Μεγάλος πυκνωτής Spark Demo - Φορτιστής DC 170V: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτό το έργο έχει σκοπό να δείξει τι είναι ένας πυκνωτής και να τραβήξει την προσοχή του κοινού. Αυτή η συσκευή μετατρέπει 120V AC για να φορτίσει έναν μεγάλο πυκνωτή σε 170V DC και σας επιτρέπει να τον αποφορτίσετε, παράγοντας μια μεγάλη σπίθα και δυνατό θόρυβο, με ασφαλή τρόπο. Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως λειτουργεί ως αντίσταση και ένδειξη φόρτισης. Υπάρχει μια εναλλασσόμενη λειτουργία απαλής εκκίνησης για τον περιορισμό του ρεύματος κατά τη φόρτιση του πυκνωτή.

******Προειδοποίηση******

Αυτό το έργο χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια τοίχου η οποία μπορεί να αποβεί θανατηφόρα εάν χειριστεί εσφαλμένα. Μην επιχειρήσετε αυτό το έργο εκτός εάν έχετε προηγούμενη εμπειρία σε ηλεκτρονικά είδη. Πρέπει να χρησιμοποιούνται σωστές διαδικασίες ασφαλείας και προστατευτικός εξοπλισμός

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

Προμήθειες

- 3300uF πυκνωτής βαθμολογημένος για τουλάχιστον 170V

- Πλήρης ανορθωτής γέφυρας

-Κουμπί

-Διακόπτης

- Λαμπτήρας πυρακτώσεως 25W

- Υποδοχή λαμπτήρα

-16 εύκαμπτο καλώδιο

-Καλώδιο πρίζας τοίχου

-Χοντρό σύρμα χαλκού από συμπαγές πυρήνα

-Συνδέσεις βυσμάτων μπανάνας

-Μικρές βίδες

-Συγκολλήσεις εξοπλισμού και προμηθειών

-Τρυπάνια και τρυπάνια

Βήμα 1: Το κύκλωμα

Αυτός ο φορτιστής χρησιμοποιεί ένα απλό κύκλωμα ανορθωτή πλήρους γέφυρας (FBR) με διακόπτες για τον έλεγχο της ισχύος στον πυκνωτή. Το σχήμα δείχνει 4 διόδους σε διαμόρφωση FBR. όταν έφτιαξα το κύκλωμα τα αντικατέστησα με ένα τσιπ FBR. Χρησιμοποίησα ένα κουμπί εναλλαγής ως διακόπτη τροφοδοσίας και έναν διακόπτη ανατροπής ως διακόπτη απαλής εκκίνησης.

Πως δουλεύει

Το FBR παίρνει το ημιτονοειδές κύμα 60Hz 120V από τον τοίχο και το μετατρέπει σε θετικές πτυχώσεις που κορυφώνονται στα 170V. Εάν ζείτε κάπου με διαφορετική τάση ισχύος στον τοίχο, ο φορτιστής θα βγάλει διαφορετική τάση. Για παράδειγμα, η ισχύς τοίχου 240V AC θα μετατραπεί σε 340V DC. Εάν επιχειρήσετε αυτό το έργο, πρέπει να λάβετε υπόψη την τάση της ισχύος του τοίχου στο σπίτι σας και να διασφαλίσετε ότι τα εξαρτήματα που επιλέγετε είναι ονομαστικά για τις παραμέτρους τάσης και ισχύος της εγκατάστασής σας.

Όταν πατηθεί το κουμπί λειτουργίας, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει στην κορυφή τάσης των 170V. Η λειτουργία απαλής εκκίνησης περιορίζει τη ροή ρεύματος στον πυκνωτή. Αυτό είναι εντελώς ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ. Όταν ο διακόπτης είναι ανοιχτός, όλο το ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης 220 ohm και μειώνεται σημαντικά. Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, το ρεύμα ρέει γύρω από την αντίσταση και μέσω του διακόπτη που αυξάνει το ρεύμα και το ρυθμό φόρτισης. Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως λειτουργεί ως αντίσταση για τον περιορισμό του ρεύματος και την ένδειξη φόρτισης (~ 40 Ohms). Όταν ενεργοποιηθεί η τροφοδοσία, ο λαμπτήρας θα ανάψει και θα αρχίσει να θαμπώνει. Ο πυκνωτής είναι σχεδόν πλήρως φορτισμένος όταν ο λαμπτήρας σβήσει εντελώς. Αφού σβήσει ο λαμπτήρας, αναποδογυρίζω τον διακόπτη απαλής εκκίνησης στην κλειστή θέση για να ολοκληρώσω τη γρηγορότερη φόρτιση του πυκνωτή. Στο γράφημα, μπορείτε να δείτε μετά από 1 δευτερόλεπτα ο διακόπτης λειτουργίας αναποδογυρίζει και το καπάκι αρχίζει να φορτίζεται. Μετά από 5 δευτερόλεπτα, ο διακόπτης απαλής εκκίνησης κλείνει και το καπάκι αρχίζει να φορτίζει γρηγορότερα. Ολοκληρώθηκε η φόρτιση μετά από περίπου 10 δευτερόλεπτα.

