Großkondensator-Funken-Demo - 170-V-DC-Ladegerät - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Dieses Projekt soll demonstrieren, was ein Kondensator ist und die Aufmerksamkeit des Publikums auf sich ziehen. Dieses Gerät wandelt 120 V Wechselstrom um, um einen großen Kondensator auf 170 V Gleichstrom aufzuladen, und ermöglicht Ihnen, ihn auf sichere Weise zu entladen, wodurch ein großer Funke und ein lautes Geräusch erzeugt werden. Die Glühbirne dient als Widerstand und Ladeanzeige. Es gibt eine umschaltbare Softstartfunktion, um den Strom beim Laden des Kondensators zu begrenzen.

******Warnung******

Dieses Projekt verwendet Wandstrom, der bei falscher Handhabung tödlich sein kann. Versuchen Sie dieses Projekt nicht, es sei denn, Sie haben bereits Erfahrung in der Elektronik. Es müssen geeignete Sicherheitsverfahren und Schutzausrüstung verwendet werden

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Lieferungen

- 3300uF Kondensator für mindestens 170V ausgelegt

- Vollbrückengleichrichter

-Schaltfläche

-Schalter

- 25W Glühbirne

- Lampenfassung

-16 Gauge Litze

-Wandsteckerkabel

-Dicker massiver Kupferdraht

-Bananensteckverbinder

-Kleine Schrauben

-Lötgeräte und Zubehör

-Bohrer und Bohrer

Schritt 1: Die Schaltung

Dieses Ladegerät verwendet eine einfache Vollbrückengleichrichterschaltung (FBR) mit Schaltern, um die Leistung des Kondensators zu steuern. Das Schema zeigt 4 Dioden in einer FBR-Konfiguration; Als ich die Schaltung gebaut habe, habe ich sie durch einen FBR-Chip ersetzt. Ich habe einen Kippschalter als Netzschalter und einen Kippschalter als Softstartschalter verwendet.

Wie es funktioniert

Der FBR nimmt die 60-Hz-120-V-Sinuswelle von der Wand und wandelt sie in positive Buckel um, deren Spitze bei 170 V liegt. Wenn Sie irgendwo mit einer anderen Netzspannung leben, gibt das Ladegerät eine andere Spannung aus. Zum Beispiel würde 240 V AC Wandstrom in 340 V DC umgewandelt. Wenn Sie dieses Projekt versuchen, müssen Sie die Spannung der Steckdose in Ihrem Haus berücksichtigen und sicherstellen, dass die von Ihnen ausgewählten Komponenten für die Spannungs- und Leistungsparameter Ihres Setups ausgelegt sind.

Wenn der Netzschalter gedrückt wird, beginnt der Kondensator, sich auf die Spannungsspitze von 170 V aufzuladen. Die Sanftanlauffunktion begrenzt den Stromfluss in den Kondensator. Dies ist völlig OPTIONAL. Wenn der Schalter geöffnet ist, fließt der gesamte Strom durch den 220-Ohm-Widerstand und wird stark reduziert. Wenn der Schalter geschlossen ist, fließt der Strom um den Widerstand herum und durch den Schalter, was Strom und Laderate erhöht. Die Glühbirne fungiert als Widerstand, um den Strom zu begrenzen und die Ladung anzuzeigen (~40 Ohm). Wenn der Strom eingeschaltet wird, leuchtet die Glühbirne und beginnt zu dimmen. Der Kondensator ist fast vollständig geladen, wenn die Glühbirne vollständig erlischt. Nachdem die Glühbirne erloschen ist, drehe ich den Softstartschalter in die geschlossene Position, um den Kondensator schneller aufzuladen. In der Grafik sehen Sie, dass nach 1s der Netzschalter umgelegt wird und die Kappe zu laden beginnt. Nach 5s wird der Softstartschalter geschlossen und die Kappe beginnt schneller aufzuladen. Nach ca. 10s ist der Ladevorgang beendet.

Schritt 2: Das 3D-Modell

Ich habe Fusion 360 verwendet, um das Kondensatorladegerät und den Kondensator selbst zu modellieren. Ich habe es dann in einer Ansicht von oben und unten gerendert. Ich habe die.stl-Dateien hochgeladen, damit Sie sie herunterladen und ausdrucken können.

Schritt 3: 3D-Druck und Löten

3d Drucken

Ich habe Chroma Strand PETg und einen Lulzbot Taz 6 verwendet, um alles in 3D zu drucken. Ich habe zuerst versucht, mit PLA zu drucken, aber es hat nicht sehr gut geklappt. Ihr Kilometerstand kann variieren. 3D-Drucken Sie zumindest die Box vor dem Löten.

