen et koska nois käämeis syntyy vähä erilainen magneettikenttä, ni se aiheuttaa sen oskillaation joka taas sit räplää tota transistoria on/off.

Mut mitä en nyt siis tajua, et ku tän piirilevyn perusteella sitku se transistori menee päälle, se lyö sen patterin oikosulkuun:

Kuva

Lähde: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

Tätä siis mietin siihen, ku useissa tutkimuksissa on todettu että 10 khz taajudella led valojen välkytys about 10-20 dutycyclella sekä säästää sähköä että lisää biomassaa. Sinänsä paradoksaali ilmiö selittyy fotoinfibiotonin vähenemisellä, jolloin solulla jää enemmän energiaa kasvuun, kun ylimääräisten fotonien aiheuttamaa stressiä/damagea ei tarvii korjailla.

Ongelma vaan et ei ne kerro tutkimuksis mitä virtapiirejä ne käyttää. Tässäki päästy vaan alle 10% sähkönsäästöön vaikka 20 % dutycyclella voi bruttona säästää 80 % sähköstä.

Mietin kans et funktiogeneraattorilla lois signaalin jonka sit vahvistaisi tehotransistoreilla joihin tulis sit tehonkeston mukaan aina kiinni led moduulit.

Mut tää Joule thief ois yksinkertaisempi:

http://agris.fao.org/agris-search/searc ... 1400021188

Ja lediähän tarvitaan siis spirulina maatalousreformiin:

viewtopic.php?t=606
Tuo Joule Thief perustuu noiden käämien vastakkaisvaiheisuuteen (mustat pisteet käämien päissä). Kun kollektoripiirissä alkaa kulkea virtaa, niin induktion johdosta kantapiiriin syntyy vastakkaisvaiheinen jännite, joka tukkii hetkeksi transistorin. Kun transistori on tukossa, kantapiirissä alkaa taas kulkea virtaa ja sama jakso alkaa uudestaan.

Pitää nyt sen verran auttaa "maatalousreformia", että 555 piiristä saa kätevästi kanttiaaltogeneraattorin, jonka pulssisuhdetta saa säädettyä. https://www.electronics-tutorials.ws/wa ... lator.html kohdasta Improved 555 Oscillator Duty Cycle
Avatar
Lyde19
Reactions:
Viestit: 7819
Liittynyt: 02 Joulu 2022, 06:21

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Lyde19 »

Ja on myös samalla periaatteella toimivia korkean hyötysuhteen led drivereitä :

https://helvar.com/luminaire-components ... fficiency/


5B66A042-E96F-450E-B328-5A47D45A69B4.jpeg
Punkero
Reactions:
Viestit: 977
Liittynyt: 28 Joulu 2022, 15:27

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Punkero »

"PWM-GENERAATTORIKORTTI NÄYTÖLLÄ
varustettu LCD-näytöllä josta selviää lähdön kanttiaallon taajuus ja pulssisuhde
plusmiinus näppäimet asetusta varten
lähtevän signaalin huippujännite vastaa käyttöjännitettä
käyttöjännite: 3-30VDC
virranantokyky: 5-30mA
taajuusalue: 1Hz ... 150KHz (näyttämässä piste viittaa kilohertseihin)"
https://www.partco.fi/fi/mittalaitteet/ ... -lpwm.html

Tollasella voi ohjata suoraan transistoria päälle pois, eikä maksa ku 12 euroa.
Avatar
Stalker
Reactions:
Viestit: 1678
Liittynyt: 05 Joulu 2022, 12:43

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Stalker »

Punkero kirjoitti: 10 Helmi 2023, 12:43 "PWM-GENERAATTORIKORTTI NÄYTÖLLÄ
varustettu LCD-näytöllä josta selviää lähdön kanttiaallon taajuus ja pulssisuhde
plusmiinus näppäimet asetusta varten
lähtevän signaalin huippujännite vastaa käyttöjännitettä
käyttöjännite: 3-30VDC
virranantokyky: 5-30mA
taajuusalue: 1Hz ... 150KHz (näyttämässä piste viittaa kilohertseihin)"
https://www.partco.fi/fi/mittalaitteet/ ... -lpwm.html

Tollasella voi ohjata suoraan transistoria päälle pois, eikä maksa ku 12 euroa.
Not invented here.
Keksijä luonnollisesti keksii itse, eikä käytä valmiita.
Avatar
Kivikasvo
Reactions:
Viestit: 1444
Liittynyt: 01 Tammi 2023, 10:52

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Kivikasvo »

[:] The Tiikeri [:] kirjoitti: 10 Helmi 2023, 13:32
Kivikasvo kirjoitti: 10 Helmi 2023, 10:16

Tuo Joule Thief perustuu noiden käämien vastakkaisvaiheisuuteen (mustat pisteet käämien päissä). Kun kollektoripiirissä alkaa kulkea virtaa, niin induktion johdosta kantapiiriin syntyy vastakkaisvaiheinen jännite, joka tukkii hetkeksi transistorin. Kun transistori on tukossa, kantapiirissä alkaa taas kulkea virtaa ja sama jakso alkaa uudestaan.

