Demo velikega kondenzatorja - 170V DC polnilec: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Namen tega projekta je pokazati, kaj je kondenzator, in pritegniti pozornost občinstva. Ta naprava pretvori 120 V izmenični tok za polnjenje velikega kondenzatorja v 170 V enosmernega toka in vam omogoča, da ga na varen način izpraznite ter ustvarite veliko iskro in glasen hrup. Žarnica z žarilno nitko deluje kot upor in indikator napolnjenosti. Obstaja funkcija preklopa za mehki zagon, ki omejuje tok pri polnjenju kondenzatorja.

******Opozorilo******

Ta projekt uporablja stensko energijo, ki je lahko smrtna, če se z njo ne ravna pravilno. Ne poskušajte tega projekta, razen če imate predhodne izkušnje z elektroniko. Uporabiti je treba ustrezne varnostne postopke in zaščitno opremo

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

Zaloge

- 3300uF kondenzator za najmanj 170 V

- Popolni usmernik usmerjevalnika

-Gumb

-Preklopi

- 25W žarnica z žarilno nitko

- Vtičnica za žarnico

-16 žica z navojem

-Stenski kabel

-Debela bakrena žica s trdnim jedrom

-Banana vtični priključki

-Majhni vijaki

-Spajkanje opreme in potrebščin

-Vrtanje in svedri

1. korak: vezje

Ta polnilnik uporablja preprosto vezje polnega usmernika (FBR) s stikali za krmiljenje moči kondenzatorja. Shema prikazuje 4 diode v konfiguraciji FBR; ko sem zgradil vezje, sem jih zamenjal s čipom FBR. Kot stikalo za vklop sem uporabil preklopni gumb, kot stikalo za mehki zagon pa preklopno stikalo.

Kako deluje

FBR vzame sinusni val 60Hz 120V iz stene in ga pretvori v pozitivne grbine, ki dosežejo vrh pri 170V. Če živite nekje z drugačno napetostjo na steni, bo polnilnik dal drugačno napetost. Na primer, 240V AC stensko moč bi pretvorili v 340V DC. Če se lotevate tega projekta, morate upoštevati napetost stenske moči v vašem domu in zagotoviti, da so izbrane komponente ocenjene glede na parametre napetosti in moči vaše nastavitve.

Ko pritisnete gumb za vklop, se kondenzator začne polniti na napetostni vrh 170V. Funkcija mehkega zagona omejuje pretok toka v kondenzator. To je popolnoma NEOBVEZNO. Ko je stikalo odprto, ves tok teče skozi 220 ohmski upor in se močno zmanjša. Ko je stikalo zaprto, tok teče okoli upora in skozi stikalo, kar poveča tok in hitrost polnjenja. Žarnica z žarilno nitko deluje kot upor za omejevanje toka in označevanje naboja (~ 40 ohmov). Ko je napajanje vklopljeno, bo žarnica zasvetila in začela zatemniti. Kondenzator je skoraj popolnoma napolnjen, ko žarnica popolnoma ugasne. Ko žarnica ugasne, stikalo za mehki zagon obrnem v zaprt položaj, da hitreje končam polnjenje kondenzatorja. Na grafu lahko vidite, da je po 1 sekundah stikalo za vklop obrnjeno in pokrovček se začne polniti. Po 5 sekundah se stikalo za mehki zagon zapre in pokrovček se začne hitreje polniti. Polnjenje je končano po približno 10 sekundah.

2. korak: 3D model

Za modeliranje polnilnika kondenzatorja in samega kondenzatorja sem uporabil Fusion 360. Nato sem ga upodobil v pogledu od zgoraj in spodaj. Naložil sem datoteke.stl, ki jih lahko naložite in natisnete.

3. korak: 3D tiskanje in spajkanje

3D tiskanje

Za 3D tiskanje sem uporabil Chroma Strand PETg in Lulzbot Taz 6. Najprej sem poskusil tiskati s PLA, vendar se ni izkazalo prav dobro. Vaša kilometrina se lahko razlikuje. 3D tiskanje vsaj škatle pred spajkanjem.

