Схема музыкальной катушки тесла своими
В последние несколько лет в разных городах проводятся захватывающие музыкальные шоу с использованием катушек Тесла. В интернете можно найти много таких роликов. Звук воспроизводится с помощью молний, или, другими словами, стримеров над высоковольтными катушками. Это большие и дорогие устройства с относительно сложными схемами.
А иногда хочется что-то подобное иметь дома, удивить знакомых, или ребёнок может попросить. Желающие могут легко и быстро собрать миниатюрную звуковую катушку Тесла, работающую по схеме качера (качателя реактивностей) Бровина. Интересен тот факт, что сам изобретатель этого генератора разрывов электрической цепи, Владимир Ильич, активно участвует в обсуждении на форуме и продолжает исследования.
Перейдём к конкретике. Намотка вторичной обмотки занимает большую часть времени сборки. Она на фото рядом с первичной обмоткой.
Во вторичке 193 витка, намотанных на баночку из-под фотоплёнки. Виток к витку. Первичка имеет 2 витка провода диаметром 1 мм. Диаметр обмотки 50 мм.
Вот такие радиодетали потребуются.
Паять схему не обязательно, можно легко всё соединить "крокодилами", как это сделал я. Для питания отлично подходит БП от ноутбука на 16 Вольт. При подключении 19 Вольт звук становился немного тише.
Кроме воспроизведения музыки, катушка Тесла зажигает на расстоянии люминесцентные и неоновые лампы, которые слегка мигают под звук.
Схема довольно простая:
И теперь видео готового устройства с демонстрацией работоспособности.
Транзисторы нагреваются, поэтому их лучше установить на радиатор. Набор компонентов для сборки можно заказать на AliExpress . В этом случае потребуется только пайка деталей на готовую плату.
Кстати, изобретатель работал только с низковольтными качерами . А его последователи объединили качер Бровина и катушку Тесла, создав вот такое интересное устройство.
Трансформатор Тесла - это устройство, производящее импульсы высокого напряжения с малым током. Представленный комплект для сборки своими руками позволяет построить устройство, похожего на полноразмерную мощную Теслу по своим функциям. Его нужно питать постоянным напряжением 15-24 В, потребляемый ток зависит от напряжения питания и составляет 0.6-1 A. Схема генерирует высокое напряжение, производящие коронный разряд, кроме того, тут можно управлять интенсивностью разряда с помощью аудио сигнала. Комплект можно найти на Али, используя для поиска фразу electronic tesla coil.
Несмотря на небольшую мощность, следует учесть опасное для жизни и здоровья напряжение, что присутствует в системе! Также обратите внимание на возможность повреждения рядом находящихся электронных устройств и высокий уровень электромагнитных помех, создаваемых при работе генератора!
Собранная электронная катушка Тесла, может служить для развлечений или экспериментов с высоким напряжением.
Монтаж следует начинать с маленьких элементов: резисторы, разъемы, конденсаторы и т. д. Транзисторы следует установить на радиаторы с помощью болтов (перед установкой смазать поверхности контакта термо пастой). Катушка трансформатора уже готова (самому ничего мотать не нужно) и защищена изоляционной лентой. Один конец катушки впаиваем в соответствии с описанием в плату, второй оставим в воздухе - на нём будет разряд-молния. Монтаж проводим в соответствии с описанием на печатной плате.
После сборки и подачи питания, появится разряд. Когда подадим на вход мини-джека звуковой сигнал - разряд будет модулироваться в такт музыки, меняя тональность и как-бы подпевая.
Размещение газоразрядной лампы возле катушки вызовет свечение газа в ней.
Радиаторы транзисторов во время работы нагреваются достаточно сильно, так что очень долго устройство не эксплуатируйте.
В качестве источника звуковых сигналов лучше использовать дешевый MP3-плеер из-за некоторого риска повреждения подключенного устройства высоковольтным электромагнитным полем.
Схема музыкальной теслы
В комплект входит инструкция на китайском языке и простенькая схема, что позволяет собрать Теслу своими руками без покупки устройства, если конечно вы заметите что на ней перепутано в обозначении 3,5 мм входа GND и Rin.
