Como encontrar uma lâmpada defeituosa em uma corda de luzes de Natal

Eu tenho uma seqüência de luzes de Natal LED, que consiste em dois circuitos de LEDs conectados serialmente. Está trabalhando diretamente em 110V AC. A maioria dos soquetes de LED tem 2 fios conectados a eles, alguns têm três. Há uma tomada de 110V na outra extremidade da corda, para que elas possam ser encadeadas.

Metade da corda ficou escura, então suponho que um dos LEDs desse circuito esteja ruim ou que sua conexão esteja com defeito.

Os LEDs não são removíveis (soquete plástico moldado com lente), e espero poder rastrear a corda de alguma forma e descobrir onde está a falha. Obviamente, cortar o isolamento em 50 locais para testar cada LED separadamente não é uma opção ...

Se houver alguma maneira sensata de encontrar a falha, comprando algum equipamento ou construindo um DIY, ou preciso substituir apenas a corda de 100 LEDs porque uma delas ficou ruim?

Acabei de ver um projeto excelente e simples que faz exatamente isso:

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

O projeto é de Alan Yates: http://www.vk2zay.net/

Pelo que entendi, ele usa uma porta de alta impedância de um JFET para detectar flutuações no campo E nos fios devido ao ruído na rede elétrica. O sinal é amplificado usando um BJT para emitir som em um alto-falante piezoelétrico. Se uma luz for queimada, o campo E existirá no fio que entra na luz, mas não no fio de saída. Usando este princípio, é fácil localizar a luz queimada. Ele aplica isso à sequência de luz incandescente, mas o mesmo princípio se aplicaria a uma sequência de LEDs.

Que tal usar duas agulhas (ou alfinetes) para "encurtar" uma guia de cada vez pressionando o isolamento plástico ?. Acabei de ver que isso está diretamente conectado à rede elétrica, então é melhor usar um transformador, agulhas cobertas de plástico e um tapete de isolamento

O sniffer JFET é ótimo, mas se você estiver na loja de eletrônicos local com uma única nota de 399 dólares e não houver FETs disponíveis, você poderá comprar um osciloscópio para fazer o sniffing da rede elétrica.

Tudo o que você precisa fazer é conectar a corrente leve de natal de forma que o condutor ativo seja o que é interrompido pelas tomadas da lâmpada. Dessa forma, basta tocar no isolamento do fio que entra e sai de cada soquete da lâmpada com a ponta da sonda, para ver o fantasma da rede elétrica ao vivo. Até chegar à primeira lâmpada defeituosa, é isso.

Este é o 'campo E de fundo' detectado como voltagem pela ponta da sonda, quando a sonda não está nem perto das luzes de natal alimentadas (5 a 10 polegadas de distância são suficientes para evitar a detecção).

E este é o 'campo' detectado no fio ativo, antes de qualquer lâmpada (e com a cadeia leve escura por causa de uma lâmpada morta).

A sonda foi removida do grampo terra e da ponta retrátil; você só precisa tocar no isolamento com a ponta. As escalas do osciloscópio foram ajustadas para 100 mV / div na vertical e 2 ms / div na horizontal. (Com outro conjunto de luzes muito mais antigo, com fios muito finos, tive que usar 500 mV / div para evitar cortes e ver toda a onda senoidal).

Agora, quando você alcança a primeira lâmpada morta, verá o fantasma da rede elétrica em uma extremidade e quase nada na outra:

(Desculpe pelas fotos a seguir, usei meu celular e recortei a parte mais importante, a lâmpada).

Você pode se aproximar do bulbo morto por pesquisa binária, se desejar se tornar um cientista completo. Quando você substituir a primeira lâmpada morta encontrada, repita até encontrar todas as lâmpadas mortas (elas estarão na parte restante da corda, longe do plugue).

Depois que a corrente for reparada, bem, ela acenderá. Mas se seus olhos estiverem colados na tela da luneta e você não tiver um solvente à mão, você ainda poderá perceber, porque poderá ver o fantasma do seno principal nas duas extremidades de todas as lâmpadas.

Agora, tente se imaginar em uma escada, com a mira presa por uma alça em volta do pescoço, tentando alcançar as luzes no topo da árvore. Não é a época mais maravilhosa do ano?

Eu já contemplei isso várias vezes ... mas, honestamente, nunca passei por isso porque é tão barato (embora ambientalmente irresponsável) simplesmente sair e comprar um novo fio.

De qualquer forma, uma maneira que eu poderia imaginar, seria projetar um método DIY, seria transmitir um sinal de pulso muito estreito pela entrada "neutra" e medir o tempo necessário para obter uma reflexão do pulso em a fonte.

Eu geraria o pulso com um pino de E / S de uso geral de um microcontrolador que posteriormente configuraria como uma entrada com três declarações. Eu "ouvia" o pulso com um pino de entrada A / D no microcontrolador. Provavelmente, esse poderia ser o mesmo pino do microcontrolador. Você também pode colocar um resistor limitador de corrente entre o pino do microcontrolador e o fio das luzes.

Sabendo quanto tempo o pulso demorou para ser refletido, deve ser um cálculo relativamente simples descobrir a que distância do fio está o circuito quebrado. Eu acho que realmente seria apenas (para uma aproximação):

Agora, isso provavelmente só funcionará se metade das luzes estiver funcionando e a outra metade não. Se todas as suas luzes estiverem apagadas, eu esperaria que você tivesse duas (possivelmente) reflexões sobrepostas, o que tornaria a medição meio ambígua. Interpretar a medição também exigiria algum conhecimento da topologia do circuito de seu fio específico, bem como eu imaginaria, mas pelo menos isso forneceria algo para você continuar.

Editar / Adições

O principal problema aqui é ser capaz de provar com rapidez suficiente. Na velocidade da luz, 6 polegadas leva cerca de meio nanossegundo pelos meus cálculos, então você precisa de um timer rodando a quase 4GHz para amostrar com rapidez suficiente para reduzi-la a 6 polegadas de comprimento. Isso acaba com a idéia de um conversor A / D ser o seu gatilho, e você precisa de algum tipo de comparador analógico de alta largura de banda configurado com um baixo ponto de disparo para "amplificar" o pulso e causar uma interrupção na troca de pinos que você poderia use para capturar um cronômetro de corrida livre.

Digamos que você esteja usando um Arduino rodando a 16MHz. A resolução do seu temporizador é então teoricamente 62.5ns. Isso significa que você tem uma resolução de comprimento de 18,7 metros, ai. OK, então precisamos de um relógio mais rápido. Se você tivesse um FPGA rodando a 1 GHz, poderia reduzi-lo a cerca de 0,3 metro ou pouco menos de um pé. Mas agora estamos começando a empurrar os limites da capacidade de bricolage.