Делаем простой тесла генератор, катушка теслы своими руками. Генератор Тесла – идеальный источник энергии Практическая реализация проектов

Установка рабочей частоты интегральным таймером - это легко и практично. В данной схеме 555 таймер включен по стандартной схеме включения. В ней используется два резистора и конденсатор для установки частоты и один тока ограничительный резистор, его оптимальное значение надо подобрать экспериментально. Я использовал R1 - 1K, R2 - 2.2K, и С - 10nF. С такими значениями элементов схема запустилась на частоте около 27 кГц.

Тип транзистора не является критическими может быть заменён на аналогичный или лучше. Вот Технические данные BD243C для сравнения:
Биполярный NPN транзистор: BD243C
Корпус: TO220
Максимальный ток коллектора: 6А
Максимальная суммарная мощность: 65 Вт
Максимальная частота: 3МГц
HFE: 30 на 300 мА (минимальное значение)

На печатной плате проще разместить компоненты более надежно и компактно. Проводники желательно рисовать толще, с запасом по току.

Не забудьте установить транзистор на радиатор. Небольшой алюминиевой пластины будет достаточно. Помните, что коллектор транзистора также контактирует с радиатором, поэтому не допустите замыкания.

Первичная обмотка состоит из 7 витков медной проволоки. Это оптимальное кол-во витков для работы на частоте 27 кГц.

Сначала запустите схему от напряжения 6В. Если она работает без перегрева, можете запустить её от 12В.

Так как световая чувствительность камеры отличается от наших глаз, цвет дуги на фотографии неверен. Мне удалось сделать его более естественными, регулируя время постановки. Вот три дуги голубоватого фиолетового цвета.

Мои эксперименты показали, что температура дуги очень высока, так как это плазма. Эта дуга будет жечь все, что вы поднесёте к ней кроме металлов. Вы должны быть очень осторожны.

Список радиоэлементов

За основу катушки была взята автогенераторная схема качера Бровина, главным достоинством которой является феноменальная простота конструкции, являясь чуть-ли не самым простым HV устройством.

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

— При подаче питания из сети ток проходит через дроссель, выпрямляется диодом и конденсатором и доходит до транзистора;

— При открытии транзистора ток идет через первичную обмотку катушки, вызывая, в свою очередь колебания во вторичной обмотке. При появлении импульса во вторичной обмотке происходит пробой на землю (стример), транзистор закрывается и все начинается сначала;

— Резисторы R1 и R2 подбираются таким образом, чтобы транзистор находился на пороге открывания;

— Два стабилитрона, включенных навстречу друг другу обеспечивают защиту затвора транзистора от высокого напряжения и заодно обеспечивают путь току вторичной обмотки в землю;

На стоке транзистора присутствуют очень большие выбросы по напряжению, появляющиеся после закрытия транзистора, т.к. первичка, как и любая индуктивность, продолжает поддерживать ток через нее. Току деваться некуда и он заряжает емкость сток-исток до очень большого напряжения. Для ограничения тока через транзистор установлен дроссель от ЛДС.

При превышении напряжения MOSFET-транзисторы начинают работать как стабилитроны — пробиваются, но не повреждаются, однако начинают греться на всю непотребленную мощность (т.е. мощность на мощность пропускаемую дросселем, минус мощность стримера).

Для уменьшения нагрева транзистора необходимо исключить его работу в линейном режиме, что достигается путем применения специализированного драйвера, либо комплиментарной пары. В качестве драйвера в схему добавлен прерыватель на 555-таймере, управляющим затвором другого транзистора, выполняющим функцию ключа и своим открытием-закрытием обеспечивающим принудительное возникновение импульсов.

