Устройство представляет собой автономный электрический генератор, который не имеет движущихся частей и который может быть изготовлен дешево. Он был разработан командой людей из Гонконга: г-ном Лоуренсом Цен, доктором Раймондом Тингом, мисс Навсегда Юен, г-ном Миллером Тонг и г-ном Чун И Чин. Это результат нескольких лет размышлений, исследований и испытаний, и в настоящее время он достиг продвинутой стадии тестирования и демонстрации и почти готов к коммерческому производству.
Мт Цеунг применил свою теорию "Вывода" к категории маломощных схем, известных как схемы "Похитителя Джоуля". Эти схемы появились благодаря статье г-на З. Капарника в разделе "Неограниченная изобретательность" в выпуске журнала "Повседневная практическая электроника" за ноябрь 1999 года.
Начальная схема позволяла извлекать самую последнюю энергию из любой обычной батареи сухих элементов и использовать ее для освещения белого светодиода ("светодиода") для использования в качестве небольшого фонарика. Это позволяет батарее, которая считается полностью разряженной, управлять цепью до тех пор, пока напряжение батареи не упадет до 0,35 вольта. В начальной схеме используется двухфилярная катушка, намотанная на ферритовое кольцо или "тороид". Бифилярный означает, что катушка намотана двумя отдельными нитями проволоки бок о бок, так что каждый соседний виток является частью другой катушки. Катушка такого типа обладает необычными магнитными свойствами. Схема похитителя Джоуля выглядит так:
Важно заметить, как намотана катушка и как она подключена. Его называют "тороидом", потому что он намотан на кольцо. Кольцо изготовлено из феррита, потому что этот материал может работать на высоких частотах, и схема включается и выключается примерно 50 000 раз в секунду ("50 кГц"). Обратите внимание, что, хотя провода намотаны бок о бок, начало красного провода соединено с концом зеленого провода. Именно это соединение делает его "бифилярной" катушкой, а не просто двухнитевой катушкой.
Эта схема "Похитителя Джоуля" была затем адаптирована Биллом Шерманом и использовалась для зарядки второй батареи, а также для освещения светодиода. Это было достигнуто за счет добавления еще одного компонента - диода. Используемый диод был типа 1N4005, потому что в то время он был под рукой, но Билл предполагает, что схема будет лучше работать с очень быстродействующим диодом типа Шоттки, возможно, типа 1N5819G.
Схема, созданная Биллом, является:
При питании от одноэлементной батареи 1,5 эта схема вырабатывает около 50 вольт без нагрузки и может подавать ток 9,3 миллиампер при коротком замыкании на выходе. Это означает, что вы можете заряжать 6-вольтовую батарею с помощью 1,5-вольтовой батареи.
“Гаджетмолл” из www.overunity.com Форум воров Джоуля пошел дальше и обнаружил очень интересную ситуацию. Он модифицировал схему и использовал “колпачок”, который представляет собой конденсатор очень большой емкости с очень низкими потерями. Это его схема:
Он добавил дополнительную обмотку к своему ферритовому тороиду диаметром один дюйм (25 мм), и он использует ее для питания светодиода мощностью 1 Вт. Почему он это сделал, мне не сразу понятно, за исключением, возможно, того, что это показывает, когда схема работает. Он запускает цепь, приводимую в действие небольшой перезаряжаемой батареей, которая подает в цепь 13 миллиампер, в течение четырнадцати часов. По истечении этого времени колпачок накопил достаточно энергии, чтобы полностью зарядить приводную батарею за минуту или две, а затем в течение четырех с половиной минут включить обмотку нагревателя из нихромовой проволоки (как это используется в радиационных нагревателях с питанием от сети). В качестве альтернативы, такое количество дополнительной мощности может вскипятить чайник с водой. Действительно интересная вещь в этом заключается в том, что приводная батарея заряжается каждый раз, и поэтому схема является самоподдерживающейся, хотя и не является мощной схемой.
Тем не менее, Жанна значительно развила схему, как она показывает в своей серии видеороликов:
Ее основная мысль заключается в том, что использование коллектора транзистора в качестве точки отбора мощности схемы неэффективно, так как он потребляет много входного тока без соответствующего увеличения выходного тока. Она добавляет вторичную обмотку на 74 оборота поверх своих двух бифилярных обмоток на 11 оборотов Джоуля, и это, по-видимому, обеспечивает гораздо лучшую выходную мощность. Она использует очень маленькую батарейку AAA емкостью 1,2 В и дополнительно снижает мощность (потому что “свет слишком ослепляет”), последовательно подключая резистор к батарее и последовательно используя множество светодиодов. Она зафиксировала следующие результаты:
Без резистора выходное напряжение составляет 58 В с максимумом на частоте 62,5 кГц (выход с разомкнутой цепью, вообще без нагрузки).
