Puedes hacer dos cosas.
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Puedes alimentar la base del transistor del joule thief desde una fuente de energía separada, como una batería nueva de 1.5V, o un CR2032. Además, usar una resistencia de 10 ohmios más un potenciómetro de 1K (o 10K) en lugar de la resistencia de 1K ayudaría a ajustar el brillo. Debido a que la batería solo está alimentando la resistencia de 1K y la base del transistor, debería durar mucho tiempo.
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Puedes devolver el voltaje que se produce justo arriba del LED, y usar eso para alimentar el transistor. Mientras el joule thief esté operando, se producirán 3 voltios desde el LED y permitirá que el joule thief funcione por debajo de 0.55 voltios, especialmente con un supercondensador, que generalmente tiene una baja resistencia interna y por lo tanto puede funcionar mejor a voltajes más bajos que una batería típica. Si combinas esta idea con la idea anterior (y un diodo), puedes reducir el uso de la batería.
Intentaré agregar esquemas para mostrar de qué estoy hablando.
EDICIÓN #2:
Aquí tienes un esquema para el punto 1 anterior (Haz clic en él para verlo más grande):
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Arriba deberías ver dos circuitos que son casi exactamente iguales, excepto por las modificaciones sobre las que quiero hablar, y las resistencias ajustadas para que los LEDs comiencen con la misma salida y podamos hacer una buena comparación de los dos circuitos.
El circuito a la derecha alimentando al LED D4 es el más cercano a tu circuito, un Joule Thief estándar.
El circuito de la izquierda tiene modificaciones que permiten que el voltaje del LED D1 sea devuelto al transistor. Los diodos aseguran que la corriente fluya correctamente (no fluya hacia atrás).
Las resistencias han sido ajustadas para hacer una buena comparación entre los dos circuitos.
Para el circuito D1... La resistencia de 1K a la izquierda se aumentó para que entregue menos corriente de base al transistor, para que su trabajo sea solo iniciar el circuito y también encender el LED D1 para que se alcancen los aproximadamente 3 voltios.
La línea horizontal roja es de 0.5 Voltios. La línea Aqua es V(V1), que es exactamente la misma que V(V2), y está cayendo para mostrarnos cómo se comportan ambos circuitos de Joule Thief a medida que la caída del voltaje de la fuente de energía. El lugar donde la línea Aqua intercepta la línea roja es en el momento en que ocurren los 0.5 voltios, y he utilizado los cursores para obtener una lectura de D1 y D4, para comparar las corrientes a través de ambos LEDs a medio voltio (suponiendo que el supercondensador tenga medio voltio para ambos circuitos). Deberías poder ver en el cuadro de diálogo que para D4, la corriente es de aproximadamente 1.64mA, mientras que la corriente en D1 es mucho mejor en alrededor de 5.04mA. Deberías notar que la curva Verde que representa a D1 está proporcionando mucha mejor corriente para un voltaje dado, manteniendo todas las demás cosas iguales.
Entonces, esta modificación al circuito estándar de Joule Thief usará significativamente más de la energía almacenada en tu supercondensador de 1 Faradio, permitiendo que el LED permanezca encendido durante un período de tiempo más largo.
Por favor, ten en cuenta que debido a que el LED permanecerá más brillante a medida que el voltaje cae, puede que realmente consuma la energía en el supercondensador más rápido. Por lo tanto, es posible que tengas que aumentar la resistencia de Joule Thief para que inicie más tenue al principio, y debería mantener un brillo mejor a medida que el voltaje del supercondensador cae.
Nota que la modificación al Joule Thief solo funciona una vez que el circuito se ha iniciado. Si el supercondensador cae por debajo de 0.5 voltios y tratas de encenderlo nuevamente, probablemente no funcionará porque ya no hay voltaje en el LED D1 (está apagado).
A través de experimentación significativa, he descubierto que 2.6mA ofrece suficiente brillo para la mayoría de las tareas (en un área oscura, con LED eficientes). Es sorprendente cuánto más tiempo permanecerá encendido un LED cuando se ejecuta en el mínimo necesario para hacer el trabajo. Por eso me gusta poner un potenciómetro de 100K (o 1Meg) en serie con la resistencia de 1K para poder ajustar el brillo lo suficientemente bajo. Un MSP430, o incluso un Arduino, debería poder establecer un potenciómetro digital de manera similar para mantener el brillo constante.
P.D.
Este archivo fue creado en LTSpice, que encuentro que simula de manera bastante precisa y rápida un Joule Thief. Y puedo jugar con los circuitos rápidamente, para aprender algunas cosas de esa manera. Pero, por supuesto, hay algunas diferencias entre las simulaciones y la realidad, y todavía estoy descubriendo esas cosas por mi cuenta, no siendo un ingeniero eléctrico titulado.
Finalmente, si tu supercondensador está por debajo de 0.5 V y el Joule Thief no se inicia, puedes colocar una AA, una AAA, o incluso un CR2032, de manera protegida por un diodo similar a lo que se ha mostrado anteriormente (para que el CR2032 no tenga que dar toda su potencia al supercondensador), y puedes colocar la AAA en paralelo con el supercondensador con un interruptor momentáneo para iniciar el Joule Thief. Luego, el circuito anterior debería mantener en funcionamiento al Joule Thief, incluso si el supercondensador está por debajo de 0.5 voltios.
Además de devolver el voltaje de los LEDs para lograr voltajes de ejecución muy bajos, también he descubierto que reemplazar la resistencia de 1K del joule thief con una fuente de corriente constante regula bastante bien la potencia de salida.
Y esto también funciona con un JT de alto voltaje (como 6V en 5 LED blancos), que generalmente son más eficientes que el JT estándar.
