Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельные высоковольтные устройства


Генератор высокого напряжения своими руками


Привет всем любителям самоделок. В этой статье я расскажу, как сделать генератор высокого напряжения своими руками, применение которого достаточно широкое, его можно будет использовать в качестве питания газоразрядных ламп, озонатора для травления крыс. Также он идеально подойдет для создания шокера или же электроподжига газа. Думаю многим стало интересно как это собрать, поэтому не затягиваем и переходим к сборке, самое же устройство основано на блокинг-генераторе.

Но перед прочтением подробной сборки предлагаю посмотреть видео, где можно наглядно увидеть принцип действия самоделки и понять, а надо ли оно мне.

Для того, чтобы сделать своими руками генератор высокого напряжения, понадобится:
* Транзистор IRF3205 с радиатором
* Аккумулятор типа 18650
* Умножитель
* Резистор на 100 Ом
* Паяльник, припой, флюс
* Строчный трансформатор ТВС-110ПЦ15
* Обмоточный провод, диаметр 1 мм и длиной 1 м
* Канцелярский нож или скальпель
* Провода

Вот и все, что нужно для изготовления данной самоделки, думаю не так и сложно все это найти, учитывая, что почти все детали были взяты из старого телевизора.

Шаг первый.
Данный трансформатор работает по принципиальной схеме, которая достаточна легка в повторении любому начинающему в этом деле.


Первым делом берем транзистор IRF3205 и прикручиваем к нему радиатор через термопасту, так как в процессе работы он будет греться.

К левой ножке транзистора или же затвору припаиваем резистор на 100 Ом, который в моем случае собран из двух резисторов, соединенных параллельно.

После того, как припаяли резистор, переходим к строчному трансформатору, его можно найти практически в каждом старом телевизоре, поэтому не спешите выбрасывать его. Сопротивление вторичной обмотки данного трансформатора равняется 150 Ом.


Шаг второй.
На данном этапе необходимо намотать 10 витков с отводом от середины на трансформаторе, делается это обмоточным проводом, диаметр которого 1 мм.

После намотки 10-ти витков необходимо оголить провода в начале и конце, а также убрать часть изоляции с среднего провода. Из опыта скажу, что удобнее всего это делать при помощи скальпеля, купленного в Китае.

Оголенные провода теперь можно залудить, преждевременно нанеся флюс на них. К началу обмотки припаиваем второй вывод резистора, который до этого припаивали к транзистору.


Второй конец обмотки припаиваем к стоку или же среднему выводу транзистора.

К крайнему правому выводу транзистора или же истока припаиваем еще один провод.

Припаиваем провод к отводу от середины обмотки и еще один провод паяем к выводу вторичной обмотки трансформатора.

Теперь можно попробовать трансформатор на работоспособность, подключив аккумуляторную батарею на 3.7 вольт типа 18650 к истоку транзистора и к отводу от середины обмотки, на трансформаторе получаем выходное напряжение в 5 киловольт, дуга видна, но при этом она слишком маленькая.

Шаг третий.
Увеличить выходное напряжение можно при помощи умножителя, данный вариант увеличит напряжение с 5 киловольт до 20-ти.


Такой умножитель также не составит труда найти, так как часто встречается в старых телевизорах времен СССР. С выхода трансформатора припаиваем провода к умножителю, в итоге на контактах умножителя получаем достаточно хорошую большую дугу, которую в дальнейшем можно применить в различных проектах.

В ходе проверки генератор работал исправно, также получилось запитать от него газоразрядную лампу, что также может кому-то пригодиться.
На этом у меня все, спасибо за внимание и всем творческих успехов. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Самодельные высоковольтные заглушки | Hackaday

У вас есть конденсаторы на 15000 вольт? [Ludic Science] этого не сделала, поэтому он сделал следующее лучшее. Он построил несколько.