С резистором 10 Ом выходное напряжение составляет 49 В с максимумами на частоте 68 кГц.
С резистором 33 Ом выходное напряжение составляет 25 В при частоте 125 кГц.
‘ЛидМотор " утверждает, что Жанна также создала схему вора Джоуля, которая могла освещать прямую люминесцентную лампу мощностью 15 Вт в течение примерно пяти часов при работе от одной батареи типа АА. Он заявляет, что его не удовлетворил такой уровень освещения, и здесь он показывает версию (которую он считает дизайном Жанны, а Жанна считает его дизайном), использующую 10-ваттный компактный люминесцентный светильник, у которого была удалена схема балласта. В сборке используется дорогой ферритовый тороид наружного диаметра 3,25 дюйма (83 мм), а освещение от одной батареи типа АА выглядит следующим образом:
Ферритовое кольцо намотано вот так:
Основная обмотка состоит из 300 витков эмалированной медной проволоки AWG #30 диаметром 0,255 мм. Пожалуйста, обратите внимание на зазор между концами этой обмотки. Этот зазор важен, так как между двумя концами обмотки возникает высокое напряжение, и если бы обмотка продолжалась по всему тороиду, то изолирующая эмаль, покрывающая провод, могла бы сгореть из-за очень высокой разницы напряжений между первым и последним витками, что привело бы к короткому замыканию. Две другие обмотки выполнены из эмалированной медной проволоки AWG #24 диаметром 0,511 мм, и эти две обмотки расположены близко друг к другу в середине зазора между концами обмотки на 300 витков. Схема выглядит так:
Дополнительный 25-омный переменный резистор с проволочной обмоткой расходует энергию, но создает падение напряжения на нем, уменьшая напряжение, достигающее цепи, и, таким образом, постепенно приглушая свет, вплоть до нуля. Базовый резистор “R” был установлен на 22 Ом "Лидмотором", который говорит, что на самом деле он должен составлять 100 Ом, но он снизил его, чтобы получить более яркое освещение. Пожалуйста, обратите внимание, с какой стороны обмотки с 3 и 13 витками соединены в цепи, так как направление ветра очень важно для этих двух обмоток.
Нередко люди комментируют слабый свистящий звук, издаваемый схемой похитителя Джоуля (особенно такой низковольтной версией, как эта). По моему опыту, звук вызван тем, что транзистор резонирует с частотой колебаний цепи, и TIP3055 особенно подвержен этому. Поэтому я предполагаю, что закрепление болтов на радиаторе (что, безусловно, не требуется для рассеивания тепла, выделяемого этой схемой) изменит резонансную частоту комбинации транзистора/радиатора и, таким образом, прекратит свист.
Лично у меня всегда были наибольшие трудности с получением удовлетворительного света от компактной люминесцентной лампы, когда она приводится в действие по схеме Джоуля, и поэтому для меня лучшим источником света является одна из светодиодных матриц " G4” с чипом драйвера “5050”. Они выглядят так:
Довольно хорошее освещение можно получить от одной схемы вора Джоуля, приводящей в действие до двенадцати из них одновременно. Большая площадь освещения создает более ровный и мягкий свет, который довольно эффективен в полной темноте.
В большинстве схем похитителя Джоуля указан ферритовый тороид, но катушка для блинов диаметром 75 мм также хорошо работает, и, что интересно, плотное прижатие второй катушки для блинов к катушке для похитителя Джоуля позволяет питать дополнительную светодиодную матрицу без увеличения потребляемого тока в цепи похитителя Джоуля:
Также возможно перекрестное подключение двух или более цепей вора Джоуля, чтобы, помимо создания светодиодной матрицы 12 В, каждая из них заряжала батарею, используемую другой цепью:
И это хорошо работает с тремя каскадными цепями:
Работая с этими схемами, я купил измеритель освещенности, чтобы исключить догадки при оценке уровня освещенности, поскольку человеческий глаз очень плохо справляется с этим, хотя визуальное впечатление от освещения, создаваемого любым устройством, на самом деле важнее, чем измеренный уровень освещенности. Например, существуют крошечные светодиоды мощностью 1 Вт, которые имеют теоретически высокую светоотдачу, но из-за их крошечной освещенной области довольно бесполезны для домашнего освещения.
