Радиолюбительство

Давно хотел сделать портативный качер Бровина (типа "тесла") - газоразрядности всякие засвечивать и не только. Долго собирался, года с 2011-го, но вот сейчас таки сделал, как смог оформить идею и насобирать подходящие материалы и накопить время (хотя схема и очень простая, но хотелось сделать капитально, да и других дел хватало, потому так долго «запрягал»). На «финишную прямую» вышел только в конце прошлого года, а в мае нашёл время сделать его окончательно - 24 мая сваял.

Собирал по вот этой схеме (нашёл в инете на тюбике и совсем немного доработал под себя; кликните для просмотра; индекс "2" потому, что 1-й вариант как раз в инете и был):



Как видно из схемы, качер питается от 1-го Li-ion аккумулятора 18650, напряжение которого повышается 80 вт DC-конвертером на LM2587 до 25-27 в (реальная мощность ~ 10-15 вт). Выше конвертер не даёт при питании от 3,7 в, но при запитке от 24 в аккумулятора он выдаёт уже 45 в (мощн. ~ 30-40 вт), в таком случае при включении на терминальном электроде самостоятельно зажигается коронный разряд (или скорее, стример – игла одиночного разряда в воздухе, синего цвета) длиной около 5-6 мм, от которого можно поджечь бумагу, газ. От 3,7 в стример сам не зажигается, но зажигается при поднесении проводника к электроду (длина разряда тоже 5 мм, но он тоньше). В этом случае тоже можно поджечь бумажку, спичку даже без головки или газ, но с бóльшим трудом, чем при бóльшем напряжении. В обоих случаях качер хорошо засвечивает различные газоразрядные лампы (даже 40 вт советскую ЛБшку 1,2 м длиной, в последнем случае она правда и светит как раз ватт на 10-15 по яркости).

Т. к. мне нужна была портативная конструкция, то я всё же остановился на питании прибора от 3,7 в. Также я предусмотрел возможность заряда аккумулятора через контроллер заряда на TP4056, на зарядный ток 1 а с разъёмом USB-C.

Тип и номиналы деталей все указаны на прилагаемой схеме.

Катушку решил делать на еврошприце 10cc. В январе сделал электрод из отрезка 2 мм проволоки из жёсткой 304-й стали: нарезал с одного конца резьбу М2, а с другого заточив напильником иглу и доработав её на камне. Затем обернул резьбу бумагой для защиты от повреждения и зажал в дрель, после чего отполировал иглу пастой ГОИ.

(Изначально хотел сделать электрод из 2 мм вольфрамового прутка (для большей долговечности), но не смог нарезать на нём резьбу – плашка скользила).

Закрепил электрод в штуцере шприца посредством гаек и шайб (чтобы электрод не болтался, обернул его в штуцере одним слоем мягкой медной жести 0,4 мм). Верхнюю гайку закрыл обрезком иглодержателя (и залил компаундом ПК-68).

У самого верхнего и нижнего края шприца просверлил в нём по отверстию так, чтобы в него можно было плотно продёрнуть МГТФ-0,07, который я внутри подключил к электроду. Затем залил внутренний конец электрода ПК-68 (3 мл налил). К выступающему концу МГТФа припаял ПЭТВ-2 0,1 мм и намотал ~ 600 витков (виток к витку; на ручную намотку ушло минут 40).

Припаял конец обмотки ко второму проводку, продёрнутому снизу, подтянул его и зафиксировал ниткой. Обмотку пропитал лаком КО-921. Сверху ещё одел термоусадку. Поверх неё намотал 4 витка проводом ПЭТВ-2 1 мм, также выведенным через ещё пару отверстий (1,1 мм), сверху также посадил термоусадку. В ручках шприца до этого всего просверлил пару отверстий 2 мм для крепления.

Предварительно, для настройки и испытаний, собирал качер на макетке:
1. Качер выключен


2. Качер включен


3. Поднесена МН-3


4. Фото стримера крупно.




В ходе испытаний убедился, что ранее купленный 30 вт DC-конвертер не тянет, купил тогда 80 вт DC-конвертер (вот такой). (Конвертеры и зарядный контроллер взял покупные, чтобы не заморачиваться). Как писал выше, хорошие мощность и напряжение он дал только от 24 в на входе.

Когда всё проверил, изготовил печатную плату под герметичный корпус с прозрачной крышкой G203C (Gainta) (как ни странно, но в «чипдипе» корпус оказался вдвое дешевле, чем на али).

Плату делал на текстолите толщиной 1 мм, медь – 18 мкм, с помощью фоторезиста и травил раствором (NH4)2S2O8, лудил химлужением.

В файле платы помимо отверстий для крепления (3 мм) также размечены отверстия под выступающие выводы запаянных на плате повышалки выводы (2 мм, несмотря на разметку; под них тоже примеряться надо). В разводке под собственно качер отверстие под вторичку (отмечена как II) и под резистор – 1 мм, все остальные – 1,2 мм, отверстия под контроллер заряда (не отмечены) – 0,8 мм. По углам платы указаны области, подлежащие вырезанию.

[Небольшое, но важное дополнение: транзистор 2SC5200 по возможности лучше брать оригинальный, японский от Toshiba. Выводы транзистора 2SC5200 у самого корпуса имеют расширение. Это расширение нужно подточить надфилем на 2 мм, иначе транзистор будет торчать и крышку не закроешь.]