Форум по обсуждению материала МУЗЫКАЛЬНАЯ КАТУШКА ТЕСЛА
Увеличение мощности интегральных усилителей транзисторами. Рассматривается на примере схем LM3886 и TDA7294.
Тонкомпенсированный регулятор громкости с адаптацией к регулятору тембра - теория и практика.
Подключение и испытание усилительного модуля на транзисторах КТ835 от электрофона "Россия 321 Стерео".
Описание полу-мостовой демонстрационной катушки Тесла с аудио модуляцией.
Чтоб получить подобные результаты нужно собрать следующую схему.
Рисунок 1 – Структурная схема подключения аудио сигнала к DRSSTC
Есть и другие варианты, но такая схема наиболее проста. Рассмотрим кратко каждый блок.
Катушка Тесла DRSSTC.
В качестве генератора выбрана DRSSTC 1, которая использовалась для однопроводной линии. Она была почти полностью переделана и стала DRSSTC 1.1. Первоначальный вид устройства можно посмотреть тут. В генераторе использован полу-мостовой коммутатора тока с транзисторами IRGP50B60PB1. Полу-мост и GDT остались без изменений.
Драйвер.
Силовая часть управляется универсальным драйвером Стивена Варда UD1.3b. Схема в оригинале. Описание на сайте автора.
Собранная схема представлена на рисунке 2.
Плата прячется в металлический корпус, чтоб не ловить наводки от ВЧ поля катушки. Рассмотрение принципа работы схемы помещено в отдельную статью.
Блок питания.
Через 5-6 сек. после подачи напряжения питания срабатывает реле и генератор можно запускать. При этом не происходит броска тока, так как конденсатор большой емкости зарядился через резисторы.
Кроме драйвера, БП и контурных конденсаторов в корпусе находятся трансформаторы тока для организации обратной связи и защиты от превышения контурного тока (OCD). Как они работают, тоже уже написано.
Резонансный трансформатор.
Первичный контур сделан из переключаемой емкости и конической первичной обмотки, выполненной проводом Ø3мм, 12 витков. Резонанс на 10-ом витке.
Батарея MMC собрана из конденсаторов CBB81. Общая емкость составляет 147нФ 4кВ. Для работы с вторичной обмоткой, специально сделанной для этого проекта, емкость составляет 47нФ. В связи с переключаемой емкостью генератор универсален и может работать с различными вторичными обмотками.
Вторичная обмотка выполнена проводом Ø0,18мм на каркасе Ø11 см. Всего 1200 витков. Длина намотки 25см.
Емкость для вторичной обмотки сделана из алюминиевого гофрированного воздуховода. Согласно расчету тороид должен быть с внешним диаметром 18см и диаметром самой трубы 8 см. Такого тороида не нашлось и гофры в магазине не оказалось. Ближайшим по размеру являлся тороид от одной старой SSTC, он без дела лежал на чердаке и в результате оказался на вершине вторичной обмотки. Его внешний диаметр 21-22 см. Это больше расчетного значения, но катушка с ним запустилась и создавала разряды до 30см.
Спустя некоторое время всё же решено было достичь расчетных значений. Был построен тороид требуемого диаметра из алюминиевых колец. Кольца держаться с помощью пластиковых кругов. Чтоб кольца не развалились, они дополнительно склеены термо-клеем.
Катушка с таким тороидом почему-то работать отказывалась пока все кольца не были соединены тонким куском провода в одном месте.
Для сравнения два видео с разными тороидами. Все прочие параметры генератора не изменялись. Длительность импульса 115-120мкс.
При уменьшении внешнего диаметра тороида разряды возросли до 35-40 см. Это еще раз доказывает, что в трансформаторах Тесла важен точный частотный расчет связанных контуров и соблюдение четверть-волнового резонанса на краях высоковольтной катушки. При этом нужно стараться сделать катушку так, чтобы вышеназванные параметры были достигнуты при наибольшем размере емкости на верхнем выводе вторичной обмотки. В данном случае катушка рассчитана на небольшой тороид.
Предполагалось сделать внешний вид всего устройства в стиле Half-Life 1, но эта идея была оставлена на половине пути.
