Cómo encontrar una bombilla defectuosa en una cadena de luces navideñas

Tengo una cadena de luces de Navidad LED, que consta de dos circuitos de LED conectados en serie. Está trabajando directamente en 110V AC. La mayoría de los enchufes LED tienen 2 cables conectados, algunos tienen tres. Hay un enchufe de 110 V en el otro extremo de la cadena, por lo que se pueden encadenar.

La mitad de la cadena se apagó, así que supongo que uno de los LED de ese circuito está dañado o su conexión está defectuosa.

Los LED no son extraíbles (zócalo de plástico moldeado con lente), y espero poder rastrear la cuerda de alguna manera y encontrar dónde está la falla. Obviamente, cortar el aislamiento en 50 lugares para probar cada LED por separado no es una opción ...

Si hay alguna forma sensata de encontrar la falla, ya sea comprando algunos equipos o construyendo uno de bricolaje, ¿o necesito reemplazar la cadena de 100 LED porque uno salió mal?

Acabo de ver un gran y simple proyecto que hace exactamente 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 utilizando un BJT para emitir sonido en un altavoz piezoeléctrico. Si se quema una luz, el campo E existirá en el cable que entra a la luz, pero no en su cable de salida. Usando este principio es fácil localizar la luz quemada. Aplica esto a una cadena de luz incandescente, pero el mismo principio se aplicaría a una cadena de LED.

¿Qué tal el uso de dos agujas (o alfileres) para "acortar" un led en ese momento 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 de aislamiento

El sniffer JFET es excelente, pero si te encuentras en tu tienda de electrónica local con un solo billete de 399 dólares y no hay FET disponibles, puedes comprar un osciloscopio para rastrear la red eléctrica.

Todo lo que tiene que hacer es enchufar la cadena de luz de Navidad de tal manera que el conductor vivo sea interrumpido por los enchufes de la bombilla. De esta manera, simplemente tocando el aislamiento del cable que entra y sale de cada portalámparas con la punta de la sonda, puede ver el fantasma de la red eléctrica en vivo. Hasta que llegue 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 de Navidad con alimentación (5 a 10 pulgadas de distancia son suficientes para evitar la detección).

Y este es el "campo" detectado en el cable con corriente, antes de las bombillas (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 ajustaron a 100 mV / div vertical y 2 ms / div horizontal. (Con otro juego 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 alcances la primera bombilla muerta, verás el fantasma de la red eléctrica en un extremo y casi nada en el otro:

(Perdón por las siguientes imágenes, utilicé mi teléfono celular y corté la parte más importante, es decir, la bombilla).

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

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

Ahora, trata de imaginarte en una escalera, con el telescopio sujeto por una correa alrededor de tu cuello, tratando de alcanzar las luces en la parte superior del árbol. ¿No es la época más maravillosa del año?

Lo he contemplado varias veces ... pero, sinceramente, nunca lo he hecho porque es muy barato (aunque ambientalmente irresponsable) salir y comprar un nuevo capítulo.

En cualquier caso, una forma en que podría imaginar hacerlo, si diseñara 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. Yo "escucharía" el pulso con un pin de entrada A / D en el microcontrolador. Esto probablemente podría ser 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 abajo del filamento está el circuito roto. Creo que en realidad solo sería (para 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 algo ambigua. Interpretar la medición también requeriría algún conocimiento de la topología del circuito de su hebra particular, me imagino, pero al menos le daría algo para seguir.

Edición / Adiciones

El principal problema aquí es poder muestrear lo suficientemente rápido. A la velocidad de la luz, según mis cálculos, 6 pulgadas toma aproximadamente medio nanosegundo, 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 mata la idea de un convertidor A / D como 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 utilizar para capturar un temporizador de funcionamiento libre.

Digamos que estás usando un Arduino que funciona a 16MHz. La resolución de su temporizador es teóricamente 62.5ns. Eso significa que tienes una resolución de longitud de 18,7 metros, ¡ay! Bien, entonces necesitamos un reloj más rápido. Si tuviera un FPGA funcionando a 1 GHz, podría bajarlo a aproximadamente 0.3 metros o menos de un pie. Pero ahora estamos empezando a empujar los límites de la capacidad de bricolaje.