Когда я использовал измеритель освещенности (который измеряется в люксах) Я испытал сильное потрясение. Я использовал его со световым коробом для измерения света, создаваемого двумя светодиодными массивами G4 бок о бок, сначала с прямым входом батареи, а затем с входом Джоуля. Главным шоком стало то, что светодиодные матрицы G4 на самом деле более эффективны при преобразовании электрического тока в свет, чем когда для управления теми же светодиодными массивами используется Джоулевый вор. Это было совершенно неожиданно. Цифры для напряжения / тока / света, полученного с использованием 1,2 В (номинальных) NiMH-батарей, были:
9 аккумуляторов 11,7 В 206 мА 1133 люкс: 2,41 Вт 470 люкс на ватт (предполагаемая производительность производителя)
8 батарей 10,4 В 124 мА 725 люкс 1,29 Вт 562 люкс на ватт
7 батарей 9,1 В 66 мА 419 люкс 0,60 Вт 697 люкс на ватт (очень реалистичный уровень производительности)
6 батарей 7,8 В 6 мА 43 люкс 0,0468 Вт 918 люкс на ватт
Схема вора Джоуля, приводящая в действие две светодиодные матрицы G4, питающиеся от 4 батарей, дающих 5,2 В, с потребляемым током, управляемым выбором базового резистора транзистора:
358 мА 259 люкс 1,86 Вт 139 люкс на ватт
200 мА 212 люкс 1,04 Вт, 204 люкс на ватт
180 мА 200 люкс 0,936 Вт 101 люкс на ватт
158 мА 182 люкс 0,822 Вт 221 люкс на ватт
Это было довольно поразительно, и неожиданный вывод состоит в том, что использование всего четырех светодиодных матриц, приводимых в действие батареей 9 В, дает очень приличные 800 люкс всего за 135 миллиампер, что составляет в общей сложности около 1,2 Вт – очень неожиданный результат. Когда четыре светодиодных массива вставляются в настольную лампу и покрываются матовым пластиком для рассеивания света, в результате получается отличный уровень настольного освещения, которое также довольно хорошо освещает остальную часть комнаты.
Если вы решите это сделать, то можно собрать весь ток, проходящий через схему похитителя Джоуля, вот так:
Здесь приводная батарея “B1” состоит из одной батареи, напряжение которой превышает требуемое, и весь ток, проходящий через четыре светодиодных массива, используется в качестве зарядного тока для одной дополнительной батареи, которая может быть использована для питания схемы зарядки джоулевого вора:
Поскольку светодиоды в любом случае являются, по сути, диодами, у них нет проблем с подачей тока от батареи, которая заряжается импульсно похитителем Джоуля, поэтому есть возможность постоянно оставлять цепь Похитителя Джоуля подключенной, как показано выше. Это, конечно, необязательно.
Еще одна вещь, которую можно сделать, - это удвоить напряжение джоулевого вора при выключенном свете. В то время как схема зарядки Joule Thief идеально способна заряжать батарею “B1” при питании от батареи 1,2 В, она может заряжаться быстрее, если ее напряжение удвоится, что довольно легко сделать с помощью стандартного 3-полюсного 4-позиционного поворотного переключателя:
или
Здесь батарея “B2” изготовлена с использованием двух батарей напряжением 1,2 В, соединенных параллельно, когда горит свет, а когда свет выключен, две батареи соединены последовательно, приводя в действие схему зарядки Джоуля с удвоенным напряжением. Другой вариант-подключить солнечную панель напряжением 6 В или выше для зарядки аккумулятора “B2” в течение дня. Похоже, что, хотя схема зарядки может работать в любое время, на самом деле она более эффективна, если заряд батареи сохраняется, а импульсная зарядка начинается только при выключенном свете.
Следует помнить, что NiMH-аккумуляторы эффективны только на 66%, а это означает, что, когда они будут управлять нагрузкой, вы когда-нибудь снова получите только две трети тока, подаваемого в них. Там, где на приведенных выше схемах показана только одна схема зарядки джоулевого вора, обычно будет две, три или более схем зарядки для повышения скорости зарядки в дневное время. Кроме того, если батарея, питающая Джоулевый вор, имеет более высокое напряжение, чем заряжаемая им батарея, потребуются дополнительные диоды, чтобы их совместное падение напряжения не позволило зарядной батарее подавать большой ток непосредственно в заряжаемую батарею.
