2009年3月22日 星期日

單顆1.2V電池點亮白色LED

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想點亮白色LED,電壓需要3.6V,因此單純靠一顆1.2/1.5V電池是無法點亮的。

但是只要增加三個零件就可以用一顆1.2/1.5V電池點亮它。

所增加的三個零件是鐵粉芯、自繞線圈、NPN電晶體以及1K電阻。

如下圖所示:



零件說明:

鐵粉芯線圈--我是從報廢的PC電源供應器上拆下來的小小鐵粉芯,然後用
一條紅色、一條白色單心線配成一對在上面繞了十圈(第十一圈就塞不進去
了),繞完後,總共有紅頭、白頭、紅尾、白尾四個線頭,然後將一個紅頭
一個白尾線頭相連(讓初極、次極線圈呈倒相狀態)再接到電池正極,另外的
紅白線頭則分別接電阻及電晶體C極。當然你也可以用漆包線來繞,大約繞
個10~20圈都很適用。

NPN電晶體--任何編號均可,例如2N2904、H945。

完成圖:




工作原理:

一開始,電流流經初級線圈、電阻到電晶體B極,讓電晶體CE極導通,因此
誘發電流流經次級線圈,它會抑制初級線圈內的電流讓電晶體截止。電晶體
截止瞬間,次級線圈產生的較高電壓就可點亮白色LED。之後,電晶體又會
回到導通狀態,如此進入導通--截止--點亮--導通--截止--點亮--導通--截止...的
無窮循環。

再製作:

從報廢光碟機的馬達拆下漆包線,重新繞製線圈,由於漆包線較細,所以繞
了21圈。亮度也比較亮一些。






實作:

拆解一個報廢的電子鬧鐘(股東紀念品),將零件塞入半個外殼再加一個滑鼠
拆下來的按鈕開關,就變成一個富含「廢物利用氣質」的克難手電筒。





半夜醒來看時間、上廁所倒也相當實用。



2014.1.26 新增 v2.0 版






























線路一 LED 兩端的波形:





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線路二 LED 兩端的波形:




















兩個線路的震盪頻率都是數百 K 之譜。線路一的震盪頻率似乎比較會漂移。

有實驗精神的網友可以試試把線路二的2K2降為1K,10n 降為 222。初級40t,次級60t。

v2.0版實作後測量總電流,大約是 26ma。







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14 則留言:

  1. 依樣畫葫蘆自己也兜了一個,真的會亮!!佩服您的巧思。
    只可惜這電路效率不好,大部分的電能都被電晶體吃掉了,
    量測起來 LED 消耗約 12mA,電晶體就消耗了 70mA。

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  2. 我這個總電流是68ma,LED 部分是約10ma。

    您提到的效率問題確實是個好課題,它應該可以優化出一個最佳值。

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  3. 可能還是要量出LED的電壓,要點亮他至少要3.6V,12ma,使用的功率會要乘上電壓

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    1. 不能單純乘上電壓,因為它是數百KHz的脈衝。改良後的線路,總電流則只有26.1ma。

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  4. 發現把1k電阻拿掉只用一顆npn晶體(c9013)仍然可以點亮led

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  5. 發現把1k電阻拿掉只用一顆npn晶體(c9013)仍然可以點亮led
    感謝分享!

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  6. 今天將1k電阻拿掉直接接上電源換新電池測試發覺整個線路溫度升高非常燙(昨天只是用麵包板測試沒發現)
    再次感謝分享!

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    1. 很小的 Ib ,TR 就可正常運作。1K 拿掉,Ib 就會太大,沒有IK當限流,Ic 將過大。

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  7. 今天我用兩顆 100uH 色環電感換掉繞線電圈很神奇地點亮了led,但想請教用繞線電感和色環電感會有什麼差別,謝謝!

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    1. 實驗精神可嘉!

      色環電感也能產生磁場穿過空氣感應另一個色環電感。
      僅就磁通量來看,效率當然比不上鐵心環。

      這個線路應該可以改良至「最佳解」,也就是讓它變成「耗電最小、LED亮度最高」。

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  8. 前天用10uH,100uH和400uH在麵包板分別做了3個線路各以4號電池同時各點亮一顆led 經過約10幾小時後10uH最先熄滅再是100uH最後是400uH連續試了二次結果都是這樣,請問是不是uH越大耗電越小越省電!謝謝!

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    1. 也有可能電感上升到一定數值之後效率就不再增加。

      所以不能說 'uH越大耗電越小越省電'。

      另外,亮度有沒有一樣亮,也不能光用肉眼判斷。

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    2. 謝謝解釋!當10uH熄滅後用電表量了三顆電池10uH剩餘電量最多其次是100uH最後是還很亮的400uH。

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