Didelio kondensatoriaus kibirkšties demonstracija - 170 V nuolatinės srovės įkroviklis: 5 žingsniai

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:58

Šis projektas skirtas parodyti, kas yra kondensatorius, ir patraukti auditorijos dėmesį. Šis prietaisas konvertuoja 120 V kintamąją, kad įkrautų didelį kondensatorių į 170 V nuolatinę srovę, ir leidžia saugiai jį iškrauti, sukeldamas didelę kibirkštį ir garsų triukšmą. Kaitinamoji lemputė veikia kaip rezistorius ir įkrovos indikatorius. Yra perjungiama minkšto paleidimo funkcija, kuri riboja srovę įkraunant kondensatorių.

****** Įspėjimas ******

Šis projektas naudoja sienos energiją, kuri gali būti mirtina, jei netinkamai tvarkoma. Nebandykite šio projekto, jei neturite išankstinės patirties elektronikos srityje. Turi būti naudojamos tinkamos saugos procedūros ir apsauginės priemonės

********************************************

Prekės

- 3300uF kondensatorius, skirtas mažiausiai 170 V įtampai

- Visas tilto lygintuvas

-Mygtukas

-Perjungti

- 25W kaitrinė lemputė

- lemputės lizdas

-16 skersmens viela

-Sieninis kištuko laidas

-stora kieta varinė viela

-Bananų kištukinės jungtys

-Maži varžtai

-litavimo įranga ir reikmenys

-Gręžtuvai ir grąžtai

1 žingsnis: grandinė

Šis įkroviklis naudoja paprastą viso tilto lygintuvo (FBR) grandinę su jungikliais, kad valdytų kondensatoriaus maitinimą. Schemoje pavaizduoti 4 diodai FBR konfigūracijoje; kai aš sukūriau grandinę, aš juos pakeičiau FBR mikroschema. Aš naudoju perjungimo mygtuką kaip maitinimo jungiklį ir atverčiamą jungiklį kaip minkšto paleidimo jungiklį.

Kaip tai veikia

FBR paima 60 Hz 120 V sinusinę bangą nuo sienos ir paverčia ją teigiamomis kupromis, kurios pasiekia 170 V įtampą. Jei gyvenate kažkur su kitokia sienelės maitinimo įtampa, įkroviklis išves skirtingą įtampą. Pavyzdžiui, 240 V kintamosios srovės elektros srovė būtų paversta į 340 V nuolatinę srovę. Jei bandysite įgyvendinti šį projektą, turite atsižvelgti į elektros energijos tiekimo įtampą namuose ir įsitikinti, kad pasirinktos sudedamosios dalys atitinka jūsų nustatytos įtampos ir galios parametrus.

Paspaudus maitinimo mygtuką, kondensatorius pradeda krautis iki 170 V įtampos piko. Minkšto paleidimo funkcija riboja srovės srautą į kondensatorių. Tai visiškai PASIRENKAMA. Kai jungiklis atidarytas, visa srovė teka per 220 omų rezistorių ir labai sumažėja. Kai jungiklis uždarytas, srovė teka aplink rezistorių ir per jungiklį, kuris padidina srovę ir įkrovimo greitį. Kaitinamoji lemputė veikia kaip rezistorius, kuris riboja srovę ir rodo įkrovą (~ 40 omų). Įjungus maitinimą, lemputė užsidegs ir pradės blyškėti. Kondensatorius beveik visiškai įkrautas, kai lemputė visiškai užges. Kai lemputė užges, perjungiu minkšto paleidimo jungiklį į uždarą padėtį, kad greičiau įkraučiau kondensatorių. Grafike galite pamatyti po 1 sekundės, kai maitinimo jungiklis pasukamas ir dangtelis pradeda krautis. Po 5 sekundžių minkšto paleidimo jungiklis uždaromas ir dangtelis pradeda įkrauti greičiau. Įkrovimas baigtas maždaug po 10 sekundžių.

2 žingsnis: 3D modelis

Kondensatoriaus įkroviklį ir patį kondensatorių modeliavau naudojant „Fusion 360“. Tada atvaizdavau jį iš viršaus ir iš apačios. Įkėliau ir atspausdinau.stl failus.

3 žingsnis: 3D spausdinimas ir litavimas

3D spausdinimas

Viskam 3D spausdinti naudojau „Chroma Strand PETg“ir „Lulzbot Taz 6“. Iš pradžių bandžiau spausdinti naudojant PLA, bet tai pasirodė ne itin gerai. Jūsų rida gali skirtis. Prieš litavimą 3D spausdinkite bent dėžutę.