файл в формате.pdf

Даташит:

Компоненты:

1. Q1, Q2 — IRFP 460A;
2. R1 — 1K;
3. R2 -10K;
4. R3, R5, R6 — 50K;
5. R4 — 1K;
6. R7 — 100 Ом;
7. D1, D2 — 1,5KE12A, хотя у меня лучше работала катушка с no name стеклянными стабилитронами на 12В.;
8. D3 — MUR460;
9. FU1 и 2 — ставил из того что было в наличии, на 8А;
10. BR1 — диодный мост 10А;
11. BR2 — диодный мост 1А;
12. TR1 — трансформатор 220/9, либо вместо него и BR2 использовать готовый блок питания на 12В/1A;
13. C1 — 1uF x 600V;
14. C2 — можно использовать любой электролит от 100 до 1000uF и напряжением 400-500V;
15. C3 — 100 nF 50V;
16. C4 — 4,7 uF 35V;
17. L1 — дроссель от ламп дневного света, мощностью 36 W, можно поставить два в параллель;
18. PRIMARY — первичная катушка;
19. SECONDARY — вторичная катушка.

ПРЕРЫВАТЕЛЬ:

Сделан на широкодоступном и дешевом 555-таймере и представляет собой ШИМ-генератор с регулируемой частотой и скважностью.

Формула для расчета частоты:

ПЕРВИЧНАЯ И ВТОРИЧНАЯ КАТУШКИ:

Были опробованы несколько вариантов катушек, итак, вариант первый: первичка — 4-6 витков проводом 4 квадрата, диаметр намотки 9см., вторичка — 800 витков проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,22 мм. намотана на серой сантехнической трубе диаметром 50мм., высота намотки получилась около 20 см. В качестве тороида использовались различные приспособления, такие как пустая металлическая банка 0,5 из под напитка (какой Вы поняли;-)), верхняя металлическая крышка от коробки из под печенья, а также елочный шар обклееный алюминиевым скотчем, но лучшим оказался тороид сделанный из проволоки 1,5 мм2, намотанного спиралью и спаянного концами.

Вариант второй: первичка 3-5 витков проводом 4 мм2, диамертр 4 см. в основании, намотана конусом, вторичка — проводом ПЭТВ2 диаметром 0,3 мм., моталась на полипропиленовую трубу для горячей воды (со стеклопластиковым армированием) диаметром 25 мм., сколько витков не помню, но высота намотки 10 см. (в принципе легко посчитать). В качестве тора взял старый CD и обклеил алюминиевым скотчем, оказалось вполне достаточно.

ВЫВОДЫ И НЮАНСЫ:

Для первых экспериментов с HV-девайсами получилось по-моему не плохо, а главное появилось желание сделать что-то более продвинутое.

Из нюансов; лично мне больше понравилась работа катушки не от диодного моста, а от одного диода;

— перед включением гаджета в сеть ОБЯЗАТЕЛЬНО наденьте на крутилки потенциометров (переменных резисторов) НЕ токопроводные ручки (колпачки), так как устройство гальванически не развязано с сетью и на них присутствует половина потенциала (т.е. бьется током);

— при подключении дросселей обратите внимание на правильность соединения, на верхней крышке дросселя есть схема подключения;

— если транзисторы будете крепить на один радиатор, то обязательно класть под них токоНЕпроводящие прокладки, иначе будет КЗ, т.к. их коллектор (сток) выведен на заднюю (металлическую) площадку предназначенную для увеличения контакта и отвода тепла от транзистора. Либо, как в советском лозунге, каждому транзистору — свой радиатор.

— мелкая катушка получилась сильно высокочастотной (около 5 МГц), и при работе, на расстоянии около метра от нее начинал глючить экран телефона. На рассоянии около 3-х метров у ноутбука отваливалась вафля, так что будьте осторожны.

Ну и на последок небольшое видео работы одной из катушек.

Если есть какие-то вопросы, пишите в комментариях , либо на .

Просмотры: 2 395

Сегодня я собираюсь показать вам, как я построить простую катушку Тесла! Вы могли видеть такую катушку в каком то магическом шоу или телевизионном фильме. Если мы будем игнорировать мистическую составляющую вокруг катушки Тесла, это просто высоковольтный резонансный трансформатор который работает без сердечника. Так, чтобы не заскучать от скачка теории давайте перейдем к практике.

Схема данного устройства очень простая - показана на рисунке.

