Schéma ionofonu - zpěvový oblouk. Vysoké napětí a více Zpívající oblouk

Další zajímavý studijní projekt týkající se vysokého napětí. Tak si udělejte pohodlí. Během videa na kanálu Jako Kasyan pojďme sestavit jednu velmi informativní konstrukci - "Ionofon", neboli zpívání kamarádovi. Možná toto jméno mnohým nic neříká, ale takové hračky jsou mezi začínajícími radioamatéry docela populární. Rádiové komponenty se dají levně koupit v tomto čínském obchodě.
Jsme zvyklí, že zvuk by se měl přehrávat z reproduktoru nebo reproduktoru. Ionofon vám umožní reprodukovat stejný zvuk pomocí ionizovaného proudu nebo vysokonapěťového oblouku.
A právě teď uslyšíte hudbu vysokonapěťového oblouku.

Ve skutečnosti je design takové zajímavé hračky docela jednoduchý. Skládá se z generátoru ve formě čipu NE55, výkonové jednotky v přední části n-kanálového tranzistoru s efektem pole a vysokonapěťového transformátoru z horizontálního skenování sovětské televize.

Začněme generátorem. NE55 funguje jako generátor obdélníkových vln se schopností modulace zvuku. Pomocí ladicího rezistoru na desce je možné nastavit frekvenci v rozmezí 6-48 kHz. Zvukový signál je vysílán na pátý výstup mikroobvodu nebo řídicí výstup přes oddělovací kondenzátor. Umožňuje ovládat dobu trvání výstupních impulsů. Výstup mikroobvodu je zatížen tranzistorem s efektem pole, který roztáčí vysokonapěťový transformátor.

Tranzistor s efektem pole musí být nainstalován na radiátoru. Vhodné s proudem 20 A a se jmenovitým napětím nad 40 voltů. Je vhodné vzít terénní pracovníky na 100 voltů. Můžete použít dostupné IRFZ44, 46, 48 nebo podobně, můžete použít i vysokonapěťové.

A nyní přejděme k horizontálnímu transformátoru vhodnému pro zpěvový oblouk. V této verzi obvodu Ionofon se jedná o TVS 110 PTS 15. Nejprve na volnou část jádra namotáme 12 závitů izolovaných milimetrových drátů. V zásadě může být průměr drátu od 0,7 do 1,5-2 mm. Poté musíte najít výstup vysokonapěťového vinutí. Zpravidla se jedná o vinutí s nejvyšším odporem. S tím pomůže multimetr. Nebo si můžete stáhnout dokumentaci na internetu, kde je vše podrobně zobrazeno. U podobných horizontálních transformátorů je jeden z vývodů vysokonapěťového vinutí umístěn přímo na cívce - druhý zespodu. Je velmi snadné to určit, protože je k němu připojen izolovaný vodič.
Dále připojíme dva izolované vodiče na kontakty vysokonapěťového vinutí. Délka segmentů je 15-20 centimetrů.

Poté sestavíme desku Ionophone a připojíme k ní linkový transformátor. Jako zdroj energie poslouží jakýkoli napájecí zdroj s napětím 5 voltů a více, s proudem 2 A nebo více. Pro co nejefektivnější provoz obvodu potřebujete zdroj s napětím 10-12 voltů a s proudy 2 A a více. Zpěvový oblouk můžete také napájet z baterií.

Zvukový signál je dodáván z libovolného přehrávače, tabletu nebo mobilního telefonu pomocí standardního konektoru pro sluchátka.
Teď si užijme podívanou. Oblouk nejen zní, ale také mění tvar. To je patrné zejména při nízkých frekvencích. Jděte na zdraví, ale nezapomeňte na bezpečnostní opatření! Více mistrů elektroniky.

Takové schéma není vůbec exkluzivní, dlouho se používá v domácích amatérských rádiových návrzích, kde je potřeba získat vysoké napětí (paralyzéry, gaussové zbraně atd.). Zvukový signál by měl být přiveden na ovládací kolík mikroobvodu NE555 přes filmový kondenzátor (můžete také vzít keramický), jehož kapacita bude muset být vybrána empiricky.

Sestavené zařízení funguje poměrně spolehlivě, ale pokud jej zapnete po dlouhou dobu, mikroobvod se může přehřát, abyste tomu zabránili, měli byste buď použít výkonnější ovladač, nebo umístit mikrosestavu na domácí chladič.

Pokud se tedy rozhodnete sestavit takové zařízení jako suvenýr, můžete použít spolehlivější schéma.

Druhá možnost je schopna fungovat dostatečně dlouhou dobu. V něm je časovač napájen z nízkého napětí, což zajišťuje dlouhodobý a spolehlivý provoz bez přehřívání mikroobvodu a tranzistorový ovladač odstraňuje z mikrosestavy vzniklé přetížení. Tento převodník je lepší varianta, i když prvků je v něm řádově více. V ovladači lze použít téměř jakékoli doplňkové dvojice nízkého a středního výkonu, od legendárního KT316/361 až po výkonnější KT814/815 nebo KT816/817. Zařízení je také schopno provozu se sníženým napájecím napětím v rozsahu 6-9 voltů. V mém příkladu je obvod napájen 12V 7Ah olověnou baterií UPS.

Jako vysokonapěťový transformátor byl použit starý typ TVS-110PTs15.

Bez signálu na ovládací kolík časovače bude obvod fungovat jako zesilovací převodník. Standardní vinutí horizontálního transformátoru neumožní získat dlouhý oblouk na výstupu struktury zpívajícího oblouku, takže své vinutí můžete navinout na volnou stranu jádra. Skládá se z 5-10 závitů měděného drátu 0,8-1,2 mm.