Если вы понимаете физику конденсатора (два параллельных проводника, разделенных диэлектриком), вы не найдете процесс сборки очень удивительным. [Ludic] использует прозрачную пленку в качестве изолятора и алюминиевую фольгу для проводящих пластин. Затем он заворачивает их в трубочку. Он добавил несколько интересных советов о том, как сохранить гладкость листов и как прикрепить провода к фольге.Обертка из коричневой бумаги напомнила нам старые колпачки, которые можно найти в старинном радио.

Самым лучшим, однако, была демонстрация получения дуги от источника питания высокого напряжения с конденсатором в цепи и без него. Как и следовало ожидать, игра с несколькими тысячами вольт, заряженными в конденсатор, требует определенной осторожности, так что будьте осторожны!

[Ludic] измерил значение емкости стандартным измерителем, но было неясно, откуда взялось значение 15 000 вольт.Возможно, это был источник питания, который он использовал в видео, и конденсатор действительно мог быть выше.

Самодельный конденсатор, который получается, имеет довольно низкое значение (в нанофарадах). Вы можете сделать их много или увеличить площадь поверхности, чтобы увеличить емкость. Вы также можете попробовать найти более тонкий диэлектрик, хотя, если он слишком тонкий, ваша самодельная крышка может не выдержать высокого напряжения. Если вам нужна большая емкость (но, возможно, не такое большое напряжение), вы всегда можете приготовить суперконденсатор.

,

проектов DIY - страница 4 из 5

DIY Plasma Gun II - это улучшенная версия компактной переносной катушки Тесла с искровым разрядником, которая может создавать струи высоковольтной плазмы и даже использоваться в качестве огнемета! Эта обновленная версия нашей портативной катушки Tesla Coil была оптимизирована для повышения эффективности и дает больший выход, чем предыдущая. Строить его стало еще проще! Вы можете найти старую версию на оригинальной странице Plasma Gun. Мы решили использовать катушку Тесла с искровым разрядником для этой плазменной пушки, поскольку она намного проще в сборке и более надежна, чем твердотельные контроллеры.Однако в будущем мы будем производить твердотельную версию.

Эта страница должна показать вам все, что вам нужно знать о том, как сделать плазменную пушку, подобную показанной здесь. Надеюсь, он также научит вас науке, лежащей в основе этого, чтобы вы знали, как это работает. Помните, что это опасный проект с высоким напряжением, и неопытные люди не должны его предпринимать.

Для чего нужен плазменный пистолет?

Эта плазменная пушка представляет собой катушку Тесла с искровым разрядником, работающую от небольшой батареи.Его предназначение больше предназначено для образования, чем фактическая функция. Мы надеемся, что это веселый и интересный проект, и что вы чему-то научитесь. Если вы делаете плазменную пушку самостоятельно, опубликуйте картинку ниже!

Плазма создается путем ионизации воздуха вокруг выходного вывода катушки Тесла. Электричество высокой частоты и высокого напряжения способно образовывать потоки плазмы, которые можно заставить распространяться или направлять вперед вдоль пламени или потока газа. Этот направленный плазменный канал действительно может иметь полезную функцию в некоторых промышленных процессах, известных как «плазменная обработка поверхности».Когда струя плазмы направляется на поверхность, например, на пластиковую бутылку, в структуре материала на очень тонком поверхностном слое происходят незначительные изменения. Обычно эти изменения делают поверхность более пористой или на ней легче печатать.

В общем, хватит, мы знаем, что вы действительно этого хотите, просто потому, что это круто, и вы хотите построить свою собственную плазменную пушку! О том, как это сделано…

Предупреждение: этот проект связан с опасным электричеством высокого напряжения!

Как это сделано

Инвертор высокого напряжения
Для преобразования низкого напряжения батареи в высокое напряжение для зарядки первичного конденсатора.

Эта часть плазменной пушки выполняет основное преобразование энергии путем подачи импульсов на высоковольтную катушку зажигания. Пульсирование катушки искры повысит напряжение от аккумулятора примерно до 20 кВ, которое используется для зарядки основного конденсатора. Этот конденсатор позже разряжается в первичной обмотке катушки Тесла для дальнейшего увеличения напряжения.

