Наверное все слышали и видели на Ютубе зажигалки (для сигарет или плиты газовой), производящие электрическую дугу, но в этой конструкции благодаря модуляции получаются ещё и звуковые эффекты — своеобразный плазменный динамик. В конструкции установлен Li-ion аккумулятор, который питает транзисторные ключи. Управляющий сигнал транзисторов выходит из микроконтроллера PIC12F1840 . Он генерирует сигнал ШИМ 15 кГц, а модуляция в ритм музыки позволяет транслировать звук через горящую электрическую дугу. Код программы и схему вы найдете далее.
Принципиальная схема плазменной зажигалки
Схема плазменной поющей зажигалки на микроконтроллере
Как это работает
Программа управляет трансформатором при помощи комплементарных ШИМ-сигналов на несущей частоте 15 кГц для генерации дуги.
Затем она модулирует сигнал (а следовательно, и плазменную дугу) на звуковых частотах, чтобы создать мелодию.
На фотографиях показано готовое заводское устройство, но по приведённой схеме можно собрать такую плазменную поющую зажигалку самому — .
Разобранное устройство
Зажигалка электрическая — плата с деталями
Зажигалка с модулированной электрической дугой
Питание электрозажигалки от литиевого аккумулятора подходящих размеров, например от старого мобильного телефона или побитого смартфона. АКБ заряжается от Micro-USB () через микросхему ЗУ LTC4054 .
Видео работы зажигалки
Сегодня рассмотрим китайские зажигалки для газа, работающие от пальчиковых батарей. Цена таких устройств не превышает 1$ (в некоторых случаях не более 0,5$). Подобные зажигалки имеют полностью электронную начинку. Внутри можно обнаружить компактную плату, на которой расположено несколько компонентов.
Схема зажигалки для газа, состоит из двух основных частей:
- Преобразователь напряжения;
- Высоковольтная катушка.
Такие зажигалки предназначены для работы с одной или с двумя пальчиковыми батарейками с напряжением 1,5 Вольт. Может в течение долгого времени работать от одной пальчиковой батареи, при двух батарейках не стоит включать на долгое время. При работе, на выходе образуется пробой воздуха не более 0,5см. Выходное напряжение схемы порядка 6-7кВ.
Повышающий преобразователь состоит всего из трех компонентов:
- Транзистор;
- Ограничительный резистор;
- Повышающий трансформатор.
Схема электронной зажигалки
Схема — блокинг-генератор. На вторичной обмотке образуется повышенное напряжение порядка 50 Вольт. Часто в таких схемах применяется биполярный транзистор серии S8550D (р-n-р, 25 В, 1,5 А). Затем напряжение выпрямляется. Тиристор PCR606J (600 В, 0,6 А) работает в ключевом режиме, подает кратковременные импульсы на первичную обмотку высоковольтной катушки. Сама катушка секционная, сопротивление вторичной обмотки составляет порядка 355-365 Ом. Обмотка намотана медным проводом, диаметр в районе 0,05мм. Первичная обмотка намотана на ферритовом стержне и состоит из 15 витков, провод 0,4мм.
Возможные причины неисправности устройства
- Причиной неисправности схемы может являться в первую очередь неисправный тиристор. Его можно заменить на аналогичный, к примеру — MCR2208.
- Вторая причина неисправности схемы может быть в транзисторе. В процессе работы он может выйти из строя по разным причинам. Транзистор желательно заменить на более мощный — кт815/817, хотя можно использовать и маломощные — КТ315 или, что еще лучше КТ3102.
- Редко, схема может выйти из строя из-за диода. Дело в том, что в некоторых схемах зажигалок для газа, используется обычный выпрямительный диод, но в последнее время почти во всех устройствах можно увидеть импульсный диод серии FR107.
Принцип действия данного устройства прост- преобразование постоянного напряжения в высоковольтное высокочастотное для получение искры.
Но как показала практика основная проблема при изготовлении электрической зажигалки это высоковольтный трансформатор: во первых к нему очень высокие требования относительно качества изоляции а во вторых он еще должен быть и как можно миниатюрнее.
Эти требования удовлетворяет схема приведенная ниже: здесь применен уже готовый трансформатор- ТВС-70П1. Это строчный трансформатор который применялся в переносных черно-белых телевизорах (типа "Юность" и им подобным). В схеме он указан как Т2 (используется только пара обмоток).
Предлагаемая схема позволяет снять зависимость напряжения подаваемого в высоковольтную катушку от порога срабатывания динистора (их наиболее часто применяют), как это реализуется в опубликованных ранее схемах.
Схема состоит из автогенератора на транзисторах VT1 и VT2, повышающего напряжение до 120...160 В с помощью трансформатора Т1 и схемы запуска тиристора VS1 на элементах VT3, С4, R2, R3, R4. Накопленная на конденсаторе СЗ энергия разряжается через обмотку Т2 и открытый тиристор.
Насчет трансформатора Т1: он выполнен на кольцевом ферритовом магнитопроводе М2000НМ1 типоразмера К16х10х4,5 мм. Обмотка 1 содержит 10 витков, 2 - 650 витков проводом ПЭЛШО-0,12.
По остальным деталям: конденсаторы:С1, СЗ типа К50-35; С2, С4 типа К10-7 или аналогичные малогабаритные.
Диод VD1 можно заменить на КД102А, Б.
S1 - микровключатель типа ПД-9-2.
Тиристор можно использовать любой, с рабочим напряжением не менее 200 В.
Трансформаторы Т1 и Т2 крепятся к плате клеем.
Устройство выполняется на печатной плате а разместить ее можно даже в пустой пачке от сигарет
Разрядная камера располагается между двумя жесткими проводами диаметром 1...2 мм на расстоянии 80...100 мм от корпуса. Искра между электродами проходит на расстоянии 3...4 мм.
Схема потребляет ток не более 180 мА, и ресурса элементов питания хватит более чем на два часа непрерывной работы, однако не прерывная работа устройства более одной минуты не желательна из-за возможного перегрева транзистора VT2 (он не имеет радиатора).
При настройке устройства может потребоваться подбор элементов R1 и С2, а также изменение полярности включения обмотки 2 у трансформатора Т1. Желательно также проводить настройку с неустановленным R2: проверить напряжение на конденсаторе СЗ вольтметром, а после этого установить резистор R2 и, контролируя напряжение осциллографом на аноде тиристора VS1, убедиться в наличии процесса разряда конденсатора СЗ.
Разряд СЗ через обмотку трансформатора Т2 происходит при открывании тиристора. Короткий импульс для открывания тиристора формируется транзистором VT3 при возрастании напряжения на конденсаторе СЗ более 120В.
Устройство может найти и другие применения, например, в качестве ионизатора воздуха или электрошокового устройства, так как между электродами разрядника возникает напряжение более 10 кВ, что вполне достаточно для образования электрической дуги. При малом токе в цепи это напряжение не опасно для жизни.