Βήμα 2: Το μοντέλο 3D

Χρησιμοποίησα το Fusion 360 για να μοντελοποιήσω τον φορτιστή πυκνωτή και τον ίδιο τον πυκνωτή. Στη συνέχεια, το απέδωσα σε επάνω και κάτω όψη. Ανέβασα τα αρχεία.stl για λήψη και εκτύπωση.

Βήμα 3: Τρισδιάστατη εκτύπωση και συγκόλληση

Τρισδιάστατη εκτύπωση

Χρησιμοποίησα το Chroma Strand PETg και ένα Lulzbot Taz 6 για να εκτυπώσω τα πάντα. Δοκίμασα πρώτα να εκτυπώσω με PLA, αλλά δεν βγήκε πολύ καλά. Τα χιλιόμετρα σας μπορεί να διαφέρουν. Τρισδιάστατη εκτύπωση τουλάχιστον του κουτιού πριν από τη συγκόλληση.

Σημειώσεις για το σχηματικό και τη συγκόλληση

Οι πηγές παλμών στο διάγραμμα είναι μόνο για σκοπούς προσομοίωσης, οπότε προσποιηθείτε ότι δεν είναι εκεί όταν συναρμολογείτε το κύκλωμα. Ο πλήρης ανορθωτής γέφυρας στο σχήμα διαμορφώνεται χρησιμοποιώντας τέσσερις διόδους, εάν χρησιμοποιείτε το τμήμα στη λίστα αναλωσίμων, μπορείτε απλά να κολλήσετε το καλώδιο του βύσματος τοίχου απευθείας στην είσοδο AC του τσιπ και τα θετικά/αρνητικά καλώδια να εμφανίζονται στα αντίστοιχα εξαρτήματά τους στο διάγραμμα.

***** ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ ****** Ποτέ μην κολλήσετε κάτι που είναι συνδεδεμένο στον τοίχο. Πάντα μονώνετε τις συνδέσεις συγκόλλησης με συρρικνωμένο σωλήνα περιτύλιξης ή ηλεκτρική ταινία πριν ενεργοποιήσετε οτιδήποτε. Φοράτε πάντα μονωτικά γάντια και προστατευτικά για τα μάτια όταν χειρίζεστε το τείχος

Βήματα συγκόλλησης

1. Συγκολλήστε τους συνδετήρες βύσματος μπανάνας με την αρνητική πλευρά να πηγαίνει στην αρνητική έξοδο του ανορθωτή σας και τη θετική πηγαίνει στον διακόπτη μαλακής εκκίνησης και αντίσταση 220 ohm, όπως φαίνεται στο σχήμα.
2. Τρυπήστε μια τρύπα αρκετά μεγάλη για να περάσει το καλώδιο από τις εκκενώσεις σας. Επέλεξα να βάλω το δικό μου και στις δύο πλευρές της υποδοχής του πυκνωτή.
3. Τοποθετήστε τα καλώδια εκκένωσης μέσα από το κουτί και κολλήστε τα άκρα παράλληλα με τα καλώδια φόρτισης του πυκνωτή (βύσματα μπανάνας).
4. Συγκολλήστε την αντίσταση 220 ohm και τον διακόπτη απαλής εκκίνησης (παράλληλα) στην πρίζα του λαμπτήρα.
5. Συγκολλήστε την άλλη πλευρά της πρίζας του λαμπτήρα στο ένα άκρο του διακόπτη τροφοδοσίας.
6. Συγκολλήστε το άλλο άκρο του διακόπτη ισχύος στη θετική πλευρά του ανορθωτή.
7. Τέλος, κολλήστε την είσοδο AC του ανορθωτή σας στο καλώδιο τροφοδοσίας. Περάστε πρώτα το καλώδιο τροφοδοσίας από την οπή στο πίσω μέρος του κουτιού.