Для этого мы использовали модулятор импульсов мощности (PWM-OCXI), поскольку он очень прост в использовании и дает действительно мощный выход высокого напряжения от катушки зажигания.PWM-OCXI значительно мощнее, чем PWM-OC10A, который использовался в первоначальном проекте плазменной пушки, и, следовательно, значительно улучшает пропускную способность. Эта схема была установлена ​​в задней части кожуха аккумуляторной дрели, так что контрольные потенциометры и светодиоды были доступны сзади. Сбоку на буровой обсадной колонне был установлен небольшой переключатель, который можно было использовать для включения и выключения цепи. Это служит защитой для отключения питания плазменной пушки, когда она не используется.

Питание катушки зажигания подавалось непосредственно от аккумуляторной батареи через оригинальный пусковой выключатель на L-образный разъем на OCXI.При таком подключении контур управления и его охлаждающий вентилятор остаются активными между запусками плазменной пушки.

Необходимо добавить высоковольтный диод на выход катушки зажигания, чтобы можно было зарядить конденсатор. Для этого резиновый наконечник катушки зажигания был удален, а диод соединен с пружиной внутри наконечника. Затем наконечник был заполнен эпоксидной смолой, чтобы высокое напряжение не пробегало по корпусу диода. Это также помогает охлаждать диод, поглощая от него тепло.Катодная проволока остается выступающей из смолы, так что ее можно подключить к небольшой катушке индуктивности. Этот дроссель служит дросселем для защиты диода от высокочастотных токов в первичной цепи.

Контур первичного резервуара
Для хранения энергии в резонансном контуре для быстрого импульсного разряда.

Первичная цепь резервуара здесь состоит из высоковольтного конденсатора, искрового разрядника и катушки с проволокой (индуктора), известной как первичная катушка.Когда конденсатор зарядится до достаточно высокого напряжения, воздух между выводами искрового промежутка выйдет из строя с громким хлопком и яркой вспышкой. Во время этой очень короткой вспышки энергия в конденсаторе будет перемещаться в первичную катушку, а затем снова и снова обратно, примерно 1000000 раз в секунду! Эта частота 1 МГц определяется размерами конденсатора и катушки и известна как резонансная частота. Резонансную частоту этой комбинации конденсаторов индуктивности можно рассчитать следующим образом:

Резонансная частота первичной цепи

f = 1 / (2 x π x √ (L x C)) = 1000000 Гц

Где f = резонансная частота, L = индуктивность и C = емкость

Емкость конденсатора фиксирована, а индуктивность первичной катушки определяется ее размером и количеством витков провода, использованного для ее изготовления.

Используемый конденсатор был выбран для повышения эффективности по сравнению с керамическими конденсаторами, использованными в оригинальной плазменной пушке. Благодаря использованию качественного полипропиленового конденсатора с низким ESR и низким ESL потери в высокочастотном резонансном контуре значительно снижаются. Это означает больше потрясающих искр!

При выборе значений для компонентов необходимо учитывать ряд факторов. Некоторые факторы фиксированы, а другие могут быть изменены. В таблице ниже подробно описаны некоторые моменты, которые необходимо учитывать.

Параметр Банкноты
Физический размер Физические размеры были выбраны так, чтобы их можно было держать в руке, как пистолет. Этот предел размера означает, что вторичная катушка катушки Тесла должна иметь относительно мало витков или использовать очень тонкий провод, чтобы на форму могло поместиться больше витков. Блок питания будет ограничен из-за размера, поэтому важно выбрать мощную батарею.
Вторичная обмотка Конструкция этой катушки определяет резонансную частоту плазменной пушки своими руками и, следовательно, ограничивает ваши возможности для других частей в цепи. Тонкая проволока вызовет потери из-за сопротивления, тогда как более толстая проволока будет означать меньше витков и, следовательно, более высокую резонансную частоту.
Резонансная частота Ограничение размера означает, что резонансная частота будет относительно высокой. Такая высокая частота приведет к большим потерям и увеличению импеданса.Это также означает, что для обеспечения хорошего тока, протекающего в первичной цепи, необходимо большое первичное напряжение.
Первичный контур Первичный контур необходимо регулировать, чтобы его можно было настроить в соответствии с резонансной частотой вторичной катушки. Без надлежащей настройки плазменная пушка не даст хорошей искры на выходе.