Pitää nyt sen verran auttaa "maatalousreformia", että 555 piiristä saa kätevästi kanttiaaltogeneraattorin, jonka pulssisuhdetta saa säädettyä. https://www.electronics-tutorials.ws/wa ... lator.html kohdasta Improved 555 Oscillator Duty Cycle
Kiitos infosta. En kyl vielkää tajunnu tota joule thief virtapiiriä. Kun eikös se oo tyhmä piirilevy kun se lyö sen pariston kokoajan oikosulkuun niin syntyy lämpöä?

Funktiogeneraattorilla saa sen signaalin ehkä parhaiten tehtyä. Ja vahvistamalla signaalia, voi sit koko tuotantohallin ledit välkyttää. Ei se muutaman sadan egen sijoitus peri halli ole mitenkään merkittävä. Niin sikäli toi signaalin tuottava piirilevy ei ole ongelma.
Mutta kun se kytkentä ei lyö mitään oikosulkuun. Kun kollektorivirta alkaa kulkea, niin ennen virran kohoamista suureksi tuon muuntajan käämistä transistorin kannalle syntyy vastakkaissuuntainen jännite. Ja kun tuo indusoitunut vastakkaissuuntainen jännite nousee suuremmaksi, kuin transistorin kannalle menevän vastuksen yli oleva jännite, niin transistori sulkeutuu, eikä mitään oikosulkua pääse syntymään.
Tuo transistorin kannalle menevän vastuksen koko määrittelee kollektorin maksimivirran. Eli kollektorivirta suurimmillaan on tuo vastuksen aiheuttama kantavirta kerrottuna transistorin virtavahvistuskertoimella! Kollektorilla tosin syntyy jännitepiikkejä, kun kollektorivirta katkeaa äkillisesti joka jakson aikana. Siitä kai tulee tuo nimitys Joule Thief.
Avatar
Kivikasvo
Reactions:
Viestit: 1444
Liittynyt: 01 Tammi 2023, 10:52

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Kivikasvo »

Joule Thief on siis yksinkertainen jännitteen nostaja, eli Voltage Booster/ Converter. Etupäässä sitä käytetään siihen, että 1,5 voltin jännitteellä saadaan ledi palamaan hyvin. Jännitteen saa nostettua noin kaksin - kolminkertaiseksi.
Parannettu malli siitä on sitten se, että käytetään diodia (D1) ja elekrolyyttikondensaattoria (C) pulssimaisen jännitteen tasaamisen. Lisäksi siinä voi olla lisäksi zenerdiodi jännitteen vakioimiseen, kuten kuvassa. Tuo transistorin kantavastus (R) on noin yhden kilo-ohmin luokkaa.

Kuva
Avatar
Neutroni
Reactions:
Viestit: 6074
Liittynyt: 29 Marras 2022, 23:09

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Neutroni »

[:] The Tiikeri [:] kirjoitti: 10 Helmi 2023, 13:32 Kiitos infosta. En kyl vielkää tajunnu tota joule thief virtapiiriä. Kun eikös se oo tyhmä piirilevy kun se lyö sen pariston kokoajan oikosulkuun niin syntyy lämpöä?
Palauta mieleen induktanssi. Kun transistori alkaa johtaa, muuntajan käämin yli tulee jännite. Käämin virta alkaa kasvaa sen induktanssin määräämällä tahdilla U = L*di/dt. Magneettikentän muutos muuntajassa indusoi (tässä tapahtuu oikea induktio) jännitteen toiseen käämiin, joka on kytketty kannalle. Se käämi on niin päin, että indusoituva jännite alentaa kantajännitettä. Kun transistori sulkeutuu, induktanssi pitää virran virtaamassa, jolloin se alkaa kulkea ledin läpi ja ledi loistaa. Kun magneettikenttä syöttää energiansa ledille, kannalle tulee korkeampi jännite ja transistori alkaa johtaa, jolloin virta alkaa taas kasvaa. Sykli toistuu.
Funktiogeneraattorilla saa sen signaalin ehkä parhaiten tehtyä. Ja vahvistamalla signaalia, voi sit koko tuotantohallin ledit välkyttää. Ei se muutaman sadan egen sijoitus peri halli ole mitenkään merkittävä. Niin sikäli toi signaalin tuottava piirilevy ei ole ongelma.
Itse tekisin jonkun tämän tapaisen. Tuo fetti on aika järeä, pienempi riittää jos ledejä ei ole satoja watteja. 48 V voi vaihtaa pienempään jännitteeseen (huomaa, että 48V:llä tarvitset LM317:sta HV-version). Lediketjut mitoitat jänniteen ja ledin kynnysjännitteen mukaan, noin 10-20 % jännitteestä virranrajoitusvastukselle. C1:tä vaihtamalla voit vaihtaa taajuutta, tuo toiminee karkeasti 10 kHz:n tuntumassa.

