Spark-demo met grote condensator - 170V DC-oplader - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dit project is bedoeld om te demonstreren wat een condensator is en de aandacht van een publiek te trekken. Dit apparaat zet 120V AC om om een grote condensator op te laden naar 170V DC en stelt u in staat deze op een veilige manier te ontladen, waarbij een grote vonk en hard geluid wordt geproduceerd. De gloeilamp fungeert als weerstand en laadindicator. Er is een omschakelbare softstart-functie om de stroom te beperken bij het opladen van de condensator.

******Waarschuwing******

Dit project maakt gebruik van muurkracht die dodelijk kan zijn als er verkeerd mee wordt omgegaan. Probeer dit project niet tenzij u eerdere elektronica-ervaring hebt. De juiste veiligheidsprocedures en beschermende uitrusting moeten worden gebruikt

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

Benodigdheden

- 3300uF condensator geschikt voor minimaal 170V

- Volledige bruggelijkrichter

-Knop

-Schakelaar

- 25W gloeilamp

- Lampfitting

-16 gauge gevlochten draad

-Wandstekker snoer

-Dikke massieve koperdraad

- Banaanstekkers

-Kleine schroeven

-Soldeerapparatuur en benodigdheden

-Boor en boren

Stap 1: Het circuit

Deze lader maakt gebruik van een eenvoudig circuit met volledige bruggelijkrichter (FBR) met schakelaars om de stroom naar de condensator te regelen. Het schema toont 4 diodes in een FBR-configuratie; toen ik het circuit bouwde, verving ik ze door een FBR-chip. Ik gebruikte een tuimelknop als de aan / uit-schakelaar en een flip-schakelaar als de softstart-schakelaar.

Hoe het werkt

De FBR haalt de 60Hz 120V sinusgolf van de muur en zet deze om in positieve bulten die pieken op 170V. Als je ergens woont met een andere voedingsspanning, zal de oplader een andere spanning afgeven. 240V AC-wandstroom zou bijvoorbeeld worden omgezet in 340V DC. Als u dit project probeert, moet u rekening houden met de spanning van het stopcontact in uw huis en ervoor zorgen dat de componenten die u kiest geschikt zijn voor de spannings- en vermogensparameters van uw installatie.

Wanneer de aan / uit-knop wordt ingedrukt, begint de condensator op te laden tot de spanningspiek van 170V. De softstart-functie beperkt de stroomtoevoer naar de condensator. Dit is volledig OPTIONEEL. Wanneer de schakelaar open is, vloeit alle stroom door de 220 ohm weerstand en wordt sterk verminderd. Wanneer de schakelaar gesloten is, vloeit de stroom rond de weerstand en door de schakelaar, wat de stroom en laadsnelheid verhoogt. De gloeilamp werkt als een weerstand om de stroom te beperken en de lading aan te geven (~ 40 ohm). Wanneer de stroom is ingeschakeld, gaat de lamp branden en begint te dimmen. De condensator is bijna volledig opgeladen wanneer de lamp volledig uitgaat. Nadat de lamp uitgaat, draai ik de softstart-schakelaar naar de gesloten positie om de condensator sneller op te laden. In de grafiek kunt u zien dat na 1s de aan/uit-schakelaar wordt omgedraaid en de dop begint op te laden. Na 5 seconden wordt de softstart-schakelaar gesloten en begint de dop sneller op te laden. Het is klaar met opladen na ongeveer 10 seconden.

Stap 2: Het 3D-model

Ik heb Fusion 360 gebruikt om de condensatoroplader en de condensator zelf te modelleren. Ik heb het vervolgens in een boven- en onderaanzicht weergegeven. Ik heb de.stl-bestanden geüpload die u kunt downloaden en afdrukken.

Stap 3: 3D printen en solderen

3d printen

Ik gebruikte Chroma Strand PETg en een Lulzbot Taz 6 om alles in 3D te printen. Ik heb eerst geprobeerd te printen met PLA, maar dat ging niet zo goed. Uw kilometerstand kan variëren. 3D print in ieder geval de doos voor het solderen.