Hinweise zum Schaltplan und Löten

Die Impulsquellen im Diagramm dienen nur zu Simulationszwecken, also tun Sie so, als wären sie nicht da, wenn Sie die Schaltung zusammenbauen. Der Vollbrückengleichrichter im Schaltplan ist mit vier Dioden modelliert. Wenn Sie das Teil in der Zubehörliste verwenden, können Sie einfach das Steckerkabel direkt an den AC-Eingang des Chips löten und die Plus- / Minusleitungen an die entsprechenden gezeigten Komponenten anschließen im Diagramm.

*****WARNUNG******* Löten Sie niemals etwas, das in die Wand gesteckt wird. Isolieren Sie Lötstellen immer mit Schrumpfschlauch oder Isolierband, bevor Sie etwas einschalten. Tragen Sie beim Umgang mit Wandstrom immer isolierende Handschuhe und Augenschutz

Lötschritte

1. Löten Sie die Bananenstecker mit der negativen Seite zum negativen Ausgang Ihres Gleichrichters und der positiven zum Softstartschalter und zum 220-Ohm-Widerstand, wie im Schaltplan gezeigt.
2. Bohren Sie ein Loch, das groß genug ist, damit Ihre Entladungskabel durch die Box gehen. Ich entschied mich, meine auf beiden Seiten des Kondensatorschlitzes zu setzen.
3. Führen Sie die Entladekabel durch die Dose und verlöten Sie die Enden parallel zu den Kondensatorladekabeln (Bananenstecker).
4. Löten Sie den 220-Ohm-Widerstand und den Softstartschalter (parallel) an die Glühbirnenfassung.
5. Löten Sie die andere Seite der Glühbirnenfassung an ein Ende des Netzschalters.
6. Löten Sie das andere Ende des Netzschalters an die positive Seite des Gleichrichters.
7. Schließlich löten Sie den AC-Eingang Ihres Gleichrichters an das Netzkabel. Führen Sie das Netzkabel zuerst durch das Loch auf der Rückseite der Box.

Testen der Schaltung

****Handschuhe und Augenschutz tragen. Zuschauer sollten mindestens 1,80 m entfernt stehen*****

1. Stellen Sie sicher, dass der Netzschalter ausgeschaltet ist, stecken Sie Bananenstecker in den Kondensator und achten Sie auf die Polarität.
2. Stellen Sie den Softstartschalter in die offene Position.
3. Stecken Sie das Ladegerät in die Wand.
4. Drücke den Power Knopf. Das Licht sollte angehen und anfangen zu dimmen. Warten Sie etwa 5 Sekunden
5. Bringen Sie den Softstartschalter in die geschlossene Position. Das Licht sollte nach ein oder zwei Sekunden ausgehen. Warten Sie weitere 5 Sekunden.
6. Drücken Sie den Netzschalter erneut (Aus-Position). Berühren Sie die Entladung der Leitungen zusammen.
7. Wenn es ein lautes Knallen und Funken gibt, funktioniert es

Schritt 4: Montage

Sobald alles gedruckt ist, müssen wir die Schaltung in den Container integrieren. Siehe beschriftetes Querschnittsbild.

1. Führen Sie die Bananenkondensatoranschlüsse durch den Boxtunnel zum runden Kondensatorloch.
2. Stecken Sie die Bananenstecker durch die Löcher im Drahthalter. Je nach Ausstattung müssen Sie möglicherweise Kleber verwenden oder die Löcher mit einem Bohrer erweitern.
3. Schieben Sie den Drahthalter in das Kondensatorloch. Die Kerbe am Drahthalterteil sollte zum Boxtunnel ausgerichtet sein
4. Bohren Sie Pilotlöcher mit einem Bohrer von der Außenseite des runden Kondensatorlochs in den Drahthalter. Setzen Sie eine Schraube durch die Außenseite des Kondensatorlochs in den Drahthalter. Dadurch wird der Drahthalter unten gehalten.
5. Drücken Sie die Lampenfassung und den Netzschalter durch die entsprechenden Löcher im Deckel.
6. Wenn Sie die Sanftanlauffunktion verwenden, bohren Sie ein Loch durch die Rückseite der Box und drücken Sie den Schalter hindurch.
7. Setzen Sie den Kondensator in das Kondensatorloch / den Schlitz ein. Achten Sie darauf, dass die Polarität des Kondensators mit der Polarität der Ladekabel übereinstimmt.
8. Markieren Sie mit einem Marker die Stelle auf dem Kondensator, die mit der Nut des Kondensatorlochs ausgerichtet ist.
9. Entfernen Sie den Kondensator und schieben Sie die Kondensatorhülse auf den Kondensator, wobei der Knopf mit der Markierung auf dem Kondensator ausgerichtet ist.
10. Setzen Sie den Kondensator wieder in den Schlitz ein, um die Ausrichtung zu überprüfen. Die Bananenstecker sollten mit den Bleilöchern im Kondensator ausgerichtet sein.

Schritt 5: Machen Sie Funken

Für einen zusätzlichen Wow-Effekt können Sie einen in Alkohol getränkten Wattebausch an das Entladungskabel klemmen.