Однако г-н Цеунг взял схему похитителя Джоуля и изменил ее, чтобы она стала схемой с очень серьезным выходом, переведя ее в совершенно другую категорию.
В качестве первого шага к тому, что команда называет своим устройством "Флот", тороид был увеличен до гораздо большего диаметра. Теперь катушка намотана на отрезок пластиковой трубы диаметром 170 мм (6,5 дюйма) и глубиной 45 мм (1,75 дюйма) :
Этот участок трубы "бифилярный", намотанный двумя проводами бок о бок, как уже описано для конструкции Джоуля Вора. Как и прежде, начало одного провода соединено с концом другого провода. Затем на обмотку наносят слой изоленты, чтобы удерживать ее на месте и обеспечить легкую рабочую поверхность для второй обмотки.
Провод, используемый для намотки, представляет собой широко распространенную пару красных и черных проводов, иногда называемую "восьмеркой", потому что отрезанный конец проводов выглядит как цифра 8. Провод должен выдерживать 2,5 ампера. Это должен быть параллельный провод, а не одна из скрученных разновидностей. Это выглядит так:
Вторая обмотка выполнена таким же образом, но соединения немного отличаются. Как и прежде, конец первого провода соединен с началом второго провода, но это соединение затем изолировано и не используется в следующей схеме. Это просто соединяет две обмотки одну за другой, технически известное как соединение "последовательно", и эквивалентно изготовлению обмотки всего одной нитью провода. Завершенная катушка может выглядеть следующим образом:
Эта конкретная конструкция все еще находится на ранних стадиях, и в настоящее время тестируется так много различных размеров и конструкций катушек:
Устройство предназначено для того, чтобы внутренняя обмотка тороида колебалась по уже описанной схеме Джоуля. Это приводит к тому, что пульсирующее магнитное поле охватывает внешнюю обмотку тороида, создавая электрический выход, который способен выполнять полезную работу. Действительно важной особенностью этого устройства является тот факт, что количество энергии, выходящей из схемы, намного превышает количество энергии, необходимое для работы схемы. Дополнительная мощность выводится из локальной среды и втягивается в цепь, становясь доступной для выполнения полезной работы.
Тогда общая схема выглядит следующим образом:
Хотя внешняя обмотка показана здесь более толстой проволокой другого цвета, это сделано только для того, чтобы облегчить понимание устройства. На самом деле внешняя обмотка имеет точно такой же провод, как и внутренняя обмотка, и обычно она проходит по всему тороиду. Общее количество проволоки, необходимое для изготовления обмоток, составляет около 70 метров, поэтому обычно покупают полную 100-метровую катушку двухжильного провода, которая позволяет изготавливать обе обмотки и оставляет запасную проволоку для других целей.
Для тех из вас, кто очень технически мыслит, форма выходного сигнала выглядит следующим образом:
и импульсы напряжения на этом выходе происходят около 290 000 раз в секунду.
Что сработало для меня лучше, так это использование моста из четырех диодов, а не одного диода:
Я использовал эту схему, приводимую в действие 1,5-вольтовой батареей, для зарядки 12-вольтовых батарей, но наилучшие результаты достигаются в диапазоне от пяти до шести вольт. Я использовал эту схему для подтверждения COP>1, зарядив одну небольшую свинцово-кислотную батарею 12 В с идентичной батареей, поменяв местами батареи и повторив процесс несколько раз. В результате обе батареи получили подлинную полезную мощность. Я подозреваю, что эффект был бы намного больше, если бы я заряжал две или более батареи параллельно. Тороид был диаметром 8 дюймов, 10 мм на 12 мм, отрезанный от пластиковой трубы, которая оказалась под рукой, и используемый провод был покрыт пластиком, провод для оборудования на 6 ампер, опять же, потому что в то время он был под рукой. Намотка тороида и настройка схемы были выполнены за один вечер.
В целом, это очень простое, дешевое и легко сконструируемое устройство COP>10, которое может обеспечить большое количество бесплатной, полезной электроэнергии. При дальнейшем развитии вполне возможно создать версию, которая могла бы обеспечить питание, необходимое для всего домохозяйства. Также вполне вероятно, что эти устройства станут доступны для покупки по довольно низкой цене. В целом, это очень важное устройство, и вся заслуга должна быть отдана команде разработчиков, которая провела исследования до этого момента и продолжает совершенствовать дизайн, чтобы производить все больше и больше энергии.
Patrick Kelly
www.free-energy-info.tuks.nl
www.free-energy-info.com
www.free-energy-info.tuks.co.uk