Для создания нам нужны следующие компоненты:

Источник питания, 9-21V , это может быть любой блок питания

Маленький радиатор

Транзистор 13009 или 13007, или почти любые транзисторы NPN с аналогичными параметрами

Переменный резистор 50kohm

180Ohm резистор

Катушка с проводом 0,1-0,3, я использовал 0.19mm, около 200 метров.

Для намотки нужен каркас, это может быть любой диэлектический материал - цилиндр примерно 5 см и длиной 20 см. В моем случае это часть 1-1 / 2 дюйма ПВХ трубы из строительного магазина.

Начнем с самой сложной части - вторичной обмотки. Он имеет 500-1500 мотков катушки, мой около 1000 оборотов. Закрепить начало провода с выводом и начать наматывать основной слой - для ускорения процесса можно это делать шуруповертом.Так же желательно вспрыснуть уже намотаную катушку лаком.

Первичная катушка намного проще, я положил бумажную ленту липкой стороной наружу, в случае, чтобы сохранить способность передвигать позицию и намотайте ее на 10 витков провода.

Вся схема собрана на макетной плате. Будьте осторожны при пайке переменного резистора! 9/10 катушки не работает из-за неправильно припаянного резистора. Подключение первичных и вторичных обмоток тоже не легкий процесс, т.к изоляция последних имеет специальное покрытие, которое должно быть зачищено перед пайкой.

Таким образом, мы сделали катушку Теслы. Перед тем, как включить питание в первый раз, поместите переменный резистор в среднем положении и поставите лампочку вблизи катушки, и тогда вы сможете увидеть эффект беспроводной передачи энергии. Включите питание, и медленно поворачивайте переменный резистор. Это довольно слабая катушка, но каким-либо образом бытдьте осторожны и не размещайте рядом электронные устройства: такие как сотовые телефоны, компьютеры и т.д. с рабочей зоной катушки.

Спасибо за внимание

Так же не забываем о экономии при покупке товаров на Алиєкспресс с помощью кэшбэка

Для веб администраторов и владельцев пабликов главная страница ePN

Для пользователей покупающих на Алиэкспресс с быстрым выводом % главная страница ePN Cashback

Удобный плагин кэшбеэка браузерный плагин ePN Cashback

1. Управляем маленькими моторчиками

Управление маленьким двигателем может быть может осуществляться довольно просто. Если двигатель достаточно маленький, он может быть непосредственно соединен с выводом Arduino, и просто изменяя уровень управляющего сигнала от логической единицы до нуля будем контролировать моторчик. Этот проект раскроет вам основную логику в управлении электродвигателем; однако, это не является стандартным способом подключения двигателей к Arduino. Мы рекомендуем, вам изучить данный способ, а затем перейти на следующую ступень - заняться управлением двигателями при помощи транзисторов.

Подключим миниатюрный вибромоторчик к нашему Arduino.

Средство разработки Arduino IDE имеет возможность подключать различные библиотеки через менеджер библиотек, а так же скачанные из интернета в виде ZIP архива или директорий с файлами. Мы рассмотрим различные способы добавления / скачивания библиотек Arduino, которые упрощают жизнь разработчикам программ. Вы можете воспользоваться некоторыми встроенными возможностями добавления библиотек:

Этот станок спроектирован так, чтобы сделать лазерную гравировку на древесине и непрозрачном пластике, имея Arduino и GRBL в качестве основы автоматизации машиного кода. Станок имеет 2 оси движения, и этого достаточно для наших задач. Это только оси X и Y, которые перемещают лазер мощностью 1 Вт 445 нм. В этой статье вы найдете все нужные материалы и ссылки для создания такого лазерного монстра)

DS18B20 - это цифровой датчик температуры. Датчик очень прост в использовании. Во-первых, он цифровой, а во вторых - у него всего лишь один контакт, с которого мы получаем полезный сигнал. То есть, вы можете подключить к одному Arduino одновременно огромное количество этих сенсоров. Пинов будет более чем достаточно. Мало того, вы даже можете подключить несколько сенсоров к одному пину на Arduino! Но обо всем по порядку.

