معرفی
از زمانی که اولین مدارم را ساختم، مجذوب مدارهای دزد ژول بودم. این شگفت انگیز است که چه چیزی می توانید از یک باتری AA یا AAA تغذیه کنید. تنها مشکل این است که شما نمیتوانید کاری فراتر از روشن کردن یک LED انجام دهید زیرا جریان "همیشه روشن" نیست. با چند جزء اضافی، می توانید دزد ژول خود را به سطح بعدی ببرید! در حالی که این مدار بجز تخلیه باتری های مرده مفید نیست، اما نقطه شروع خوبی برای ساخت مدارهای پیشرفته تر است که توسط یک دزد ژول تغذیه می شوند.
اگر با دزد (غیر) معروف ژول آشنایی ندارید، پروژه های آخر هفته را با Bre Pettis: Make a Joule Thief بررسی کنید .
برخی از یادداشت ها
- پروژه من در ابتدا یک مقاومت 1000 اهم روی پایه ترانزیستور داشت، اما باعث تیرگی مدار شد. ممکن است بتوانید مقادیر مختلف را آزمایش کنید تا ببینید چگونه بر مدار شما تأثیر می گذارد.
- من با چند مقدار مختلف به جای خازن 1000uF آزمایش کردم، اما خازن 1000uF بهترین عملکرد را داشت. من بالاتر نرفتم، بنابراین یک خازن بزرگتر ممکن است حتی بهتر عمل کند.
- من در ابتدا سعی کردم از یک یکسوساز پل با 4 دیود استفاده کنم، اما LED را به خوبی تغذیه نکرد. من فکر می کنم این ممکن است به دلیل افت ولتاژ اضافی در دیودهای اضافی باشد.
- ATTiny در بخش Components برای ATTiny85 است زیرا این تنها گزینه از پیش پر شده در ویرایشگر پروژه بود. من از ATTiny45 استفاده کردم و به خوبی کار می کند.
- من از Arduino IDE برای برنامه نویسی ATTiny استفاده کردم تا کد به صورت Wiring نوشته شود و از Arduino IDE فلش شود.
- یک مرجع خوب ATTiny45/85 را میتوانید در https://learn.sparkfun.com/tutorials/tiny-avr-programmer-hookup-guide/attiny85-use-hints پیدا کنید .
- برای درک بهتر پین های NeoPixel، به تصاویر در https://www.adafruit.com/products/1734 نگاهی بیندازید.
- این کد برای صرفه جویی در مصرف آب و کاهش ولتاژ و جریان ثابت استفاده شده از حالت های کم مصرف و خواب استفاده می کند. NeoPixel با روشنایی کامل اجرا نمی شود تا رنگ های بیشتری دریافت کنید. روشنایی کامل جریان بیش از حد مصرف می کند، بنابراین ترکیب رنگ خیلی خوبی دریافت نمی کنید.
- می توانید از باتری های AAA یا سایر باتری های معمولی 1.5 ولتی استفاده کنید. من نمی دانم که آیا استفاده از باتری های لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمر ایمن است، بنابراین این کار را نکنید (آنها ممکن است آتش بگیرند یا منفجر شوند).
- سعی کردم کامپوننت هایی را با کمترین تعداد منبع درج کنم. بسیاری از آنها عمومی هستند و تقریباً در هر جایی قابل خریداری هستند، اما SparkFun و آمازون جامع ترین انتخاب ها را برای این پروژه داشتند.
- من قطعه Fritzing برای toroid نداشتم، بنابراین از نزدیکترین چیزی که در نمودار برد برد پیدا کردم استفاده کردم.
سلب مسئولیت
من مهندس برق نیستم، اما این پروژه برای من جواب داد. من چیزی را سرخ نکردم یا ذوب نکردم یا برق گرفتم یا بیش از حد گرم کردم که به من یا اجزای آن آسیب برساند. با این حال، اقدامات احتیاطی لازم را انجام دهید تا مطمئن شوید که به کسی (از جمله خودتان) یا چیزی آسیب نرسانید.
نرم افزار
کد ATtiny خود را با Arduino IDE فلش کنید. اگر موارد ATTiny را در Arduino IDE تنظیم نکردهاید، راهنمای برنامهنویسی High-Low Tech در ATtiny w/ Arduino 1.6 (یا 1.0) را بررسی کنید.
حالا که همه چیز از سر راه است…
- 1. مدار دزد ژول خود را (منهای LED) روی تخته نان آماده کنید. من از سیم اترنت برای بسته بندی توروئیدم استفاده کردم. اگر نمی دانید چگونه دزد ژول بسازید، پروژه های آخر هفته را با Bre Pettis: Make a Joule Thief بررسی کنید .
- 2. از سیم جامپر برای اتصال کلکتور ترانزیستور (اگر به سمت صاف مقاومت نگاه می کنید، معمولا پین سمت چپ) را به ریل زمین وصل کنید.
- 3. دیود را روی پین امیتر وصل کنید و سر دیگر را (از طریق یک جامپر) به ریل مثبت وصل کنید.
