Cómo encontrar una bombilla defectuosa en una cadena de luces navideñas

Acabo de ver un gran y simple proyecto que hace precisamente esto:

http://www.youtube.com/watch?list=PLFA57ACAC0F0DE0D1&feature=player_detailpage&v=cwiLQWJq2LQ

El proyecto es de Alan Yates: http://www.vk2zay.net/

Según tengo entendido, utiliza una puerta de alta impedancia de un JFET para detectar fluctuaciones en el campo E en los cables debido al ruido en la red eléctrica. La señal se amplifica usando un BJT para producir sonido en un altavoz piezoeléctrico. Si una luz se quema, existirá un campo E en el cable que entra en la luz, pero no en su cable de salida. Usando este principio es fácil localizar la luz quemada. Aplica esto a la cadena de luz incandescente, pero el mismo principio se aplicaría a una cadena de LED.

¿Qué tal usar dos agujas (o alfileres) para "cortar" un led a la vez presionando a través del aislamiento de plástico? Acabo de ver que esto está conectado directamente a la red eléctrica, así que mejor use un transformador, agujas cubiertas de plástico y una estera aislante

El rastreador JFET es excelente, pero si se encuentra en su tienda local de electrónica con un solo billete de 399 dólares y no hay FET disponibles, puede comprar un osciloscopio para rastrear la red.

Todo lo que tienes que hacer es enchufar la cadena de luces navideñas de tal manera que el conductor vivo sea el que se interrumpa por los casquillos de las bombillas. De esta forma, con solo tocar con la punta de la sonda el aislamiento del cable que entra y sale de cada portalámparas, se puede ver el fantasma de la corriente de la red. Hasta llegar a la primera bombilla defectuosa, eso es.

Este es el 'campo E de fondo' detectado como un voltaje por la punta de la sonda, cuando la sonda no está cerca de las luces navideñas encendidas (5 a 10 pulgadas de distancia son suficientes para evitar la detección).

Y este es el 'campo' detectado en el cable vivo, antes de cualquier bombilla (y con la cadena de luz oscura debido a una bombilla muerta).

La sonda fue despojada del clip de tierra y la punta retráctil; solo necesita tocar el aislamiento con la punta. Las escalas del osciloscopio se establecieron en 100 mV/div vertical y 2 ms/div horizontal. (Con otro conjunto de luces, mucho más antiguo, con cables muy delgados, tuve que usar 500 mV/div para evitar el recorte y ver la onda sinusoidal completa).

Ahora, cuando llegues a la primera bombilla muerta verás el fantasma de la red eléctrica en un extremo y casi nada en el otro:

(Perdón por las siguientes fotos, usé mi celular y recorté la parte más importante, es decir, la bombilla).

Puede acercarse a la bombilla muerta mediante una búsqueda binaria, si desea ser completamente científico. Cuando haya reemplazado la primera bombilla muerta que encontró, repita hasta que encuentre todas las muertas (estarán en la parte restante de la cuerda lejos del enchufe).

Una vez que la cadena esté reparada, bueno, se encenderá. Pero si sus ojos están pegados a la pantalla del visor y no tiene un solvente a mano, aún podría darse cuenta porque podrá ver el fantasma del seno principal en ambos extremos de todas las bombillas.

Ahora, trate de imaginarse en una escalera, con el visor sostenido por una correa alrededor de su cuello, tratando de alcanzar las luces en la parte superior del árbol. ¿No es la época más maravillosa del año?

Yo mismo he contemplado esto varias veces... pero, sinceramente, nunca lo he hecho porque es muy barato (aunque irresponsable con el medio ambiente) simplemente salir y comprar un hilo nuevo.

En cualquier caso, una forma en que podría imaginar hacerlo, si tuviera que diseñar un método de bricolaje, sería transmitir una señal de pulso muy estrecha por la entrada "neutral" y medir el tiempo que lleva obtener un reflejo del pulso en la fuente.

Generaría el pulso con un pin de E/S de propósito general de un microcontrolador que posteriormente configuraría como una entrada de tres estados. "Escucharía" el pulso con un pin de entrada A/D en el microcontrolador. Esto probablemente podría ser incluso el mismo pin del microcontrolador. También es posible que desee colocar una resistencia limitadora de corriente entre el pin del microcontrolador y el hilo de luces.

Sabiendo cuánto tiempo tardó en reflejarse el pulso, debería ser un cálculo relativamente simple averiguar qué tan lejos está el circuito roto en el hilo. Creo que en realidad sería solo (en una aproximación cercana):

Ahora, esto probablemente solo funcionará si la mitad de las luces funcionan y la otra mitad no. Si todas sus luces están apagadas, esperaría que obtuviera dos (posiblemente) reflejos superpuestos, lo que haría que la medición fuera un poco ambigua. Me imagino que interpretar la medida también requeriría cierto conocimiento de la topología del circuito de su hebra en particular, pero al menos le daría algo para continuar.

Editar / Adiciones

El principal problema aquí es poder muestrear lo suficientemente rápido. A la velocidad de la luz, 6 pulgadas tardan aproximadamente medio nanosegundo según mis cálculos, por lo que necesita un temporizador que funcione a casi 4 GHz para muestrear lo suficientemente rápido como para reducirlo a 6 pulgadas de longitud. Esto prácticamente elimina la idea de que un convertidor A/D sea su disparador, y necesitaría algún tipo de comparador analógico de alto ancho de banda configurado con un punto de disparo bajo para "amplificar" el pulso y causar una interrupción de cambio de pin que podría Úselo para capturar un temporizador de funcionamiento libre.

Digamos que estás usando un Arduino que funciona a 16 MHz. La resolución de su temporizador es entonces teóricamente 62.5ns. Eso significa que tienes una resolución de longitud de 18,7 metros, ouch. OK, entonces necesitamos un reloj más rápido. Si tuviera un FPGA funcionando a 1 GHz, podría reducirlo a unos 0,3 metros o poco menos de un pie. Pero ahora estamos empezando a empujar los límites de la capacidad de bricolaje.