Muuten tuon rakentaminen vaatii elektroniikan perussääntöjen noudattamista ja sähkö- ja paloturvallisuuden huomioimista. C2 lähelle U1:stä, C3 lähelle Q1 ja Q1, C4, C5 ja C6 lähelle Q3, pienjännitepuolen maat yhteen ja yhdestä kohtaa kiinni lähelle Q3:n sourcea. Johtimien poikkipinnat riittäviä, LM317HV:n, ledien ja Q3:n jäähdytys riittävät, ei mitään turhia lenkkejä tai vikurointeja johdoissa, joissa kulkee suuri taajuus. Asiallinen kotelointi ja sulakesuojaukset jne. Tuo ei täytä minkään valtakunnan normeja häiriöiden suhteen, suurivirtainen PWM pitkiin lediketjuihin tuottaa niitä urakalla ja saat hoitaa ne itse.

Ja ennen kuin teet, ja varsinkin valitat ettei se toimi, tarkasta tuo itse ja varmista sen toiminta. Repäisin sen perstuntumalla 5 minuutissa ja se on suuntaa-antava hahmotelma, jonka pohjalle voit suunnitella omasi, eikä virheetön ja asiallinen kytkentä. Osien pitäisi olla tavallisia ja sellaisia, joiden odottaisin löytyvän Partcosta.
Untitled.jpg
Niin joo, ja vedä vielä Q1 ja Q2 kannoilta 1M vastus maahan. Nuo 1M vastukset transistorien kannoilla varmistavat, ettei se tee turhia välähtelyjä käynnistettäessä.
Punkero
Reactions:
Viestit: 977
Liittynyt: 28 Joulu 2022, 15:27

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Punkero »

Neutroni kirjoitti: 10 Helmi 2023, 17:45Niin joo, ja vedä vielä Q1 ja Q2 kannoilta 1M vastus maahan. Nuo 1M vastukset transistorien kannoilla varmistavat, ettei se tee turhia välähtelyjä käynnistettäessä.
Hilalta tarvii vastuksen miinukseen ettei fetti jää johtavaksi kun ohjausvirta katkeaa. 100kohmin vastus voi olla parempi suuritaajuuksisissa vehkeissä.
Et huomannu kertoa että U+U on oskillaattoripiiri, eikä se kaavion mukaan tarvitse + jännitettä.
Avatar
Neutroni
Reactions:
Viestit: 6074
Liittynyt: 29 Marras 2022, 23:09

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Neutroni »

Punkero kirjoitti: 10 Helmi 2023, 20:58 Hilalta tarvii vastuksen miinukseen ettei fetti jää johtavaksi kun ohjausvirta katkeaa. 100kohmin vastus voi olla parempi suuritaajuuksisissa vehkeissä.
Et huomannu kertoa että U+U on oskillaattoripiiri, eikä se kaavion mukaan tarvitse + jännitettä.
R3 on sitä varten. Sen voi pienentää 100 kiloon. Normaalisti tuo bipolaarinen Q1 Q2 -push pull -aste toimii matalaimpedanssisena molempiin suuntiin.

4093 on perinteinen 4000-sarjan CMOS-piiri, jossa on 4 Schmitt triggerillistä nandia. Se tarvitsee käyttöjännitteen. Positiivinen nastaan 14 ja maa nastaan 7.
Avatar
Neutroni
Reactions:
Viestit: 6074
Liittynyt: 29 Marras 2022, 23:09

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Neutroni »

[:] The Tiikeri [:] kirjoitti: 10 Helmi 2023, 20:55 Mä mietin yhtenä ratkaisuna et se signaali tulis funktiogeneraattorista ja sit ois esim 200w tehotransistori johon liitetty sen verran ledejä. Ja sit se signaali kasvatushallissa menis vaan useampaan tällaiseen moduuliin.
No voi sen ohjauksen ottaa signaaligeneraattorista, jos haluaa. Tuollainen oskillaattori on vain elegantimpi eikä sen osat maksa juuri mitään. Mikrokontrolleri olisi vielä joustavampi, mutta aloituskynnys on jonkinmoinen. PWM-kytkimenä kannattaa käyttää fettiä eikä bipolaaritransistoria. Bipolaariset tarvitsevat kantavirtaa, saturoituvat (ja palautuvat siitä hitaasti) ja niillä on isompi ON-tilan resistanssi.

Parempi ratkaisu olisi tehdä monta erillistä PWM-yksikköä. Vaikka ohjata pienellä fetillä yhtä sarjaan kytkettyjen ledien ketjua kerrallaan. Joka ketjulla oma low ESR-konkka syöttämään. Jos ajat pienellä pulssisuhteella, vaiheistettu ohjaus pitää kuorman tasaisena ja häiriöt pienempinä. Vaikka 8 ketjua vuorotellen 1/8 ajasta päällä.
Punkero
Reactions:
Viestit: 977
Liittynyt: 28 Joulu 2022, 15:27

Re: Joule thief toimintamekanismi?

Viesti Kirjoittaja Punkero »

Näköjään oli pari muutakin piirin osaa alapuolella.
Vastaa Viestiin