Pastabos dėl schemos ir litavimo

Diagramoje esantys impulsų šaltiniai yra skirti tik modeliavimui, todėl, sumontuodami grandinę, apsimeskite, kad jų nėra. Visas tilto lygintuvas schemoje yra modeliuojamas naudojant keturis diodus, jei naudojate atsargų sąraše esančią dalį, galite tiesiog lituoti sieninį kištuko laidą tiesiai prie lusto kintamosios srovės įvesties, o teigiami/neigiami laidai parodo atitinkamus komponentus diagramoje.

***** ĮSPĖJIMAS ****** Niekada nelituokite to, kas įkišta į sieną. Prieš įjungdami bet ką, visada izoliuokite lydmetalio jungtis susitraukiančiu vamzdeliu arba elektros juosta. Dirbdami su elektros srove, visada mūvėkite izoliacines pirštines ir akių apsaugą

Litavimo žingsniai

1. Lituokite bananų kištukines jungtis, kurių neigiama pusė eina į neigiamą jūsų lygintuvo išėjimą, o teigiama - į minkšto paleidimo jungiklį ir 220 omų rezistorių, kaip parodyta schemoje.
2. Gręžkite pakankamai didelę skylę, kad išleidimo laidai eitų per dėžę. Aš nusprendžiau įdėti savo ant abiejų kondensatoriaus lizdo pusių.
3. Įdėkite išleidimo laidus per dėžę ir lydykite galus lygiagrečiai kondensatoriaus įkrovimo laidams (bananų kištukai).
4. Lituokite 220 omų rezistorių ir minkšto paleidimo jungiklį (lygiagrečiai) prie lemputės lizdo.
5. Lituokite kitą lemputės lizdo pusę prie vieno maitinimo jungiklio galo.
6. Kitą maitinimo jungiklio galą prilituokite prie teigiamos lygintuvo pusės.
7. Galiausiai lituokite lygintuvo kintamosios srovės įvestį prie maitinimo laido. Pirmiausia perkiškite maitinimo laidą per skylę dėžutės gale.

Grandinės bandymas

**** Dėvėkite pirštines ir akių apsaugą. Žiūrovai turėtų stovėti mažiausiai 6 pėdų atstumu *****

1. Įsitikinkite, kad maitinimo jungiklis yra išjungtas, įkiškite bananų kištukus į kondensatorių, atsargiai laikydamiesi poliškumo.
2. Pasukite minkšto paleidimo jungiklį į atvirą padėtį.
3. Prijunkite įkroviklį prie sienos.
4. Paspauskite maitinimo mygtuką. Šviesa turėtų įsijungti ir pradėti blėsti. Palaukite apie 5 sekundes
5. Pasukite minkšto paleidimo jungiklį į uždarą padėtį. Šviesa turėtų išsijungti po sekundės ar dviejų. Palaukite dar 5 sekundes.
6. Dar kartą paspauskite maitinimo mygtuką (išjungta padėtis). Palieskite laidų išleidimą kartu.
7. Jei pasigirsta didelis kibirkštis ir kibirkštis, tai veikia

4 žingsnis: Surinkimas

Kai viskas bus atspausdinta, turime integruoti grandinę į konteinerį. Žiūrėkite pažymėtą skerspjūvio vaizdą.

1. Nukreipkite bananų kondensatorių jungtis per dėžutės tunelį į apvalią kondensatoriaus angą.
2. Išstumkite bananų kištukus per vielos laikiklio skyles. Priklausomai nuo montavimo, gali tekti naudoti klijus arba praplėsti gręžtuvą.
3. Įstumkite laido laikiklį į kondensatoriaus angą. Vielos laikiklio dalies išpjova turi būti nukreipta į dėžutės tunelį
4. Gręžtuvu gręžkite bandomąsias skylutes iš apvalios kondensatoriaus angos išorės į vielos laikiklį. Įkiškite varžtą per kondensatoriaus angos išorę į laido laikiklį. Tai laikys laido laikiklį žemyn.
5. Paspauskite lemputės lizdą ir maitinimo mygtuką per atitinkamas skyles dangtelyje.
6. Jei naudojate minkšto paleidimo funkciją, gręžkite skylę per dėžutės galą ir paspauskite per ją jungiklį.
7. Įdėkite kondensatorių į kondensatoriaus angą/angą. Įsitikinkite, kad kondensatoriaus poliškumas atitinka įkrovimo laidų poliškumą.
8. Naudodami žymeklį pažymėkite kondensatoriaus vietą, kuri sutampa su kondensatoriaus angos grioveliu.
9. Nuimkite kondensatorių ir įstumkite kondensatoriaus įvorę ant kondensatoriaus, o rankenėlė yra pažymėta ant žymos ant kondensatoriaus.
10. Iš naujo įdėkite kondensatorių į angą, kad patikrintumėte išlygiavimą. Bananų kištukai turi sutapti su kondensatoriaus švino skylėmis.

5 žingsnis: sukurkite kibirkštis

Prie išleidimo laido galite įdėti į alkoholį įmirkytą vatos gabalėlį, kad padidintumėte „wow“faktorių.