Вторичная катушка
Саморезонансный контур, который увеличивает первичное напряжение, чтобы оно могло разряжаться в виде потоков плазмы.

При использовании провода 0,25 мм имеется разумное количество меди для проведения тока через катушку, но из-за небольшого размера на катушку можно поместить только 750. Без разрядного терминала (максимальная нагрузка) резонансная частота составляет около 1100 кГц. Такая высокая частота приводит к потерям, поэтому мы можем уменьшить эту частоту, добавив большую нагрузку. Используемый тороид снижает его до более разумных 900 кГц.

Из-за высоких электрических напряжений важно хорошо изолировать катушку несколькими слоями лака.Хотя это приводит к большим диэлектрическим потерям, это важно для предотвращения искр на поверхности катушки и для защиты обмоток.

Разрывной электрод
Для концентрации электрического разряда в определенном месте.

При использовании большой верхней нагрузки электрическое поле распространяется на большую площадь и не прерывается до дуги, пока напряжение не станет очень высоким. Хотя это выгодно для увеличения длины дуги, это также увеличивает вероятность обратного разряда дуги по направлению к катушкам.Точка прорыва создает локализованную область интенсивного электрического поля, которое будет более легко ионизировать воздух и оттеснить разряд от конца плазменной пушки.

Электрод снабжен трубкой, по которой газ может выходить из наконечника. Некоторые газы, такие как аргон или диоксид углерода, ионизируются легче, чем воздух. В ионизированном состоянии он будет обеспечивать проводящий путь, позволяя плазме распространяться дальше от катушки. Если в качестве газа использовать бутан, он воспламенится, а также будет проводить электрический ток.Одна из трудностей заключается в том, что по мере увеличения длины дуги уменьшается резонансная частота вторичной катушки, что приводит к ее уходу от резонансной частоты первичного контура.

Tuning
Точная настройка резонансных контуров для максимальной мощности.

В части катушки Тесла плазменной пушки есть два резонансных контура, которые должны быть настроены на одинаковую частоту. Если частоты не совпадают, передача энергии будет очень плохой, и ваша плазменная пушка будет не более чем шумным разрядником.Резонансная частота вторичной катушки в значительной степени фиксирована. Можно внести небольшие изменения, изменив размер верхней загрузки, но это не очень практично. Вместо этого проще выбрать первичный конденсатор, а затем отрегулировать количество витков первичной катушки, чтобы получить правильную резонансную частоту. Это можно сделать с помощью небольшого расчета, а затем методом проб и ошибок, но это может занять довольно много времени.

Для настройки плазменной пушки мы использовали генератор сигналов и осцилископ, но это можно сделать с помощью небольшой схемы, такой как тюнер Telsa Coil Tuner, хотя это непросто.Даже после настройки вы можете настроить количество витков вторичной катушки для достижения максимальной мощности. При настройке вторичной обмотки держите ее подальше от себя или других объектов, так как близость может изменить резонансную частоту.

После настройки вы также можете отрегулировать модулятор импульсов мощности так, чтобы получить хороший резонансный заряд конденсатора. На определенных частотах система будет более эффективной. O Если медленно корректировать частоту во время работы, можно найти наилучшую настройку.При регулировке скорость зажигания искрового промежутка наблюдается до тех пор, пока не будет найдена настройка, при которой достигается максимальная скорость зажигания.