И вот, наконец, дошли руки. После сборок мелких катушек решил замахнуться на новую схему, более серьезную и сложную в настройке и работе. Перейдем от слов к делу. Полная схема выглядит так:

Работает по принципу автогенератора. Прерыватель пинает драйвер UCC27425 и начинается процесс. Драйвер подает импульс на GDT (Gate Drive Transformator - дословно: трансформатор, управляющий затворами) с GDT идут 2 вторичные обмотки включенные в противофазе. Такое включение обеспечивает попеременное открытие транзисторов. Во время открытия транзистор прокачивает ток через себя и конденсатор 4,7 мкФ. В этот момент на катушке образуется разряд, и сигнал идет по ОС в драйвер. Драйвер меняет направление тока в GDT и транзисторы меняются (который был открытым - закрывается, а второй открывается). И этот процесс повторяется до тех пор, пока идет сигнал с прерывателя.

GDT лучше всего мотать на импортном кольце - Epcos N80. Обмотки мотаются в соотношении 1:1:1 или 1:2:2. В среднем порядка 7-8 витков, при желании можно рассчитать. Рассмотрим RD цепочку в затворах силовых транзисторов. Эта цепочка обеспечивает Dead Time (мертвое время). Это время когда оба транзистора закрыты. То есть один транзистор уже закрылся, а второй еще не успел открыться. Принцип такой: через резистор транзистор плавно открывается и через диод быстро разряжается. На осциллограмме выглядит примерно так:

Если не обеспечить dead time то может получиться так, что оба транзистора будут открыты и тогда обеспечен взрыв силовой.

Идем дальше. ОС (обратная связь) выполнена в данном случае в виде ТТ (трансформатора тока). ТТ наматывается на ферритовом кольце марки Epcos N80 не менее 50 витков. Через кольцо продергивается нижний конец вторичной обмотки, который заземляется. Таким образом высокий ток со вторичной обмотки превращается в достаточный потенциал на ТТ. Далее ток с ТТ идет на конденсатор (сглаживает помехи), диоды шоттки (пропускают только один полупериод) и светодиод (выполняет роль стабилитрона и визуализирует генерацию). Чтобы была генерация необходимо также соблюдать фразировку трансформатора. Если нет генерации или очень слабая - нужно просто перевернуть ТТ.

Рассмотрим отдельно прерыватель. С прерывателем конечно я попотел. Собрал штук 5 разных... Одни пучит от ВЧ тока, другие не работают как надо. Далее расскажу про все прерыватели, которые делал. Начну пожалуй с самого первого - на TL494 . Схема стандартная. Возможна независимая регулировка частоты и скважности. Схема ниже может генерировать от 0 до 800-900 Гц, если поставить вместо 1 мкФ конденсатор 4,7 мкФ. Скважность от 0 и до 50. То что нужно! Однако есть одно НО. Этот ШИМ контроллер очень чувствителен к ВЧ току и различным полям от катушки. В общем при подключении к катушке, прерыватель просто не работал, либо все по 0 либо CW режим. Экранирование частично помогло, но не решило проблему полностью.

Следущий прерыватель был собран на UC3843 очень часто встречается в ИИП, особенно АТХ, оттуда, собственно, его и взял. Схема тоже неплохая и не уступает TL494 по параметрам. Здесь возможна регулировка частоты от 0 до 1кГц и скважность от 0 до 100%. Меня это тоже устраивало. Но опять эти наводки с катушки все испортили. Здесь даже экранирование нисколько не помогло. Пришлось отказаться, хотя собрал добротно на плате...

Надумал вернуться к дубовым и надежным, но малофункциональным 555 . Решил начать с burst interrupter. Суть прерывателя заключается в том, что он прерывает сам себя. Одна микросхема (U1) задает частоту, другая (2) длительность, а третья (U3) время работы первых двух. Все бы ничего, если бы не маленькая длительность импульса с U2. Этот прерыватель заточен под DRSSTC и может работать с SSTC но мне это не понравилось- разряды тоненькие, но пушистые. Далее было несколько попыток увеличить длительность, но они не увенчались успехом.

