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。



2018 再製作

使用省電燈泡內的現成線圈,原有線圈維持原狀,當初級線圈使用,再反方向加繞線圈
當次級線圈。

由於是實驗性質,並沒有去算次級的實際匝數,只是隨手把它繞滿而已。但是初級的
實際匝數,也一樣不明。

再依圖一完成接線。結果,很亮:











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14 則留言:

匿名 提到...

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。

ElectronMania 提到...

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。

匿名 提到...

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

ElectronMania 提到...

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。

匿名 提到...

發現把1k電阻拿掉只用一顆npn晶體(c9013)仍然可以點亮led

匿名 提到...

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!

匿名 提到...

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!

ElectronMania 提到...

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。

匿名 提到...

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!

ElectronMania 提到...

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」。

匿名 提到...

感謝回覆!

匿名 提到...

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!

ElectronMania 提到...

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。

匿名 提到...

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。