Голям кондензатор Spark Demo - 170V DC зарядно устройство: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Този проект има за цел да демонстрира какво е кондензатор и да привлече вниманието на публика. Това устройство преобразува 120V AC, за да зареди голям кондензатор до 170V DC и ви позволява да го разреждате, произвеждайки голяма искра и силен шум, по безопасен начин. Крушката с нажежаема жичка действа като резистор и индикатор за зареждане. Има превключваща се функция за плавен старт за ограничаване на тока при зареждане на кондензатора.

******Внимание******

Този проект използва енергия от стената, която може да бъде смъртоносна, ако се борави неправилно. Не опитвайте този проект, освен ако нямате предишен опит в електрониката. Трябва да се използват подходящи процедури за безопасност и предпазни средства

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

Консумативи

- 3300uF кондензатор за поне 170V

- Токоизправител с пълен мост

-Бутон

-Превключете

- 25W крушка с нажежаема жичка

- Гнездо за крушка

-Жилен проводник от 16 габарита

-Кабел за стенен щепсел

-Дебела медна жица с твърда жила

-Banana щепселни съединители

-Малки винтове

-Паящо оборудване и консумативи

-Свредло и свредла

Стъпка 1: Веригата

Това зарядно устройство използва проста верига за пълномостов токоизправител (FBR) с ключове за управление на захранването на кондензатора. Схемата показва 4 диода във FBR конфигурация; когато изградих веригата ги замених с чип FBR. Използвах бутон за превключване като превключвател на захранването и превключвател като превключвател за плавен старт.

Как работи

FBR отнема 60Hz 120V синусоидална вълна от стената и я преобразува в положителни гърбици, чийто връх достига 170V. Ако живеете някъде с различно напрежение на стената, зарядното устройство ще изведе различно напрежение. Например, 240V AC мощност на стената ще бъде преобразувана в 340V DC. Ако опитвате този проект, трябва да вземете предвид напрежението на захранването на стената във вашия дом и да се уверите, че избраните от вас компоненти са класирани за параметрите на напрежението и мощността на вашата настройка.

При натискане на бутона за захранване кондензаторът започва да се зарежда до върха на напрежението от 170V. Функцията за плавен старт ограничава потока на ток в кондензатора. Това е напълно ОПЦИОНАЛНО. Когато превключвателят е отворен, целият ток преминава през резистора 220 ома и е значително намален. Когато превключвателят е затворен, токът тече около резистора и през превключвателя, което увеличава тока и скоростта на зареждане. Крушката с нажежаема жичка действа като резистор за ограничаване на тока и индикация на заряд (~ 40 ома). Когато захранването е включено, крушката ще светне и ще започне да затъмнява. Кондензаторът е почти пълен, когато крушката изгасне напълно. След като крушката изгасне, превключвам ключа за плавен старт в затворено положение, за да завърша зареждането на кондензатора по -бързо. На графиката можете да видите след 1 s превключвателят на захранването е обърнат и капачката започва да се зарежда. След 5 секунди превключвателят за плавен старт се затваря и капачката започва да се зарежда по -бързо. Завършва след около 10 секунди.

Стъпка 2: 3D моделът

Използвах Fusion 360, за да моделирам зарядното устройство на кондензатора и самия кондензатор. След това го направих в изглед отгоре и отдолу. Качих.stl файловете, за да ги изтеглите и отпечатате.

Стъпка 3: 3D печат и запояване

3D печат

Използвах Chroma Strand PETg и Lulzbot Taz 6 за 3D отпечатване на всичко. Първо опитах да печата с PLA, но не се получи много добре. Пробегът ви може да варира. 3D печат поне кутията преди запояване.

Бележки относно схемата и запояването

Източниците на импулси в диаграмата са само за симулационни цели, така че се преструвайте, че ги няма, когато сглобявате веригата. Пълният мостов токоизправител в схемата е моделиран с помощта на четири диода, ако използвате частта в списъка с консумативи, можете просто да запоите кабела на щепсела на стената директно към променливотоковия вход на чипа и положителните/отрицателните проводници към показаните съответни компоненти в диаграмата.

