ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ БЛОК ДЛЯ КОПЧЕНИЯ
Представляю народный блок высоковольтного копчения. Рассмотрим два варианта. Первый простейший, который подойдет для любительского копчения и второй посложнее, но более продвинутый. Сначала немного про работу данного ВВ блока.
Принцип высоковольтного копчения
Для образования статического поля в данном ВВ блоке используется ШИМ модуляция катушки зажигания автомобиля с последующим повышением выходного напряжения на умножителе. ШИМ или в английском PWM (Pulse-Width Modulation) широтно-импульсная модуляция — способ используемый для контроля величины напряжения и тока. Принцип действия ШИМ состоит в изменении ширины импульса постоянной амплитуды при постоянной частоте.
Но при ШИМ управлении образованием искры на катушке зажигания (далее катушка), есть один нюанс. Дело в том, что когда ШИМ начинает подавать импульсы на катушку, импульсы вначале очень короткие и энергия вырабатываемая катушкой мала. График ниже.
Постепенно импульсы становятся шире, катушка получает больше тока и напряжения, вследствие чего энергия вырабатываемая катушкой растет и достигает своего пика при модуляции ШИМ 50Х50.
А вот потом, наступает не очень приятное для нас обстоятельство, ширина импульсов становится все больше и наступает спад мощности вырабатываемой катушкой. Поэтому для нормальной работы катушки, нам приемлемо только первая часть работы блока ШИМ (до заполнения 50%). Это отследить просто – положив на стол высоковольтный разрядник (например как у меня), вращая ручку блока ШИМ слева направо смотрим когда искра будет иметь максимальную мощность (длину). Ставим метку на панели напротив риски ручки регулировки и запоминаем показания ампервольтметра. Все, за эти значения не выходим. Время копчения в дальнейшем подбираем по мощности до этих значений. Например у меня максимальная мощность искры при 2 ампера, но для электрокопчения копчения за три часа пока горит картридж с опилками, я ставлю 1 ампер. При такой силе тока копчение в моей небольшой фанерной коптилке получается в самый раз.
Практическая часть
Теперь нам надо сделать сам блок высоковольтного копчения (далее ВВ блок). Для этого мы используем детали с Алиэкспресс. Нам понадобится:
- Любой блок питания на 12 – 16 вольт. 16 вольт позволяет развить максимальную мощность ВВ блока и это предельное питание для микросхемы NE555, на которой работает ШИМ.
- Вольтметр – амперметр для визуального контроля силы процесса копчения. Использование вольтметра — амперметра позволяет подобрать ту силу тока и напряжения копчения, которая оптимальна для используемой вами коптилки. Так же позволяет регулировать напряжение копчения при разной влажности, например зимой и летом.
- Сам блок ШИМ. Он может быть разный, но должен вырабатывать импульсы с частотой не выше 1500Гц. Это максимальная эффективная частота для работы используемых высоковольтных диодов от микроволновки. А так же иметь мощность не менее 4 ампера, больше надежнее. Меня например вполне устраивает вот такой с Алиэкспресса. Правда он нуждается в переделке для понижения частоты, необходимо заменить конденсатор указанный стрелкой на номинал 103 (или 001мкФ).
- Катушка зажигания. Я не могу точно сказать какая будет работать лучше, я использовал катушку от А/М Toyota на 12 вольт. Предполагаю, что лучше использовать катушку для работы с электронным зажиганием.
- Диоды использованы от микроволновой печки на 0.35A 15000 В. Они прекрасно выдерживают нагрузку, даже кратковременное короткое замыкание. Вообще есть диоды до 2.5 ампера, это для очень мощных коптилок.
- Ну и конденсаторы. Желательно на 15000 вольт и примерно 560 пФ. Разброс параметров до 25% в обе стороны не ухудшит качество собранного на них выпрямителя.