Еще одной мерой по увеличению длины разряда стало уменьшение разрядного штыря на 1см. При этом начал срабатывать ограничитель тока, который был установлен на 150А. Среднее потребление от сети составляет 220В 2-3А, на некоторых нотах ток возрастает до 4А.
После длительных запусков выяснилось, что нагревается первичная обмотка. Похоже, что она тормозит дальнейший рост длины разряда при увеличении длительности рабочего импульса, потому что сделана из провода небольшого диаметра. Немного греются конденсаторы, транзисторы и электролит питания, а самым горячим оказался трансформатор 220/18В, 0,555А. Следовало брать этот трансформатор мощностью 15-20 Ватт, хотя по предварительным расчетам 10Вт было вполне достаточно.
Прерыватель и USB-MIDI переходник.
Прерыватель получился весьма приятный на вид. Внутри корпуса собранная схема прерывателя i1 разработчика BSVi. Все подробности, прошивка и схема на сайте автора. В написании программ для микроконтроллеров типа ATmega разбираться не хотелось и по этому была собрана эта схема с готовой прошивкой.
Прерыватель оказался весьма хорош. Сперва были спалены несколько SMD конденсаторов мощным паяльником и прерыватель работал нестабильно, часто перезагружался, плохо переключались режимы работы. Потом конденсаторы были заменены и всё стало нормально работать. Кроме режима проигрывания MIDI есть стандартные для DRSSTC непрерывный режим и режим с прерываниями. Прерыватель подключается к DRSSTC трех-метровым оптическим патч-кордом.
Для загрузки прошивки в микроконтроллер понадобился программатор. В моем случае он выглядел как на рис.10.
Использовалась программа USBASP AVRDUDE PROG, она скачена откуда-то из интернета.
Важной частью в этой системе является USB-MIDI переходник. Его можно построить по схеме, которых в интернете много, а можно не мучиться и купить. Я выбрал второй вариант.
Ноут-бук или ПК.
В этом пункте всё понятно из названия. Мелодии в формате MIDI проигрываются с помощью плеера в котором есть возможность назначить выходной порт. Например подойдет Midi player 2.6 (by Falcosoft). Его размер около 1 Мб. В основном все мелодии скачены с сайта OneTesla. Вот одна для примера (Ievan Polkka.mid).
Спустя какое то время катушка модернизировалась до версии 1.2. Статья была написана давно и лежала на жестком диске. Чтоб её не редактировать, изменения отражены на схеме, которая всё-таки была нарисована (хотя не планировалась). Изменился драйвер, транзисторы полумоста, конденсатор питания и куча мелких доработок.
Когда все части собраны и настроены, подключаем катушку Тесла к ноут-буку и устраиваем концерт, но не забываем технику безопасности.
Звучание различается при съемке разными устройствами. Лучше конечно это смотреть и слушать в живую.
Кто-то снимал на один смартфон,
кто-то на другой.
Приветствую, радиолюбители-самоделки, а также все любители высоких напряжений!
Обычно при упоминании словосочетания «катушка Тесла» люди сразу же представляют себе огромные столбы с человеческий рост с металлическими шарами наверху, из которых с сильнейшим грохотом бьют невиданных размеров молнии. Такие конструкции представляются чем-то невероятно сложным, дорогим в изготовлении, требующим для создания немалого опыта и многих лет работы - по сути, всё именно так, построить полномасштабную катушку Тесла с человеческий рост достаточно трудоёмко, особенно в домашних условиях, кроме того, компоненты потребуют значительных финансовых вложений. Тем не менее, многие энтузиасты по всему миру строят подобные конструкции, которые позже демонстрируют на различных шоу, концертах - ведь большие катушки очень часто умеют ещё и петь, за счёт аудиомодуляции. Помимо полномасштабных катушек, конструкции которых очень часто оказываются уникальными и трудноповторимыми в сборке и настройке, в сети представлено большое множество транзисторных катушек Тесла, выполненных в меньшем масштабе - с высотой вторичной обмотки до 1 метра. Такие конструкции представляют большой интерес многих радиолюбителей, так как не требуют для построения слишком больших финансов, состоят из доступных и распространённых деталей, к тому же их сборка и настройка достаточно проста, хоть и требует наличия определённых навыков, в том числе работы с высоковольтными устройствами. Эти факторы обеспечили популярность транзисторных катушек Тесла - их можно обнаружить в интернете по аббревиатуре SSTC. Существуют также другие типы подобных устройств, например, ламповые, они обозначены уже другой аббревиатурой. Особую популярность получили именно полумостовые транзисторные схемы - их силовая часть состоит всего из двух транзисторов, обеспечивает высокую мощность, в отличие от однотактных схем, но менее капризна в настройке, чем полноценные мостовые схемы. Именно о полумостовой транзисторной схеме и пойдёт речь в этой статье, схема представлена ниже.