***** ВНИМАНИЕ ****** Никога не запоявайте нещо, което е включено в стената. Винаги изолирайте спойките с тръби за свиване или електрическа лента, преди да включите нещо. Винаги носете изолационни ръкавици и предпазни очила, когато боравите със стена

Стъпки за запояване

1. Запоявайте конекторите на банановия щепсел с отрицателната страна към отрицателния изход на вашия токоизправител и положителната към превключвателя за плавен старт и резистора 220 ома, както е показано на схемата.
2. Пробийте достатъчно голяма дупка, за да могат изпускателните ви канали да преминат през кутията. Избрах да сложа моята от двете страни на слота за кондензатор.
3. Поставете изпускателните проводници през кутията и запоявайте краищата успоредно на кабелите за зареждане на кондензатора (бананови щепсели).
4. Запоявайте резистора 220 ома и превключвателя за плавен старт (паралелно) към гнездото на крушката.
5. Запояйте другата страна на гнездото на крушката към единия край на превключвателя на захранването.
6. Запоявайте другия край на превключвателя на захранването към положителната страна на токоизправителя.
7. И накрая, запоявайте променливотоковия вход на вашия токоизправител към захранващия кабел. Първо прокарайте захранващия кабел през отвора на гърба на кутията.

Тестване на веригата

**** Носете ръкавици и защита на очите. Зрителите трябва да стоят на поне 6 фута *****

1. Уверете се, че превключвателят на захранването е изключен, включете банановите щепсели в кондензатора, като внимавате за полярността.
2. Преместете превключвателя за плавен старт в отворено положение.
3. Включете зарядното устройство в стената.
4. Натиснете бутона за захранване. Светлината трябва да се включи и да започне да намалява. Изчакайте около 5 секунди
5. Преместете превключвателя за плавен старт в затворено положение. Светлината трябва да се изключи след секунда или две. Изчакайте още 5 секунди.
6. Натиснете отново бутона за захранване (позиция изключено). Докоснете заедно разреждането на проводниците.
7. Ако има силен поп и искра, тя работи

Стъпка 4: Монтаж

След като всичко се отпечата, трябва да интегрираме веригата в контейнера. Вижте изобразеното изображение на напречното сечение.

1. Прокарайте съединителите на банановия кондензатор през тунела на кутията до кръглия отвор на кондензатора.
2. Избутайте тапите за банани през отворите в държача за тел. В зависимост от монтажа може да се наложи да използвате лепило или да разширите целите с бормашина.
3. Плъзнете държача на проводника в отвора на кондензатора. Вдлъбнатината на държача на проводника трябва да бъде ориентирана към тунела на кутията
4. Пробийте пилотни отвори със свредло от външната страна на кръглия кондензаторен отвор в държача на проводника. Поставете винт през външната страна на кондензаторния отвор в държача на проводника. Това ще задържи държача на проводника надолу.
5. Натиснете гнездото на крушката и бутона за захранване през съответните им отвори в капака.
6. Ако използвате функцията за плавен старт, пробийте дупка в задната част на кутията и натиснете превключвателя през нея.
7. Поставете кондензатора в отвора/слота на кондензатора. Уверете се, че съпоставяте полярността на кондензатора с полярността на зарядните проводници.
8. С помощта на маркер маркирайте мястото на кондензатора, което се подравнява с жлеба на отвора на кондензатора.
9. Извадете кондензатора и плъзнете втулката на кондензатора върху кондензатора, като копчето е подравнено с маркировката на кондензатора.
10. Поставете отново кондензатора в слота, за да проверите подравняването. Щепселите на банана трябва да се подравнят с отворите за отворите в кондензатора.

Стъпка 5: Направете искри

Можете да поставите парче памучна топка, напоена с алкохол, прикрепено към изпускателния проводник за допълнителен уау фактор.