Схема блока
Все это собираем по следующей схеме — должно получиться вот так:
С блока питания я корпус снял, так удобнее монтировать в корпус ВВ блока (но менее безопасно). Обратите внимание на маркировку диодов, у них на одном конце имеются полоски обозначающие катод. Для того что бы при работе ВВ блока не прошивало высокое напряжение, все выводы конденсаторов и диодов заливаем клеем из клеевого пистолета. Помимо изоляции, это придаст еще и жесткость конструкции умножителя.
Умножитель паяется так:
После этого все монтируем в корпусе:
Ну и результат. Под вольтамперметром написана максимальная эффективная мощность ВВ блока.
Видео
Ссылки на детали и модули, продающиеся на Али, не приводятся — вы можете сами найти по названиям. Автор проекта — ОлегГ.
Форум по обсуждению материала ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ БЛОК ДЛЯ КОПЧЕНИЯ
Усилитель мощности звука с двойной термостабилизацией — теория работы схемы и практическое тестирование.
Теория и практика ОУ, описание работы и подключение типового операционного усилителя — микросхемы LM358.
Как управлять подъемным электромагнитом — теория и практика создания схемы подходящего контроллера для этих целей.
Источник
Высоковольтный источник напряжения для коптильни
Приветствую, радиолюбители-самоделкины, а также все любители домашних копчёных продуктов!
Очень часто при сборке самодельных коптильных установок люди задаются вопросом, где взять источник высокого напряжения, который необходим для создания статического поля в коптильне? Покупать готовые высоковольтные генераторы — выходит неоправданно дорого, тем более, что это довольно специфичный товар и продаётся далеко не на каждом углу. Многие также считают, что такой высоковольтный источник неразрывно связан с большим риском, ведь если 220В из розетки опасны для жизни, то что уж говорить про десятки киловольт, необходимых для хорошего копчения. На самом деле, говоря о безопасности, стоит упомянуть, что опасен для жизни именно ток, проходящий через человека, а не напряжение, то есть можно хоть руками ловить электрические разряды и даже не чувствовать их — но только в том случае, если высоковольтный источник не обладает большой мощностью и, соответственно, не может выдать большой ток, критичный для здоровья. Для копчения главное — создания статического поля, высоковольтный источник будет, по сути, работать в холостую, без нагрузки, а значит, от него не требуется большой мощности, которая могла бы привести к травмам при сборке или использовании устройства. Также есть заблуждение, что собрать подобное устройство своими руками весьма затруднительно, так как нужно обязательно уметь читать электрические принципиальные схемы и обладать хорошими навыками пайки, чтобы изготовить плату и суметь собрать на ней электронную схему. На самом деле, высоковольтный блок на 10-20кВ можно собрать и вовсе не собирая схемы самому, а использовать лишь несколько готовых модулей. В качестве высоковольтного трансформатора, детали, которая непосредственно будет генерировать высокое напряжение, можно использовать катушку зажигания автомобиля. Рассмотрим в этой статье более подробно, как собрать своими руками высоковольтный блок, который может использоваться не только для коптильни, но и для различных высоковольтных экспериментов, например, для получения интересного эффекта — лестницы Иакова.
Первым делом вкратце рассмотрим общую структурную схему устройства, из каких оно будет состоять блоков и какой блок какую роль выполянет.
В качестве блока питания можно применить любой источник питания с выходным напряжением 12-16В, при этом чем больше будет напряжения, тем большее напряжение можно будет снимать с выхода катушки. Идеально в качестве блока питания подойдут, например, компьютерный блок питания, либо блок питания ноутбука. Также нужно обратить внимание на мощность — она не должна быть слишком маленькой, ведь схема будет потребляет ток около 2-3А при максимуме мощности, соответственно, блок питания должен иметь запас по току. Либо можно использовать мощный трансформатор со вторичной обмоткой на 12-14В, поставив после него диодный мост и конденсатор для сглаживания.