Opmerkingen over het schema en het solderen:

De pulsbronnen in het diagram zijn alleen voor simulatiedoeleinden, dus doe alsof ze er niet zijn wanneer u het circuit in elkaar zet. De volledige bruggelijkrichter in het schema is gemodelleerd met behulp van vier diodes, als u het onderdeel in de lijst met benodigdheden gebruikt, kunt u het stekkersnoer rechtstreeks op de AC-ingang van de chip solderen en de positieve/negatieve draden naar hun respectievelijke getoonde componenten in het schema.

*****WAARSCHUWING****** Soldeer nooit iets dat op de muur is aangesloten. Isoleer soldeerverbindingen altijd met krimpkous of isolatietape voordat u iets inschakelt. Draag altijd isolerende handschoenen en oogbescherming bij het hanteren van wandstroom

Soldeerstappen

1. Soldeer de banaanstekkers met de negatieve kant naar de negatieve uitgang van je gelijkrichter en de positieve naar de softstart-schakelaar en 220 ohm weerstand, zoals weergegeven in het schema.
2. Boor een gat dat groot genoeg is om uw afvoerleidingen door de doos te laten gaan. Ik koos ervoor om de mijne aan weerszijden van de condensatorsleuf te plaatsen.
3. Steek de ontlaadkabels door de doos en soldeer de uiteinden parallel aan de condensatorlaadkabels (banaanstekkers).
4. Soldeer de 220 ohm weerstand en softstart schakelaar (parallel) aan de lampfitting.
5. Soldeer de andere kant van de lampfitting aan het ene uiteinde van de aan / uit-schakelaar.
6. Soldeer het andere uiteinde van de stroomschakelaar aan de positieve kant van de gelijkrichter.
7. Soldeer tot slot de AC-ingang van uw gelijkrichter aan het netsnoer. Steek eerst het netsnoer door het gat aan de achterkant van de doos.

Het circuit testen

****Draag handschoenen en oogbescherming. Toeschouwers moeten minstens 1,8 meter afstand houden*****

1. Zorg ervoor dat de aan/uit-schakelaar uit staat, steek de banaanstekkers in de condensator en let op de polariteit.
2. Zet de softstart-schakelaar in de open stand.
3. Steek de oplader in de muur.
4. Druk op de aan knop. Het licht moet aan gaan en beginnen te dimmen. Wacht ongeveer 5 seconden
5. Zet de softstart-schakelaar in de gesloten stand. Het licht moet na een seconde of twee uitgaan. Wacht nog eens 5 seconden.
6. Druk nogmaals op de aan/uit-knop (uit-stand). Raak de afvoer van de draden samen aan.
7. Als er een luide knal en vonk is, werkt het

Stap 4: Montage

Zodra alles is afgedrukt, moeten we het circuit in de container integreren. Zie gelabelde doorsnede afbeelding.

1. Leid de connectoren van de bananencondensatoren door de doostunnel naar het ronde condensatorgat.
2. Duw de banaanstekkers door de gaten in de draadhouder. Afhankelijk van de montage kan het nodig zijn om lijm te gebruiken of de gaten te verbreden met een boor.
3. Schuif de draadhouder in het condensatorgat. De inkeping op het draadhoudergedeelte moet in de richting van de doostunnel zijn gericht
4. Boor geleidegaten met een boor vanaf de buitenkant van het ronde condensatorgat in de draadhouder. Steek een schroef door de buitenkant van het condensatorgat in de draadhouder. Dit houdt de draadhouder naar beneden.
5. Druk de lampfitting en de aan/uit-knop door hun respectievelijke gaten in het deksel.
6. Als u de softstart-functie gebruikt, boort u een gat door de achterkant van de doos en drukt u de schakelaar erdoorheen.
7. Plaats de condensator in het condensatorgat/de sleuf. Zorg ervoor dat u de polariteit van de condensator afstemt op de polariteit van de laadkabels.
8. Markeer met een stift de plek op de condensator die op één lijn ligt met de groef van het condensatorgat.
9. Verwijder de condensator en schuif de condensatorhuls op de condensator met de knop uitgelijnd met de markering op de condensator.
10. Plaats de condensator opnieuw in de sleuf om de uitlijning te controleren. De banaanstekkers moeten op één lijn liggen met de loodgaten in de condensator.

Stap 5: Maak vonken

U kunt een in alcohol gedrenkt stuk wattenbolletje op de afvoerleiding plaatsen voor een extra wow-factor.