Demostració de Spark de condensador gran: carregador de 170 V CC: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Aquest projecte pretén demostrar què és un condensador i captar l’atenció d’un públic. Aquest dispositiu converteix 120 V CA per carregar un condensador gran a 170 V CC i us permet descarregar-lo, produint una gran espurna i un soroll fort, d’una manera segura. La bombeta incandescent actua com a resistència i indicador de càrrega. Hi ha una funció d’arrencada suau que es pot commutar per limitar el corrent quan es carrega el condensador.

****** Advertiment ******

Aquest projecte utilitza energia mural que pot ser letal si es maneja incorrectament. No proveu aquest projecte tret que tingueu experiència electrònica prèvia. S’han d’utilitzar procediments de seguretat i equips de protecció adequats

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

Subministraments

Condensador de 3300uF nominal per a 170 V com a mínim

- Rectificador de pont complet

-Botó

-Interruptor

- Bombeta incandescent de 25W

- Presa de bombeta

-16 filferro varat calibre

-Cable d'endoll de paret

-Fil de coure de nucli sòlid gruixut

- Connectors endoll banana

-Petits cargols

-Equips i subministraments de soldadura

-Perforació i broques

Pas 1: el circuit

Aquest carregador utilitza un circuit senzill de rectificador de pont complet (FBR) amb interruptors per controlar la potència del condensador. L'esquema mostra 4 díodes en una configuració FBR; quan vaig construir el circuit, els vaig substituir per un xip FBR. Vaig fer servir un botó d’interruptor com a interruptor d’encesa i un interruptor basculant com a interruptor d’arrencada suau.

Com funciona

El FBR pren l’ona sinusoïdal de 60Hz de 120V de la paret i la converteix en gepes positives que arriben al màxim a 170V. Si viviu en algun lloc amb un voltatge de paret diferent, el carregador generarà un voltatge diferent. Per exemple, la potència de paret de 240 V CA es convertiria a 340 V CC. Si intenteu aquest projecte, heu de tenir en compte el voltatge de la paret de casa vostra i assegurar-vos que els components que trieu tinguin una valoració adequada per als paràmetres de tensió i potència de la vostra configuració.

Quan es prem el botó d’engegada, el condensador comença a carregar-se fins al pic de tensió de 170 V. La funció d’arrencada suau restringeix el flux de corrent al condensador. Això és completament OPCIONAL. Quan l’interruptor està obert, tot el corrent flueix a través de la resistència de 220 ohm i es redueix considerablement. Quan l'interruptor està tancat, el corrent flueix al voltant de la resistència i a través de l'interruptor, cosa que augmenta el corrent i la velocitat de càrrega. La bombeta incandescent actua com una resistència per limitar el corrent i indicar la càrrega (~ 40 ohms). Quan s’encén l’alimentació, la bombeta s’il·luminarà i començarà a enfosquir-se. El condensador està gairebé completament carregat quan la bombeta s'apaga completament. Quan s’apaga la bombeta, giro l’interruptor d’arrencada suau a la posició tancada per acabar de carregar el condensador més ràpidament. Al gràfic, es pot veure després d’1 s girar l’interruptor d’alimentació i començar a carregar el tap. Després de 5 segons, l’interruptor d’arrencada suau es tanca i el tap comença a carregar-se més ràpidament. S'acaba de carregar després d'uns deu segons.

Pas 2: el model 3D

Vaig utilitzar Fusion 360 per modelar el carregador de condensadors i el mateix condensador. Després el vaig representar en una vista superior i inferior. He penjat els fitxers.stl perquè els pugueu descarregar i imprimir.

Pas 3: impressió 3D i soldadura

Impressió 3D

He utilitzat Chroma Strand PETg i un Lulzbot Taz 6 per imprimir-ho tot en 3D. Primer vaig provar d’imprimir amb PLA, però no va sortir molt bé. El vostre quilometratge pot variar. Impressió 3D com a mínim la caixa abans de soldar.

Notes sobre l'esquema i la soldadura

Les fonts d’impulsos del diagrama són només amb finalitats de simulació, així que pretén que no hi estigui quan s’està muntant el circuit. El rectificador de pont complet de l’esquema es modela amb quatre díodes; si utilitzeu la peça de la llista de subministraments, només podeu soldar el cable de l’endoll de paret directament a l’entrada de corrent altern del xip i els conductors positiu / negatiu que es mostren als seus respectius components. al diagrama.

