Поющая дуга (ионофон). Как собрать дома «поющую дугу» или по научному ионофон Поющая дуга

Основа - генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхем 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

Активных компонентов в схеме всего два - таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)

Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом

Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)

Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)

Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)

Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

В этой стать будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор - использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типа ТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.

Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант - использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.

В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой "дуговый" громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

В данном руководстве вы узнаете, как своими руками собрать одно очень увлекательное приспособление. Ионофон, или как ее в народе называют «поющая дуга». Несмотря на то что, многим данное название ни о чем не скажет, все же подобные игрушки невероятно популярны в среде начинающих радиолюбителей.
Мы все уже давно привыкшие, что звук с различных устройств воспроизводится благодаря стандартным динамикам. Но ионофон способен воспроизвести этот, же самый сигнал, за счет специального ионизированного потока.

В действительности в устройстве молодой радиолюбитель не увидит ничего сложного, ведь вся схема сделана из:

• Генератора. Он представлен микросхемой NE555;
• Силовой части, которая является мощным N-канальным полевым транзистором IRFZ44;
• Высоковольтного трансформатора состоящего из строчной развертки старого советского телевизора Tr1

Разберем подробнее данную конструкцию. Микросхема NE555 является генератором прямоугольных импульсов с возможностью модуляции аудио. С помощью строчного резистора, который находится на плате, можно настраивать частоту в пределах от шести до 48-ми кГц.
Сам звуковой сигнал должен подаваться с помощью разделительного конденсатора на пятый вывод схемы. За счет этого можно контролировать продолжительностью импульсов. А полевой транзистор, нагружает выход микросхемы 555 и раскачивает мощный высоковольтный трансформатор. Он должен располагаться сверху на радиаторе. Для этой конструкции можно использовать полевики с силой тока от 20-ти ампер и с расчетным напряжением, превышающим 40 вольт. Но лучше воспользоваться транзисторами на 100V.

Что касается строчного трансформатора, то в нашем варианте используется ТВС110ПЦ15

Для начала свободная часть сердечника обматывается 12-ть раз заизолированным проводом в 1мм. Размер проводов в диаметре должен быть от 0,5-ти до двух мм.

Далее необходимо найти выход прочной обмотки с высоковольтного трансформатора. В большинстве случаев это бывает обмотка с наивысшим сопротивлением. Для того, чтобы ее отыскать можно воспользоваться мультиметром. Либо изучить данную схему:

Дуга способна не только звучать, но и менять свою форму при низких частотах.

В конце хотелось бы заострить внимание на том, что при любых экспериментах не стоит забывать о простейших правилах техники безопасности.

ПРИКРЕПЛЕННЫЕ ФАЙЛЫ –

Ветрогенератор на базе асинхронного двигателя Наша библиотека Паяем штекер к экранированному аудио кабелю

Устройство входит в число высоковольтных игрушек с применением интегрального таймера 555. Достаточно интересная работа девайса может вызвать особый интерес не только среди радиолюбителей. Такой высоковольтный генератор очень прост в изготовлении и не нуждается в дополнительной настройке.
Основа - генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхеме 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

В этой статье будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.
Активных компонентов в схеме всего два - таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор - использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типаТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)
Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом
Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)
Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)
Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)
Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.
Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант - использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.
В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой "дуговый" громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

Список радиоэлементов

В 1899 или 1900 г английский физик Вильям Дуддель (William Du Bois Duddell) экспериментировал с дуговыми лампами с целью уменьшить нежелательный звуковой эффект от них. Однако, результат получился обратным. Оказалось, что при подключении параллельно дуге колебательного контура, в системе возникают автоколебания на частоте этого самого контура. Дуга начинает «петь». (Честно говоря, мерзко визжать).

Кому этого достаточно, смотрим видео:

Для начала, схема, которая у меня на видео пищит.

600 В для этого опыта нафиг не нужно (большая часть всё равно балластом гасится), просто был готовый блок с готовым балластом под рукой. Расчётная частота контура с указанными номиналами элементов выходит 2800 Гц. По высоте писка похоже.

Сначала поставил 2 графитовых электрода, потом анод заменил на медный. Так громче пищит и устойчивей генерация.

Но не всё там, на самом деле, так просто. Генерация возникает за счёт наличия падающего участка на вольт-амперной характеристике дуги. Значит, как минимум, на этот участок нужно попасть. Влияет всё: материал электродов, расстояние между ними, среда, в которой горит дуга, электрические параметры самой цепи.

Если полезть ещё глубже, возможны 2 режима колебаний: непрерывный (чистая синусоида небольшой мощности) и прерывистый (асимметричная синусоида с периодическим погасанием дуги). Но это если подробно, целая лекция выйдет. А примечательна эта штука тем, что на этом принципе впервые была осуществлена голосовая радиосвязь. До этого только морзянкой могли телеграфировать.

Правда, в простейшем виде этот генератор не способен дать частоту выше 20- 30 кГц. Для выхода в радиодиапазон нужно, как минимум, поместить дугу в атмосферу водорода или богатых им веществ (спирт, керосин). Затем, анод желательно делать медным и водоохлаждаемым. Также применялся ещё ряд специальных мер. Эти новшества шведский инженер Паульсен позже ввёл. Такие радиостанции были в своё время весьма распространены (например, знаменитая Шуховская башня в Москве) и строились на мощность вплоть до сотен кВт.

Кстати, и в современной радиотехнике этот принцип не забыт. Только вместо дуги используют туннельные диоды, также имеющие падающий участок характеристики, но позволяющие работать даже в СВЧ-диапазоне.

На этом, думаю, пока хватит.