,

Самодельная высокоскоростная вспышка

В этом домашнем проекте используется система высокого напряжения для создания очень яркой и короткой вспышки света, которая идеально подходит для высокоскоростной фотографии. Стандартные вспышки будут освещать объект в течение относительно долгого времени, что создаст размытость при фотографировании высокоскоростных событий, таких как удары пули или взрывающиеся объекты.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: В этом проекте используются большие высоковольтные конденсаторы. Это очень-очень опасно! Одна маленькая ошибка могла убить мгновенно.Только опытные инженеры по высоковольтному оборудованию должны пробовать этот проект.

Используя эту самодельную высокоскоростную вспышку, можно создать очень короткую вспышку света, достаточно яркую, чтобы позволить вам снимать высокоскоростные события с помощью обычной зеркальной или зеркальной камеры.

ДОСТУПНЫЕ ЧАСТИ: Ниже вы можете найти ссылки для покупки основных частей для этого проекта

Драйвер катушки зажигания или усовершенствованный драйвер катушки Импульсные конденсаторы высокого напряжения Высоковольтные диоды (30 кВ, 100 мА) HV Spark Coil (катушка зажигания)

Как это работает

Вспышка света возникает в результате электрического пробоя обычного воздуха при атмосферном давлении.Когда достаточно большой конденсатор разряжается через воздушный зазор, интенсивный ток на короткое время генерирует всплеск электромагнитного излучения, охватывающий широкий спектр. Оптическая часть этого спектра видна как белая вспышка света, как и в случае разряда молнии.

В схеме используются два высоковольтных инвертора, которые преобразуют 12 В постоянного тока примерно в 20 кВ. Один инвертор используется для зарядки большого высоковольтного конденсатора, который будет использоваться для разряда энергии в виде вспышки света. Вторая схема инвертора используется для создания короткого импульса высокого напряжения, который по запросу запускает разрядку основной вспышки.

Цепь зарядки и запуска

Первичный инвертор состоит из схемы широтно-импульсного модулятора мощности, которая используется в качестве драйвера катушки зажигания для питания небольшой высоковольтной искровой катушки. Выход катушки зажигания подается через высоковольтный диод и небольшую катушку индуктивности, так что он может заряжать батарею больших высоковольтных импульсных конденсаторов. Клеммы конденсатора подключены к паре электродов, расстояние между которыми немного больше, чем искра может нормально прыгнуть, когда конденсатор полностью заряжен.

Вторая цепь инвертора используется для кратковременной ионизации воздуха вокруг двух основных электродов, что позволяет конденсатору разрядиться. Другая схема широтно-импульсного модулятора мощности настроена для управления катушкой зажигания всякий раз, когда она активируется кнопкой или датчиком. Выход катушки зажигания напрямую подключен к проводу, который размещен возле основных электродов.

При срабатывании вспышки конденсаторы могут быть разряжены не полностью. Между выводами конденсатора можно установить что-то, известное как резистор утечки.Этот резистор будет медленно разряжать конденсатор, когда он не используется. Сопротивление должно быть очень высоким; Для этого должно подойти что-то вроде 100 МОм.

Высокоскоростная вспышка

Высокоскоростная импульсная лампа состоит из двух основных электродов на внешней стороне небольшой стеклянной трубки, а также третьего электрода внутри стеклянной трубки, так что он изолирован от остальных.

Основные электроды изготавливаются путем наматывания проволоки на внешнюю часть трубки. Используемый провод должен быть достаточно толстым, чтобы выдерживать большой ток и высокую температуру разряда конденсаторной батареи.Вы также можете использовать что-нибудь еще для электродов, например пару шайб или гаек.


Кабели от электродов необходимо закрепить так, чтобы они отходили от центральной трубки и не приближались друг к другу или к чему-либо еще. Они должны быть хорошо изолированы, особенно когда они находятся вне трубы. Мы использовали силиконовый кабель для подачи питания непосредственно от конденсатора к электродам, а затем добавили дополнительную изоляцию, пропустив кабель через трубку из ПВХ. Эта изоляция могла предотвратить любой случайный разряд между высоковольтными кабелями во время использования, но ее нельзя рассматривать как безопасную при обращении с ней под напряжением.