После запайки качер в очередной раз проверил и только после этого установил остальные детали: из-за отсутствия крепёжных отверстий контроллер заряда пришлось припаивать к заранее вытравленным изолированным пятачкам на плате (в них просверлил отверстия напротив незадействованных контактных отверстий в контроллере, на фото контроллера они по самым краям платки (обведены красным): контакты входа просто не нужны по назначению, ибо есть разъём, а на выходе к сожалению нельзя применять контакты контроля разряда, т. к. ток потребления качера намного больше допустимого для контроллера 1 а); далее закрепил DC-конвертер и батарейный отсек (вот; его пришлось с одного угла подрезать – иначе упирался в крышку). На транзистор установил небольшой радиатор (такой) на хорошую пендосскую термопасту TC70-340WC.

И только после того, как убедился, что всё работает, насверлил нужных дырок в корпусе. Первым делом установил плату (крепил латунными винтами М3 х 5 мм, затем катушку (между ней и корпусом прокладка из силикона 2 мм для герметичности, крепил нержавеющими винтиками М2 х 10 мм) и выключатель в крышку (изначально хотел два поставить: кнопку КМД-1 (можно взять КМ-1) и тумблер ПТ8-3В (можно МТ-1), но потом от последнего отказался по причине того, что надолго включать качер нельзя – излишне греются транзистор и повышалка). Для подключения катушки в плату заранее впаял отрезки проводов МГШВ-0,35 (к первичке) и МГШВ-0,12 (ко вторичке), к которым и подпаял выводы катушки, их заизолировал термоусадкой. Кнопку КМД-1 обернул 0,1 мм фторопластовой лентой для предотвращения возможных пробоев от расположенного рядом радиатора транзистора.

При работе собранного качера выявилась особенность: с гайки кнопки слегка, но неприятно прошивает на палец (несмотря на фторопласт; очевидно ВЧ-ВВ-наводка), чтобы этого избежать, при нажатии на кнопку приходится плотно прижимать палец к крепящей кнопку гайке.

Ниже привожу фото и видео собранного качера в работе (синее свечение внутри корпуса – индикатор на повышалке). Также выкладываю ссылку на ZIP-архив со всеми нужными файлами, включая плату в формате .lay, а также фото и видео, чтобы желающие смогли повторить конструкцию, (пароль к архиву K4n1Dg23i7FQ13).

5. Качер собран, но не включён.


6. Качер включён (лампа МН-3).


7. Качер включён (лампа МН-3 и бактерицидка 4 вт).


8. Качер включён (ампула с аргоном при ~10 торр, сам делал в 2018-м).


9. Качер включён (лампы: ТН-20 и самодельная аргонка ТА-1-1ЭС (3-торр), последнюю я уже выкладывал тут в теме про ЭВП весной 2019-го).


На видео лампа МН-3 и 20 вт ЛБ20-1


Важное уточнение: крепёжные отверстия в плате лучше всего сверлить не по меткам (они приблизительные, ибо принтер не даёт нужной точности при печати фотошаблона), а примеривая их по месту с точностью до 0,1 мм или выше. Это относится и к отверстиям для крепления плат преобразователя и контроллера заряда (под последний я вообще просто контактные пятачки поставил: отверстия в них нужно сверлить по примерке контролера; контроллер крепить на предварительно запаянные в него отрезки лужёной медной проволоки Ø 0,6 мм).

 

Тесла у вас классная, но она с человека ростом, а я специально делал портативную, которую с собой таскать можно.
Кстати, почему она еле живая?

PS. Несколько месяцев назад на тюбике смотрел ролик одного теслостроителя (осторожно: у него на канале и пурги много), он там интересно рассказывал, как их правильно рассчитывать и настраивать; там хитрости есть, результат тоже интересный. Вот:

 

Спасибо! Я уже слышал. Этим чинюгам только ограничивать да запретивкать, разрешать они не любят. Лучше бы местное производство восстановили...

 

Ясно.

"Была"? А что теперь с ней?
Но всё равно не слишком портативная. Свою могу положить в сумку и взять с собой. Ну люблю я портативные устройства. Исключение, ну разве что межгалактический сверхтяжёлый стратегический крейсер в 1 Мм размером!

 

Я таки сменил все электролиты в приёмнике на керамику. Также сменил сгоревшие ещё в 2007-м транзисторы выходного каскада УМЗЧ на "новые", того же типа (3AX31, на али долго искал), заменил резистор в самодельной подсветке шкалы, сделанной мною еще лет 30 назад. И... приёмничек снова заработал! Причём без нареканий - каких либо искажений звука не замечено. Более того, удалось поймать несколько радиостанций вечером в разные дни (напр., Радио России на 999 кГц, какую-то религиозную станцию, вроде "Мария" на 1035 кГц, и ещё пару каких-то станций).

Единственно что ещё, это желательно бы заменить КПЕ настройки (при вращении колеса настройки в некоторых положениях треск в динамике от него), но это непросто, ибо его так закрепили рядом с МА, что нужно очень аккуратно это делать, дабы не оборвать тонкие проводки от неё (0,1 мм), кроме того сама плата фреллового качества и чуть что, проводники отслаиваются. И возможно, стоит заменить потенциометр-выключатель, ибо тоже несколько изношен, но его сменить намного проще, чем КПЕ. Хорошо хоть, что все детали на замену нужных типов нашлись на али...

PS. Если не забуду, выложу фото приёмника.

 

Подскажите пожалуйста, на какой реальный коммутируемый ток может быть рассчитано сиё реле с али (см фото)?

В заявленные продаваном 10 А, а тем более 20 на самóм реле "чего-то" не верится. Калибр выводов коммутируемых контактов у него всего-то 0,5 мм.

 

Спасибо! Попробую в свободное время померить. Мне казалось, что для сего реле длительная нагрузка разве что 1,5-2, ну 3 А.