DRSSTC з аудіо модуляцією розрядів.
Опис напів-мостової демонстраційної котушки Тесла з аудіо модуляцією.
Щоб отримати подібні результати потрібно зібрати наступну схему.
Рисунок 1 - Структурна схема підключення комп'ютера до телевізора до DRSSTC
Є й інші варіанти, але така схема найбільш проста. Розглянемо коротко кожен блок.
Котушка Тесла DRSSTC.
Як генератор обрана DRSSTC 1, яка використовувалася для однопровідною лінії. Вона була майже повністю перероблена і стала DRSSTC 1.1. Первісний вигляд пристрою можна подивитися тут. У генераторі використаний напів-мостової комутатора струму з транзисторами IRGP50B60PB1. Полу-міст і GDT залишилися без змін.
Малюнок 2 - Плата управління DRSSTC
Плата ховається в металевий корпус, щоб не ловити наведення від ВЧ поля котушки. Розгляд принципу роботи схеми поміщено в окрему статтю.
БП - це схема плавного запуску і випрямляч з фільтровим конденсатором. Так само в ньому є запобіжник на 5А, помехоподавляющий конденсатор і на одну плату з усім цим прикріплений понижуючий трансформатор 220/18 для харчування низьковольтної електроніки. Схема плавного заряду електролітів складається з реле і зарядних резисторів. Прочитати про неї можна тут.
Малюнок 3 - Блок живлення
Через 5-6 сек. після подачі напруги живлення спрацьовує реле і генератор можна запускати. При цьому не відбувається кидка струму, так як конденсатор великої ємності зарядився через резистори.
Крім драйвера, БП і контурних конденсаторів в корпусі знаходяться трансформатори струму для організації зворотного зв'язку і захисту від перевищення контурного струму (OCD). Як вони працюють, теж уже написано.
Первинний контур зроблений з перемикається ємності і конічної первинної обмотки, виконаної проводом Ø3мм, 12 витків. Резонанс на 10-му витку.
Малюнок 5 - Первинна і вторинна обмотки резонансного трансформатора
Батарея MMC зібрана з конденсаторів CBB81. Загальна ємність становить 147нФ 4кВ. Для роботи з вторинною обмоткою, спеціально створеної для цього проекту, ємність становить 47нФ. У зв'язку з перемикається ємністю генератор універсальний і може працювати з різними вторинними обмотками.
Малюнок 6 - Конденсатори первинного коливального контуру
Вторинна обмотка виконана проводом Ø0,18мм на каркасі Ø11 см. Всього 1200 витків. Довжина намотування 25см.
Ємність для вторинної обмотки зроблена з алюмінієвого гофрованого воздуховода. Згідно з розрахунком тороид повинен бути з зовнішнім діаметром 18см і діаметром самої труби 8 см. Такого тороида не знайшлося і гофри в магазині не виявилося. Найближчим за розміром був тороид від однієї старої SSTC, він без діла лежав на горищі і в результаті виявився на вершині вторинної обмотки. Його зовнішній діаметр 21-22 см. Це більше розрахункового значення, але котушка з ним запустилася і створювала розряди до 30см.
Через деякий час все ж вирішено було досягти розрахункових значень. Був побудований тороид необхідного діаметра з алюмінієвих кілець. Кільця триматися за допомогою пластикових кіл. Щоб кільця не розвалилися, вони додатково склеєні термо-клеєм.
Малюнок 7 - тороіде з кілець
Котушка з таким тороіде чомусь працювати відмовлялася поки все кільця не були з'єднані тонким шматком дроту в одному місці.
Малюнок 8 - З'єднання кілець дротом
При зменшенні зовнішнього діаметра тороида розряди зросли до 35-40 см. Це ще раз доводить, що в трансформаторах Тесла важливий точний частотний розрахунок пов'язаних контурів і дотримання чверть-хвильового резонансу на краях високовольтної котушки. При цьому потрібно намагатися зробити котушку так, щоб вищезгадані параметри були досягнуті при найбільшому розмірі ємності на верхньому виведення вторинної обмотки. В даному випадку котушка розрахована на невеликий тороид.
Передбачалося зробити зовнішній вигляд всього пристрою в стилі Half-Life 1, але ця ідея була залишена на половині шляху.
Ще одним заходом щодо збільшення довжини розряду стало зменшення розрядного штиря на 1см. При цьому почав спрацьовувати обмежувач струму, який був встановлений на 150А. Середнє споживання від мережі становить 220 2-3А, на деяких нотах струм зростає до 4А.
Після тривалих запусків з'ясувалося, що нагрівається первинна обмотка. Схоже, що вона гальмує подальше зростання довжини розряду при збільшенні тривалості робочого імпульсу, тому що зроблена з дроту невеликого діаметру. Трохи гріються конденсатори, транзистори і електроліт харчування, а найгарячішим виявився трансформатор 220 / 18В, 0,555А. Варто було брати цей трансформатор потужністю 15-20 Ватт, хоча за попередніми розрахунками 10Вт було цілком достатньо.
Переривник і USB-MIDI перехідник.
Малюнок 9 - Пульт управління (Переривник)
Малюнок 10 - Программатор для ATmega
Використовувалася програма USBASP AVRDUDE PROG, вона скачав звідкись з інтернету.
Важливою частиною в цій системі є USB-MIDI перехідник. Його можна побудувати за схемою, яких в інтернеті багато, а можна не мучитися і купити. Я вибрав другий варіант.
Малюнок 11 - USB-MIDI перехідник
У цьому пункті все зрозуміло з назви. Мелодії в форматі MIDI програються за допомогою плеєра в якому є можливість призначити вихідний порт. Наприклад підійде Midi player 2.6 (by Falcosoft). Його розмір близько 1 Мб. В основному всі мелодії Завантажено з сайту OneTesla. Ось одна для прикладу (Ievan Polkka.mid).
Коли всі частини зібрані і налаштовані, підключаємо котушку Тесла до ноут-буку та влаштовуємо концерт, але не забуваємо техніку безпеки.
Звучання різниться при зйомці різними пристроями. Краще звичайно це дивитися і слухати в живу.