Третий электрод представляет собой кусок стандартной сплошной проволоки с оголенным на конце. Длина неизолированного провода должна быть примерно равна длине зазора между основными электродами. Этот провод вставлен в небольшую стеклянную трубку так, чтобы оголенный участок находился между двумя основными электродами. Другой конец провода выходит из трубки и подключается непосредственно к катушке зажигания. Может оказаться весьма полезным установить высокоскоростную импульсную лампу непосредственно на конце высоковольтной катушки, чтобы не было необходимости в другом большом изолированном высоковольтном кабеле.

Использование схемы

Перед построением схемы важно ознакомиться со схемами ШИМ, используемыми для драйверов катушек зажигания. Настройка рабочего режима будет определять напряжение заряда и скорость заряда. Установка слишком большого значения приведет к перегреву цепи или повреждению компонентов.

Схема должна питаться от источника питания 12 В, способного выдавать не менее 3 А. Ознакомьтесь с нашими примечаниями по поводу источников питания, так как есть советы, которые могут помочь улучшить производительность.Эта схема представляет собой цепь высокого напряжения, поэтому соединение GND должно быть заземлено соответствующим образом. Если используется источник питания, работающий от сети, например, лабораторный блок питания, это заземление, скорее всего, будет встроенным.

На диаграмме выше показано мгновенное нажатие на переключатели, используемые для зарядки и включения цепи. Чтобы зарядить вспышку, удерживайте переключатель «зарядка» в течение нескольких секунд. Точное необходимое время будет зависеть от количества используемых конденсаторов и продолжительности включения ШИМ. Не существует встроенного метода, позволяющего определить, заряжена ли конденсаторная батарея, поэтому все зависит от опыта пользователя с системой.Чтобы сработать высокоскоростную вспышку, просто нужно кратковременно нажать переключатель «огонь». Вместо кнопочного переключателя можно добавить датчик для включения вспышки. Датчик просто должен быть подключен так, чтобы он отключал соединение INT триггера PWM, когда требуется вспышка.

ОПАСНОСТЬ: Волны давления от разрядной вспышки могут привести к поломке стеклянных трубок. Трубка также должна быть помещена в прочный пластиковый корпус с отражателем, чтобы направлять свет и улавливать любое летящее стекло.

При использовании системы очень важно иметь свободную от помех рабочую зону и тщательно готовиться к фотографиям. Это повысит безопасность, а также увеличит шансы получить хорошее изображение. Импульсная лампа и конденсаторы должны быть надежно закреплены на месте и установлены таким образом, чтобы никто не мог случайно коснуться или подойти слишком близко к токоведущим частям.

Чтобы получить высокоскоростные фотографии с помощью обычной камеры, затвор камеры должен оставаться открытым, чтобы изображение было экспонировано только тогда, когда вспышка освещает объект.Большинство цифровых зеркальных фотоаппаратов имеют настройку «лампы накаливания», которая позволяет держать затвор открытым столько, сколько необходимо. Конечно, важно, чтобы при выполнении такой высокоскоростной фотосъемки своими руками в комнате было полностью темно (за исключением вспышки), а затвор камеры открыт.

Короткая яркая вспышка трубки при срабатывании будет очень яркой, и ее нельзя смотреть прямо. Также может быть полезно надеть солнцезащитные очки, если объект будет виден при включении вспышки.

ПОМНИТЕ: Этот проект включает высокого напряжения , сильноточных электрических разрядов, потенциально взрывающихся стеклянных осколков, осколков, громких ударов , ярких вспышек и должны работать в темноте ! ОЧЕНЬ опасно! Этот проект предназначен для образовательных целей, мы не рекомендуем вам пытаться воспроизвести этот проект.Вы несете полную ответственность за то, как вы используете информацию, представленную на этом веб-сайте.

,

Смотрите также