Схемы генераторов на 555

Тогда решил изменить принципиально схему и сделать независимую длительность на конденсаторе, диоде и резисторе. Возможно многие посчитают эту схему абсурдной и глупой, но это работает. Принцип такой: сигнал на драйвер идет до тех пор пока конденсатор не зарядится (с этим думаю никто не поспорит). NE555 генерирует сигнал, он идет через резистор и конденсатор, при этом если сопротивление резистора 0 Ом, то идет только через конденсатор и длительность максимальна (на сколько хватает емкости) не зависимо от скважности генератора. Резистор ограничивает время заряда, т.е. чем больше сопротивление, тем меньшей времени будет идти импульс. На драйвер идет сигнал меньшей длительностью, но тоже частоты. Разряжается конденсатор быстро через резистор (который на массу идет 1к) и диод.

Плюсы и минусы

Плюсы : независимая от частоты регулировка скважности, SSTC никогда не уйдет в CW режим, если подгорит прерыватель.

Минусы : скважность нельзя увеличивать "бесконечно много", как например на UC3843 , она ограничена емкостью конденсатора и скважностью самого генератора (не может быть больше скважности генератора). Ток через конденсатор идет плавно.

На последнее не знаю как драйвер реагирует (плавную зарядку). С одной стороны драйвер также плавно может открывать транзисторы и они будут сильнее греться. С другой стороны UCC27425 - цифровая микросхема. Для нее существует только лог. 0 и лог. 1. Значит пока напряжение выше порогового - UCC работает, как только опустилось ниже минимального - не работает. В этом случае все работает в штатном режиме, и транзисторы открываются полностью.

Перейдем от теории к практике

Собирал генератор Тесла в корпус от АТХ. Конденсатор по питанию 1000 мкф 400в. Диодный мост из того же АТХ на 8А 600В. Перед мостом поставил резистор 10 Вт 4,7 Ом. Это обеспечивает плавный заряд конденсатора. Для питания драйвера поставил трансформатор 220-12В и еще стабилизатор с конденсатором 1800 мкФ.

Диодные мосты прикрутил на радиатор для удобства и для отвода тепла, хотя они почти не греются.

Прерыватель собрал почти навесом, взял кусок текстолита и канцелярским ножом вырезал дорожки.

Силовая была собрана на небольшом радиаторе с вентилятором, позже выяснилось, что этого радиатора вполне достаточно для охлаждения. Драйвер смонтировал над силовой через толстый кусок картона. Ниже фото почти собранной конструкции генератора Тесла, но находящейся на проверке, измерял температуру силовой при различных режимах (видно обычный комнатный термометр, прилепленный к силовой на термопласту).

Тороид катушки собран из гофрированной пластиковой трубы диаметром 50 мм и обклеенным алюминиевым скотчем. Сама вторичная обмотка намотана на 110 мм трубе высотой 20 см проводом 0,22 мм около 1000 витков. Первичная обмотка содержит аж 12 витков, сделал с запасом, дабы уменьшить ток через силовую часть. Делал с 6 витками в начале, результат почти одинаков, но думаю не стОит рисковать транзисторами ради пары лишних сантиметров разряда. Каркасом первички служит обычный цветочный горшок. С начала думал что не будет пробивать если вторичку обмотать скотчем, а первичку поверх скотча. Но увы, пробивало... В горшке конечно тоже пробивало, но здесь скотч помог решить проблему. В общем готовая конструкция выглядит так:

Ну и несколько фоток с разрядом

Теперь вроде бы все.

Ещё несколько советов: не пытайтесь сразу воткнуть в сеть катушку, не факт что она сразу заработает. Постоянно следите за температурой силовой, при перегреве может бабахнуть. Не мотайте слишком высокочастотные вторички, транзисторы 50b60 могут работать максимум на 150 кГц по даташиту, на самом деле немного больше. Проверяйте прерыватели, от них зависит жизнь катушки. Найдите максимальную частоту и скважность, при которой температура силовой стабильная длительное время. Слишком большой тороид может тоже вывести из строя силовую.

Видео работы SSTC

P.S. Транзисторы силовые использовал IRGP50B60PD1PBF. Файлы проекта . Удачи, с вами был [)еНиС !

Обсудить статью ТЕСЛА ГЕНЕРАТОР