После блока питания на схеме присутствует амперметр, совмещённый с вольтметром — данная деталь не является обязательной, схема будет работать и без него, но видеть напряжения питания и протекающий в данный момент ток не будет лишним. Кроме того, схема предусматривает регулировку мощности, а мощность можно будет отслеживать как раз по показаниям амперметра, чем больше ток — тем больше мощность, соответственно, напряжение на выходе высоковольтного блока. Здесь можно применить, например, стрелочные головки, они обеспечат наилучшую наглядность показаний, либо встраиваемые приборы, как на картинке ниже, они не займут много места в корпусе будущего устройства.
После того, как протекающий ток измерен амперметр, а напряжение — вольтметром, питающее напряжение поступает на ШИМ-регулятор, пожалуй, самую важную часть схемы. Собрать схему ШИМ-регулятора можно самому, используя популярную микросхему таймер NE555, либо используя готовый модуль, как на картинке ниже — автор выбрал второй вариант. ШИМ-регулятор имеет потенциометр, служащий для регулировки мощности, при сборке устройства его ручку нужно будет вывести наружу корпуса, закрепив вместе с платой, либо отпаяв потенциометр и подсоединив его вновь уже на проводах.
Рассмотрим чуть подробнее, что такое ШИМ и каким образом происходит регулировка мощности. На вход модуля подаётся постоянное напряжение, а с выхода снимаются прямоугольные импульсы, их вид может быть таким, как на картинке ниже.
А может быть вот таким, как здесь.
Меняется (в зависимости от поворота потенциометра) скважность импульсов, она же длительность, она же ширина импульсов, она же коэффициент заполнения. На первой картинке длительность импульсов короткая, следовательно, мощность, подаваемая на катушку, будет небольшой, а на второй же картинке длительность гораздо больше и соответствует коэффициенту заполнения 50% — при этом достигается максимум напряжения на выходе катушки. Если ещё дальше увеличивать коэффициент заполнения, мощность будет наоборот снижаться, а катушка может начать нагреваться, поэтому для возбуждения катушек зажигания нужно использовать скважность от 0 до 50%. ШИМ-регуляторы нашли большое применение за счёт своей высокой эффективности, ведь в процессе работы они почти не нагреваются.
Катушку зажигания можно использовать практически любую — их легко купить, например, на авторазборках. Единственный критерий выбора — чтобы катушка была исправной и к ней легко можно было подключить провода. Толстый красный провод, идущий от катушки — это её высоковольтный выход, с него снимается напряжение.
Далее несколько слов об умножителе. Для его постройки нужно использовать высоковольтные диоды, рассчитанные как минимум 15 000В — найти такие диоды можно в микроволновой печи, а купить в сервисе по ремонту бытовой техники, там их с удовольствием продадут. Конденсаторы также должны быть рассчитаны на напряжение не меньше 15 000В, их ёмкость должна быть равна примерно 470 пФ, разброс ёмкость может быть большим без потери работоспособности умножителя. Наглядную схему соединения диодов и конденсаторов можно увидеть на картинке ниже.
После сборки выводы диодов и конденсаторов нужно тщательно залить термоклеем либо эпоксидной смолой, чтобы не возникло пробоев между ними.
Общий вид конструкции в сборе. Перед установкой в корпус её можно включить и протестировать — если всё собрано верно, сразу же после включения будет слышен характерный «шорох», создаваемый высоким напряжением — это значит, катушка и умножитель работают. Можно поднести друг к другу высоковольтные выводы и увидеть небольшие дуги, но не стоит закорачивать высоковольтный выход.
После этого конструкция собирается в просторном пластиковом корпусе, все соединения пропаиваются для большей надёжности и защиты от замыканий. На передней панели корпуса можно расположить амперметр-вольтметр, регулятор мощности и выключатель. Сбоку или сзади корпуса выводится высоковольтный выход, а также в корпус заводится напряжение питания. Несмотря на то, что мощности катушки зажигания недостаточно, чтобы убить, не стоит прикасаться к её выводам либо выводам умножителя — будет очень больно. Удачной сборки!
Источник