Opombe glede sheme in spajkanja

Viri impulzov v diagramu so samo za simulacijo, zato se pretvarjajte, da jih ni, ko sestavljate vezje. Celoten mostični usmernik na shemi je modeliran s štirimi diodami. Če uporabljate del na seznamu potrošnega materiala, lahko samo spajkate stenski kabel neposredno na AC vhod čipa, pozitivni/negativni vodi pa na prikazane ustrezne komponente v diagramu.

***** OPOZORILO ****** Nikoli ne spajkajte nečesa, kar je vtaknjeno v steno. Spajkalne spoje vedno izolirajte s skrčljivo cevjo ali električnim trakom, preden vklopite kaj. Pri rokovanju z električno energijo na steni vedno nosite izolacijske rokavice in zaščito za oči

Spajkalni koraki

1. Spajate konektorje banana vtiča z negativno stranjo na negativni izhod vašega usmernika, pozitivna pa na stikalo za mehki zagon in upor 220 ohmov, kot je prikazano na shemi.
2. Izvrtajte luknjo, ki je dovolj velika, da odvodni kanali gredo skozi škatlo. Odločil sem se, da bom svojo postavil na obe strani reže za kondenzator.
3. Odvodne kable vstavite skozi škatlo in konce spajkajte vzporedno s polnilnimi vodi kondenzatorja (banana vtiči).
4. 220 ohmski upor in stikalo za mehki zagon (vzporedno) spajkajte v vtičnico za žarnico.
5. Drugo stran priključka za žarnico spajkajte na en konec stikala za vklop.
6. Drugi konec stikala za napajanje spajkajte na pozitivno stran usmernika.
7. Na koncu spajajte vhod AC vašega usmernika v napajalni kabel. Najprej napeljite napajalni kabel skozi luknjo na zadnji strani škatle.

Testiranje vezja

**** Nosite rokavice in zaščito za oči. Gledalci morajo stati vsaj 6 čevljev stran *****

1. Prepričajte se, da je stikalo za vklop, vtaknite bananine vtiče v kondenzator, pri tem pazite na polarnost.
2. Stikalo za mehki zagon obrnite v odprti položaj.
3. Polnilnik priključite v steno.
4. Pritisnite gumb za vklop. Luč se mora prižgati in začeti zatemniti. Počakajte približno 5 sekund
5. Stikalo za mehki zagon obrnite v zaprt položaj. Luč naj bi se ugasnila po sekundi ali dveh. Počakajte še 5 sekund.
6. Ponovno pritisnite gumb za vklop (izklopljen položaj). Skupaj se dotaknite praznjenja kablov.
7. Če se sliši glasen pop in iskra, deluje

4. korak: Montaža

Ko je vse natisnjeno, moramo vezje integrirati v vsebnik. Oglejte si označeno sliko prereza.

1. Priključke kondenzatorja banane napeljite skozi predor škatle do okrogle luknje za kondenzator.
2. Čepke za banane potisnite skozi luknje v držalu žice. Odvisno od namestitve boste morda morali uporabiti lepilo ali razširiti celote s svedrom.
3. Držalo žice potisnite v luknjo za kondenzator. Zareza na delu nosilca žice mora biti usmerjena proti predoru škatle
4. Izvrtajte pilotne luknje z vrtalnikom z zunanje strani okrogle luknje za kondenzator v držalo žice. Vstavite vijak skozi zunanjo stran odprtine za kondenzator v držalo žice. S tem držite držalo žice navzdol.
5. Vtič žarnice in gumb za vklop pritisnite skozi ustrezne luknje na pokrovu.
6. Če uporabljate funkcijo mehkega zagona, izvrtajte luknjo na zadnji strani škatle in pritisnite stikalo skozi njo.
7. Kondenzator vstavite v luknjo/režo za kondenzator. Prepričajte se, da polariteto kondenzatorja ujemate s polarnostjo polnilnih vodnikov.
8. Z označevalcem označite mesto na kondenzatorju, ki se ujema z utorom luknje za kondenzator.
9. Odstranite kondenzator in potisnite pušo kondenzatorja na kondenzator z gumbom, poravnanim z oznako na kondenzatorju.
10. Ponovno vstavite kondenzator v režo, da preverite poravnavo. Bananski vtiči morajo biti poravnani s svinčenimi luknjami v kondenzatorju.

5. korak: Naredite iskre

Košček bombažne kroglice, namočene v alkoholu, lahko pritrdite na izpustni kabel za dodaten wow faktor.