Также на схеме имеется логическая микросхема, которая содержит в себе логические элементы - инверторы, совместно с каскадом на транзисторе и антенной она занимается генерацией высокочастотных импульсов, частота которых будет равна собственной резонансной частотой вторичной обмотки. Именно равенство этих частот и позволяет катушке Тесла генерировать такие эффектные разряды, ведь работает она именно за счёт резонанса частот. Казалось бы, зачем на схеме катушки Тесла антенна - ведь это не радиоприёмник, но на самом деле всё хитрее - антенна служит для обеспечения обратной связи, позволяя генератору работать именно на той частоте, на которой "хочет" колебаться сама вторичная. Существуют также катушки Тесла с фиксированной частотой - в них генератор вручную нужно настроить на частоту резонанса, этот способ плох тем, что резонансная частота вторичной обмотки зависит от многих факторов, расположения, влажности, окружающих предметов, а потому резонанс постоянно теряется при изменении внешних факторов.
Процесс намотки вторичной обмотки многим кажется очень страшным делом - ведь намотать нужно много витков, как минимум 500, лучше - 1000 или 1500. Чем больше витков - тем больше напряжение, но переусердствовать тоже не стоит, иначе лишние витки просто будут лежать мёртвым грузом, не давая прироста напряжения. Наматывать катушку действительно сложно, если не сделать хотя бы простенького намоточного станка, как на фото выше - с ним работа пойдёт и быстро, и аккуратно. Наматывается обмотка на диэлектрическом каркасе, например, из под канализационной трубы, на 1 метр длины катушки оптимально взять 10 см диаметра, ориентируясь на эти пропорции размер катушки можно уменьшить. Провод можно брать диаметром 0,1-0,2 мм, он обязательно должен быть в лаковой изоляции.
Вся конструкция собирается на двух печатных платах - отдельно силовая и отдельно логическая часть. В силовой части можно применить практически любые мощные полевые либо IGBT транзисторы - ключевыми параметрами здесь являются ток и рабочее напряжение. Например, подойдут IRF840, они достаточно дёшевы, но обладают не самыми совершенными характеристиками, на них можно производить первые включения и настройку катушки. GDT трансформатор наматывается на небольшой ферритовом колечке, рекомендуется брать синие от компании Epcos - они лучше всего подходят для данной цели. Наматывать можно как просто эмалированный медный проводов диаметром 0,4-0,6 мм, так и провод в изоляции, например, от витой пары. Трансформатор содержит три обмотки, каждая из них может содержать 16-25 витков, количеством витков в каждой обмотке должно быть одинаковым. Количество можно подобрать экспериментально, глядя на сигналы на затворах транзисторов - там должен быть ровный не искривлённый прямоугольный сигнал.
Вся конструкция устанавливается в круглый деревянный корпус, силовая часть питается непосредственно от сети через выпрямитель, логическая через понижающий трансформатор. Силовые транзисторы устанавливаются на радиатор.
У автора получилась весьма симпатичная и аккуратная конструкция - радует глаз даже в выключенном состоянии. Первое включение катушки нужно проводить аккуратно, подавать на силовую часть сперва пониженное напряжение и через балласт - если появились небольшие разряды и ничего не греется, можно увеличивать напряжение. Таким образом, получилась довольно простая конструкция сетевой транзисторной катушки Тесла, которая выдаёт красивые высоковольтные разряды - при желании их можно даже подкрашивать различными солями, как на фото ниже. Удачной сборки! Все вопросы и дополнения пишите в комментарии.