V roce 1899 nebo 1900 anglický fyzik William Du Bois Duddell experimentoval s obloukovými lampami, aby snížil jejich nežádoucí zvukový efekt. Výsledek byl však opačný. Ukázalo se, že když je oscilační obvod zapojen paralelně k oblouku, dochází v systému k vlastním oscilacím na frekvenci právě tohoto obvodu. Oblouk začíná "zpívat". (Abych byl upřímný, je to hnus kvičet).

Komu to stačí, podívejte se na video:

Pro začátek pípá obvod, který mám na videu.

Na tento experiment není potřeba 600 V (většina je stejně zhasnutá předřadníkem), byl to jen hotový blok s hotovým předřadníkem po ruce. Vypočtená frekvence obvodu se zadanými jmenovitými hodnotami prvků je 2800 Hz. Vypadá to na výšku pískání.

Nejprve jsem dal 2 grafitové elektrody, poté byla anoda vyměněna za měděnou. Generace tedy skřípe hlasitěji a stabilněji.

Ale ne všechno je ve skutečnosti tak jednoduché. Ke generování dochází v důsledku přítomnosti klesající části na proudově-napěťové charakteristice oblouku. Takže se musíte alespoň dostat do této oblasti. Vše ovlivňuje: materiál elektrod, vzdálenost mezi nimi, prostředí, ve kterém oblouk hoří, elektrické parametry samotného obvodu.

Pokud stoupáte ještě hlouběji, jsou možné 2 režimy oscilace: kontinuální (čistá sinusovka nízkého výkonu) a přerušovaná (asymetrická sinusovka s periodickým zhasínáním oblouku). Ale pokud je to podrobně, vyjde celá přednáška. A tato věc je pozoruhodná tím, že hlasová rádiová komunikace byla poprvé provedena na tomto principu. Předtím uměla telegrafovat pouze morseovka.

Je pravda, že ve své nejjednodušší podobě tento generátor není schopen poskytnout frekvenci nad 20-30 kHz. Pro vstup do rádiového dosahu je nutné minimálně umístit oblouk do atmosféry vodíku nebo látek na něj bohatých (alkohol, petrolej). Potom je žádoucí vyrobit anodu měděnou a chlazenou vodou. Byla uplatněna i řada dalších zvláštních opatření. Tyto inovace později představil švédský inženýr Paulsen. Takové radiostanice byly svého času velmi běžné (například slavná Šuchova věž v Moskvě) a byly stavěny pro výkon až stovky kW.

Mimochodem, na tento princip se v moderní radiotechnice nezapomnělo. Pouze místo oblouku jsou použity tunelové diody, které mají rovněž spádový úsek charakteristiky, ale umožňují provoz i v mikrovlnné oblasti.

To je, myslím, prozatím dost.

V této příručce se naučíte, jak sestavit jedno velmi vzrušující zařízení vlastníma rukama. Ionofon, nebo jak se lidově říká „zpívající oblouk“. Navzdory tomu, že toto jméno mnohým nic neřekne, přesto jsou takové hračky mezi začínajícími radioamatéry neuvěřitelně oblíbené.
Všichni jsme již dávno zvyklí na to, že zvuk z různých zařízení je reprodukován díky standardním reproduktorům. Ale ionofon je schopen reprodukovat stejný signál díky speciálnímu ionizovanému toku.

Ve skutečnosti mladý radioamatér v zařízení neuvidí nic složitého, protože celý obvod je vyroben z:

• Generátor. Je reprezentován čipem NE555;
• Výkonová část, kterou je výkonný N-kanálový tranzistor s efektem pole IRFZ44;
• Vysokonapěťový transformátor sestávající z horizontálního skenování starého sovětského televizoru Tr1

Pojďme analyzovat tuto konstrukci podrobněji. NE555 je generátor obdélníkových vln se schopností modulace zvuku. Pomocí stringového rezistoru, který je umístěn na desce, můžete upravit frekvenci v rozsahu od šesti do 48 kHz.
Vlastní zvukový signál musí být přiveden pomocí izolačního kondenzátoru na pátý výstup obvodu. Díky tomu můžete ovládat dobu trvání pulsů. Tranzistor s efektem pole zatěžuje výstup mikroobvodu 555 a roztáčí výkonný vysokonapěťový transformátor. Měl by být umístěn na horní straně radiátoru. Pro tento návrh můžete použít pracovníky v terénu s proudem 20 ampér a se jmenovitým napětím vyšším než 40 voltů. Ale je lepší použít 100V tranzistory.

Co se týče horizontálního transformátoru, v naší verzi je použit TVS110PTs15

Pro začátek je volná část jádra 12krát obalena izolovaným drátem 1 mm. Průměr drátů by měl být od 0,5 do 2 mm.

Dále musíte najít výstup pevného vinutí z vysokonapěťového transformátoru. Ve většině případů se jedná o vinutí s nejvyšším odporem. K jeho nalezení můžete použít multimetr. Nebo se podívejte na tento graf:

Oblouk je schopen nejen znít, ale při nízkých frekvencích i měnit svůj tvar.

Na závěr bych rád upozornil na skutečnost, že při jakýchkoli pokusech byste neměli zapomínat na nejjednodušší bezpečnostní pravidla.

PŘILOŽENÉ SOUBORY -

Větrný generátor na bázi asynchronního motoru Naše knihovna Připájení zástrčky ke stíněnému audio kabelu