***** ADVERTÈNCIA ****** No soldeu mai cap cosa que estigui endollada a la paret. Aïlleu sempre les juntes de soldadura amb tubs retràctils o cinta elèctrica abans d’encendre res. Utilitzeu sempre guants aïllants i protecció per als ulls quan manipuleu la paret

Passos de soldadura

1. Soldeu els connectors d’endoll banana amb el costat negatiu a la sortida negativa del rectificador i el positiu al commutador d’arrencada suau i la resistència de 220 ohm, tal com es mostra a l’esquema.
2. Practicar un forat prou gran perquè els cables de descàrrega passin per la caixa. Vaig triar posar la meva a banda i banda de la ranura del condensador.
3. Introduïu els cables de descàrrega a través de la caixa i soldeu els extrems en paral·lel als cables de càrrega del condensador (endolls de plàtan).
4. Soldeu la resistència de 220 ohm i l’interruptor d’arrencada suau (en paral·lel) a la presa de la bombeta.
5. Soldeu l’altre costat de la presa de la bombeta a un extrem de l’interruptor.
6. Soldeu l'altre extrem de l'interruptor d'alimentació al costat positiu del rectificador.
7. Finalment, soldeu l'entrada de corrent altern del rectificador al cable d'alimentació. Passeu primer el cable d’alimentació pel forat de la part posterior de la caixa.

Prova del circuit

**** Utilitzeu guants i protecció per als ulls. Els espectadors haurien d’estar a una distància mínima de 6 peus *****

1. Assegureu-vos que l’interruptor d’alimentació estigui apagat; connecteu els endolls de plàtan al condensador amb precaució de polaritat.
2. Feu girar l’interruptor d’arrencada suau a la posició oberta.
3. Connecteu el carregador a la paret.
4. Premeu el botó d’engegada. El llum s’ha d’encendre i començar a esvair-se. Espereu uns 5 segons
5. Feu girar l’interruptor d’arrencada suau a la posició tancada. El llum s’ha d’apagar al cap d’un segon o dos. Espereu 5 segons més.
6. Torneu a prémer el botó d'engegada (posició apagada). Toqueu la descàrrega dels cables junts.
7. Si hi ha un fort esclat i estella, funciona

Pas 4: Muntatge

Un cop imprès tot, hem d’integrar el circuit al contenidor. Vegeu la imatge de la secció transversal etiquetada.

1. Encaminar els connectors del condensador de plàtan a través del túnel de la caixa fins al forat rodó del condensador.
2. Introduïu els taps de plàtan pels orificis del portacables. Depenent de l’equipament, pot ser que hagueu d’utilitzar cola o eixamplar-los amb un trepant.
3. Feu lliscar el suport del cable al forat del condensador. La osca de la part del suport del filferro s’ha d’orientar cap al túnel de la caixa
4. Perforeu els forats pilot amb un trepant des de l'exterior del forat rodó del condensador al suport del filferro. Introduïu un cargol per l'exterior del forat del condensador al suport del cable. D’aquesta manera es mantindrà premut el suport del cable.
5. Premeu el sòcol de la bombeta i el botó d’engegada pels orificis respectius de la tapa.
6. Si utilitzeu la funció d’arrencada suau, practiqueu un forat a la part posterior de la caixa i premeu l’interruptor a través d’ella.
7. Inseriu el condensador al forat / ranura del condensador. Assegureu-vos que feu coincidir la polaritat del condensador amb la polaritat dels cables de càrrega.
8. Amb un marcador, marqueu el punt del condensador que s’alinea amb la ranura del forat del condensador.
9. Traieu el condensador i feu lliscar la màniga del condensador al condensador amb el pom alineat amb la marca del condensador.
10. Torneu a inserir el condensador a la ranura per comprovar l'alineació. Els taps de plàtan s’han d’alinear amb els forats de plom del condensador.

Pas 5: Feu espurnes

Podeu posar un tros de bola de cotó amarat amb alcohol retallat al fil de descàrrega per obtenir un factor addicional.