Δοκιμή του κυκλώματος

**** Φορέστε γάντια και προστατευτικά για τα μάτια. Οι θεατές πρέπει να στέκονται τουλάχιστον 6 μίλια μακριά *****

1. Βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης τροφοδοσίας είναι απενεργοποιημένος, συνδέστε τα βύσματα μπανάνας στον πυκνωτή με προσοχή στην πολικότητα.
2. Γυρίστε τον διακόπτη απαλής εκκίνησης στην ανοιχτή θέση.
3. Συνδέστε το φορτιστή στον τοίχο.
4. Πατήστε το κουμπί λειτουργίας. Το φως πρέπει να ανάψει και να αρχίσει να σβήνει. Περιμένετε περίπου 5 δευτερόλεπτα
5. Γυρίστε τον διακόπτη απαλής εκκίνησης στην κλειστή θέση. Το φως θα πρέπει να σβήσει μετά από ένα ή δύο δευτερόλεπτα. Περιμένετε επιπλέον 5 δευτερόλεπτα.
6. Πατήστε ξανά το κουμπί λειτουργίας (θέση απενεργοποίησης). Αγγίξτε την εκκένωση των αγωγών μαζί.
7. Εάν υπάρχει μια δυνατή ποπ και σπίθα, λειτουργεί

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Μόλις εκτυπωθούν όλα, πρέπει να ενσωματώσουμε το κύκλωμα στο δοχείο. Δείτε την ετικέτα της εικόνας διατομής.

1. Περάστε τους συνδέσμους του πυκνωτή μπανάνας μέσω της σήραγγας του κουτιού στην στρογγυλή τρύπα του πυκνωτή.
2. Σπρώξτε τα βύσματα μπανάνας μέσα από τις τρύπες στο στήριγμα σύρματος. Ανάλογα με την τοποθέτηση, μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε κόλλα ή να διευρύνετε τα σύνολα με ένα τρυπάνι.
3. Σύρετε τη θήκη σύρματος στην οπή του πυκνωτή. Η εγκοπή στο τμήμα του συγκρατητήρα πρέπει να είναι προσανατολισμένη προς τη σήραγγα του κιβωτίου
4. Τρυπήστε τις πιλοτικές οπές με ένα τρυπάνι από το εξωτερικό της στρογγυλής οπής του πυκνωτή στη θήκη σύρματος. Βάλτε μια βίδα στο εξωτερικό της οπής του πυκνωτή στη θήκη σύρματος. Αυτό θα κρατήσει την υποδοχή σύρματος κάτω.
5. Πιέστε την υποδοχή του λαμπτήρα και το κουμπί τροφοδοσίας μέσω των αντίστοιχων οπών τους στο καπάκι.
6. Εάν χρησιμοποιείτε τη λειτουργία μαλακής εκκίνησης, ανοίξτε μια τρύπα στο πίσω μέρος του κουτιού και πατήστε το διακόπτη μέσα από αυτό.
7. Τοποθετήστε τον πυκνωτή στην οπή/σχισμή του πυκνωτή. Βεβαιωθείτε ότι ταιριάζετε την πολικότητα του πυκνωτή με την πολικότητα των αγωγών φόρτισης.
8. Χρησιμοποιώντας ένα δείκτη, σημειώστε το σημείο στον πυκνωτή που ευθυγραμμίζεται με την αυλάκωση της οπής του πυκνωτή.
9. Αφαιρέστε τον πυκνωτή και περάστε το περίβλημα του πυκνωτή στον πυκνωτή με το κουμπί ευθυγραμμισμένο με το σημάδι στον πυκνωτή.
10. Τοποθετήστε ξανά τον πυκνωτή στην υποδοχή για να ελέγξετε την ευθυγράμμιση. Τα βύσματα μπανάνας πρέπει να ευθυγραμμίζονται με τις οπές μολύβδου στον πυκνωτή.

Βήμα 5: Φτιάξτε Σπινθήρες

Μπορείτε να βάλετε ένα κομμάτι βαμβάκι εμποτισμένο με αλκοόλ κομμένο στο μόλυβδο εκκένωσης για έναν επιπλέον παράγοντα wow.