- 4. خازن الکترولیتی 100uF و خازن سرامیکی 0.01uF را روی ریل های برق از مراحل 3 و 4 قرار دهید. خازن سرامیکی می تواند به هر دو صورت برود اما به قطبیت خازن الکترولیتی توجه کنید!
- 5. ATTiny را در وسط تخته نان قرار دهید و سنجاق های آن را در دو طرف وسط قرار دهید.
- 6. ریل زمین را به پایه ATTiny 4 وصل کنید (اگر رو به نقطه یا بریدگی ATTiny هستید، بالا سمت راست).
- 7. ریل مثبت را به پایه ATTiny 8 وصل کنید (اگر رو به نقطه یا بریدگی ATTiny هستید در پایین سمت چپ).
- 8. LED NeoPixel را در گوشه ای دور از برد قرار دهید.
- 9. یک جامپر از پایه ATTiny 6 (سومین پایه در سمت چپ اگر رو به نقطه یا بریدگی ATTiny هستید) را به همان ستونی که پایه ورودی داده در LED NeoPixel است وصل کنید.
- 10. یک جامپر را از ریل مثبت به همان ستونی که پین 5 ولت روی LED NeoPixel قرار دارد وصل کنید.
- 11. یک جامپر را از ریل زمین به همان ستون هایی که پین زمین در LED NeoPixel است وصل کنید.
- 12. خازن 1000uF را روی همان ستون هایی قرار دهید که پرش های مثبت و زمینی از مراحل 10 و 11 قرار دارند. یک بار دیگر به قطبیت خازن توجه کنید.
- 13. سوئیچ SPDT را به گونه ای قرار دهید که ریل زمین را به سیم منفی باتری وصل کند وقتی سوئیچ جابجا می شود.
با فرض اینکه همه چیز خوب پیش رفت، باید بتوانید مدار را با جابجایی سوئیچ بچرخانید. اگر هیچ چیز روشن نمی شود، مطمئن شوید که همه چیز به درستی سیم کشی شده است و باتری شما خیلی از بین نرفته است. یک بار دیگر، من EE نیستم، اما این یک پروژه ساده است که کار می کند. این احتمالا کارآمدترین مدار ممکن نیست، اما می تواند توسط یک مبتدی نسبتا در یک بعد از ظهر انجام شود!
برای جزئیات بیشتر: ATTiny Joule Thief NeoPixel
در ادامه، متن انگلیسی این مطلب را میتوانید مشاهده نمایید:
Introduction
I’ve been fascinated with joule thief circuits since I made my first one. It’s amazing what all you can power from a single AA or AAA battery. The only problem is you can’t do much beyond light up an LED because the current isn’t “always on”. With a couple of extra components, you can take your joule thief to the next level! While this circuit isn’t particularly useful other than draining dead batteries, it’s a good starting point for building more advanced circuits powered by a joule thief.
If you aren’t familiar with the (in)famous joule thief, check out Weekend Projects with Bre Pettis: Make a Joule Thief.
Some Notes
- My project initially had a 1000 ohm resistor on the transistor base, but it caused the circuit to be dim. You may be able to experiment with different values to see how it affects your circuit.
- I experimented with a few different values in place of the 1000uF capacitor, but the 1000uF capacitor performed the best. I didn’t go any higher, so a bigger capacitor might do even better.
- I initially tried using a bridge rectifier with 4 diodes, but it didn’t power the LED very well. I think this may have been due to extra voltage drops across the extra diodes.
- The ATTiny in the Components section is for an ATTiny85 since that was the only pre-populated option in the project editor. I used an ATTiny45 and it works just fine.
- I used the Arduino IDE to program the ATTiny so the code is written in Wiring and flashed from the Arduino IDE.
- A good ATTiny45/85 reference can be found at https://learn.sparkfun.com/tutorials/tiny-avr-programmer-hookup-guide/attiny85-use-hints.
- To get a better idea of the NeoPixel pins, take a look at the images at https://www.adafruit.com/products/1734.
- The code uses low power modes and sleeping to save juice and to reduce the constant voltage and current used. The NeoPixel is not run at full brightness so that you get more colors. Full brightness consumes too much current, so you don’t get very good color mixing.
- You can use AAA or other 1.5V conventional batteries. I don’t know if it’s safe to use lithium ion or lithium polymer batteries, so don’t do it (they could catch fire or explode).
- I tried to include components with the fewest number of sources. Many of them are generic and can be purchased just about anywhere, but SparkFun and Amazon had the most comprehensive selections for this project.
- I didn’t have a Fritzing part for the toroid, so I used the closest thing I could find in the breadboard diagram.
DISCLAIMER
I am not an electrical engineer, but this project worked for me. I didn’t fry or melt or electrocute or overheat anything that hurt me or the components. However, take any necessary precautions to make sure you don’t hurt anyone (yourself included) or anything.
The Software
Flash the code for your ATTiny with with Arduino IDE. If you don’t have the ATTiny stuff set up in the Arduino IDE, check out High-Low Tech’s Programming an ATtiny w/ Arduino 1.6 (or 1.0) guide.