Encienda un LED con una fuente de energía extremadamente baja

Lo que está pidiendo no es "relativamente simple".

El mayor problema es la muy baja tensión. Puede conectar un capacitor a la célula solar, luego hacer algo cuando llegue a un voltaje particular. La parte de "hacer algo" sería posible solo a partir de la energía almacenada en la tapa.

El problema con esto es que algo todavía tiene que decidir cuándo hay suficiente energía en la tapa (su voltaje es lo suficientemente alto) para usar la cantidad de energía. Ese algo tomará alguna corriente quiescente. Esa corriente de reposo, obviamente, debe ser inferior a los 2 µA provenientes de la célula solar, de lo contrario, la tapa nunca se cargaría.

Ciertamente es factible realizar una corriente de reposo inferior a 2 µA, pero no a un nivel de pasatiempo casual. Sin embargo, el verdadero problema es que a 200 mV, los semiconductores ordinarios no conducen en absoluto. Es un voltaje demasiado bajo para operar directamente.

Es posible aumentar el voltaje, pero eso también toma la corriente de control y también pierde algo de energía. Si hubiera disponible un voltaje más alto, un circuito muy cuidadosamente diseñado podría hacer uso de 200 mV, pero la corriente de reposo permitida será inversamente proporcional al voltaje que aumenta también.

La única forma en que veo que esto funciona es si obtiene varias células solares y las conecta en serie para obtener un voltaje más alto. Me gustaría que al menos 1 V. 2 V sea mucho más fácil.

La esencia de lo que estás buscando es un circuito como este:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí, he indicado un circuito que funcionará si estás dispuesto a acumular algunas células solares. He intentado diseñar esto para el voltaje de operación más bajo, por lo que probablemente esté bien a partir de \ $ 2.5 \: \ text {V} \ $ (solo LED rojo, obviamente, aunque con mayores voltajes de fuente, otros LED funcionarán). Sé que esto no es una sola célula. Pero ahí está.

La idea básica es dejar que \ $ C_1 \ $ se cargue lentamente. En algún punto, el activador de voltaje (sección central con \ $ Q_1 \ $) activará el SCR que se compone de \ $ Q_2 \ $, \ $ Q_3 \ $ y \ $ D_9 \ $. El SCR descarga el cargo acumulado en \ $ C_1 \ $ a través del LED (\ $ D_7 \ $). \ $ Q_2 \ $ y \ $ D_9 \ $ forman un espejo actual con una ganancia mucho menor que uno. Y \ $ Q_3 \ $ forma el resto del SCR. Se proporciona una pequeña respuesta positiva de tickler a través de \ $ C_2 \ $ y \ $ R_7 \ $ (ambos esenciales para una operación limpia) para hacer de este un circuito confiable.

Eso es todo.

Pero esto proporciona un "sabor" de lo que podría parecer un circuito discreto. Como puedes ver, no es trivial. Y solo hace parte de lo que quieres. No hay impulso aquí. Y esa es otra etapa.

Spice muestra, en \ $ 3 \: \ text {V} \ $, que entrega \ $ 10 \: \ text {mA} \ $ en un LED rojo y dibuja una corriente promedio de aproximadamente \ $ 1.5 \: \ mu \ text {A} \ $. Y sigue habiendo una variedad de ajustes que se pueden hacer en el circuito para adaptarlo a las especificaciones, si los tiene.