OneTesla — это небольшая катушка Тесла, подключаемая через порт MIDI и играющая музыку электрическими разрядами. Само устройство, которое в высоту около 25 сантиметров, может выдавать молнии длиной до полуметра. Этот агрегат может устроить неплохое шоу и удивить ваших друзей музыкальной плазмой. Все спецификации устройства открыты и доступны вместе с инструкцией по сборке на сайте проекта.
Как она играет музыку?
Человеческое ухо воспринимает звуковые волны где-то от 20 герц до 20 килогерц, в то время, как устройство резонирует с частотой 230 кГц, что значительно превышает максимальную частоту звука, слышимую человеком. Но можно включать и выключать разряды именно с той частотой, с которой слышен нужный нам звук.
Краткие технические характеристики
Внешний вид устройства
Немного о принципе работы
-
Плата-драйвер подключается к бытовой электрической сети, питает всё устройство. Также, она принимает оптический (чтобы защитить нежную звуковую электронику от высокого напряжения) сигнал от платы-прерывателя.
Внешний вид платы драйвера
Полёт шмеля в исполнении OneTesla
Дополнительная информация
- Гаджеты
- Краудсорсинг
Читают сейчас
Редакторский дайджест
Присылаем лучшие статьи раз в месяц
Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе.
- Скопировать ссылку
- ВКонтакте
- Telegram
Похожие публикации
- 15 февраля 2020 в 13:45
Ламповая катушка Теслы
Протез ноги с катушкой Теслы использовали в рекламе нового Rolls Royce
Музыкальные молнии Джо Дипримы: инженер-самоучка делает катушки Теслы для развлечения и заработка
Курсы
Профессия QA-инженер на Java Профессия Веб-разработчик C++ разработчик Факультет Python-разработкиAdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут
Минуточку внимания
Комментарии 36
Ну…
Характерный треск неисправим?
Какие динамические характеристики у Вашей «колонки»? В смысле аудиофильских ЛТХ.
И почему тут треска таки нет?
Я так понимаю это риторический вопрос? Если нет — там конструкция правильная. Там колебания производятся, как я понял, стабильным разрядом линейной формы, здесь — форма произвольная, как бог послал (Тесла?). Для производства синусоидальных звуковых волн более всего пригоден шар, струна или мембрана. Применение для этого формы молнии вызывает большие сомнения в качестве звука. Кроме того, по ссылке прямо написано о частотных ограничениях, о чем в статье ни слова. Ограничения очевидны — длина струны задает нижнюю ноту, которую струна в состоянии озвучить. Возможно в случае Теслы это не верно, но про расход энергии там совершенно очевидно правы — низкочастотная волна требует «поднятия» бОльших масс воздуха, следовательно разряд должен быль более объемным.
PS А идея красивая. Если будет хороший звук и цена сопоставимая с нормальными колонками — точно куплю. А так — прикольная игрушка, не более. И как там насчет безопасности? У меня тут дети бегают…
На спеке не только 2 ноты эмулировали, но и вытворяли такое на одном бипере…
Так вот, я думаю что по отдельности клавиши и орган нельзя назвать музыкальным инструментом. Так и тут, устройство которое воспроизводит записанный ранее звук само по себе не является инструментом.
Если вы не тролль — я поясню. MIDI — стандарт для передачи музыкальных нот (грубое приближение).
Подключить к этой катушке можно не синтезатор, а MIDI-контроллер — т. е. глупое устройство, которое способно лишь передавать информацию о том, какие ноты будут играть. При этом в качестве контроллера может выступать как клавиатура, так и компьютер, который будет воспроизводить определенную последовательность нот (не записанных звуков).
Катушка же, модулирует разряд с частотами этих нот, тем самым создавая звук (не воспроизводя). Что мы получаем: эта самая катушка сродни струнам с молоточками в рояле, например, или тем же свисткам в органе. При подаче управляющих сигналов (механических в случае органа/рояля, MIDI в данном случае) она создает звук с заданной частотой.
Т. е. это вполне себе музыкальный инструмент, даже исходя из вашего определения. То что она играет сама по себе — результат подачи определенной последовательности нот на порт MIDI. Если бы робот нажимал клавиши на органе, орган бы не перестал быть музыкальным инструментом, ведь так?
Читайте также: