Teslamuuntaja

Käytöstä poistettua mikroaaltouunia ei tietenkään kannatta hävittää, ennen kuin siitä on otettu talteen kaikki hyödylliset osat: Muuntaja Diodi Kondensaattori Magnetroni Tuuletin + sulkunapamoottori Lautasen pyöritysmoottori Liitäntäjohto + pistoke Mikrokytkimiä + muuta pikkusälää Kondensaattori voi säilyttää varauksen pitkän aikaa uunin käytön jälkeen. Heti kun pääset siihen käsiksi, pura mahdollinen varaus oikosulkemalla kondensaattorin navat. Uuni on purettavissa suhteellisen helposti. Mallista riippuen, uunin rakennetta on purettava joko vähän tai vähän enemmän, jotta osiin pääsee käsiksi. Muuntaja on tyypillisesti muuntosuhteeltaan noin kymmenen, eli 230 V sisään ja reilu 2000 V ulos. Muuntajan perässä on yhdellä diodilla ja kondensaattorilla toteutettu kaskadi , jolla jännite tuplataan. Sekä diodi että kondensaattori kestävät näin olleen n. 2 kV, diodi kestää virtaa uunin tehosta riippuen n. 500 mA. Kondensaattorin kapasitanssi on luokkaa 1 µF. Muuntaja toi...

Kaikenlaista. Tässä kyseisessä uunissa alkuperäinen käyttäjä oli valmistanut pop-corneja täydellä teholla kahdeksan minuuttia. Popparit kypsyivät hyvin ja syttyivät palamaan pilaten uunin käyttökelvottomaksi. Nyt sillä voikin tehdä mitä hyvänsä, ennen romutusta. Mikroaaltouuni kuumentaa ruuan kohdistamalla siihen n. 2.4 GHz radioaaltoja, jotka saavat kohteen vesimolekyylit värähtelemään. Kitka muuttaa värähtelyn lämmöksi. Siksi hillomunkista lämpenee vain hillo, itse munkin jäädessä lähes kylmäksi; hillossa kun on paljon enemmän vettä muihin osiin verrattuna. Astiat eivät lämpene juuri ollenkaan. Rasva lämpenee myös, voita ja margariinia voi uunissa sulattaa. Pari klassista juttua: CD-levy ja hehkulamppu. Radioaallot indusoivat sähkövirtaa uuniin laitettuihin metalliesineisiin. Yksitäinen lusikka tai muu metalliesine ei yleensä ole ongelma, mutta kultareunainen lautanen alkaa salamoimaan. CD- ja DVD-levy sisältää hiustakin ohuemman metallikalvon, johon uunissa indusoit...

Joulupukki toi Kiinasta teslamuuntajan rakennussarjan . Tämä yhdellä  IRFP260 mosfetillä varustettu pieni muuntaja osaa myös moduloida ääntä resonanssitaajuuden sekaan. Pari iltaa tuli pojan kanssa vietettyä sitä kasatessa. Tässä lyhyt projektikuvaus. Mukana ei tullut mitään rakennusohjeita, joskin piirilevyssä oli hyvät komponenttimerkinnät kyllä. Ne eivät tosin täsmänneet komponenttien kanssa. Levyssä oli paikat neljälle vastukselle, 2 kpl 10 kΩ ja 2 kpl 4,7 kΩ, mutta mukana oli vastukset 2 kpl 10 kΩ 2 kpl 6,8 kΩ. Onko suunnitelma muuttunut piirilevyn valmistuksen jälkeen, vai oliko mukana väärät vastukset? Kotoa löytyi kyllä 2 kpl 5,6 kΩ vastuksia, jotka olisivat olleet lähempänä piirilevymerkintöjen arvoja, mutta päätettiin kuitenkin käyttää mukana tulleet. Ja mihin toisiokäämin alapää liitetään? Entä yksi ylimääräinen 150 pF kerko, jolle ei löytynyt paikkaa mistään? Parin illan juottamisen ja ihmettelyn jälkeen laite oli kuitenkin valmis, eikä osia jäänyt kovin paljon y...

Yksinkertaisin mahdollinen Teslamuuntajakytkentä on yhdellä ainoalla transistorilla toteutettu Slayer Exciter -kytkentä. Kuva 1. Plasmaliekki. Kytkennän nimen alkuperä on epäselvä. Kytkentä on äärimmäisen yksinkertainen, eikä sitä tarvitse virittää, vaan se asettuu itsestään tarkalleen käytössä olevien käämien resonanssitaajuuteen. Kuva 2. Kytkentäkaava. Ihan pienet laitteet voidaan toteuttaa kuvan mukaisella 9V patterilla ja vaikka transistorilla  2N2222A , mutta nyt kun toisiokäämi on iso, kannattaa käyttää jotain tehokkaampaa. Ensimmäiset kokeilut tein transistorilla  TIP31C , joita kytkemällä rinnan neljä kappaletta, toimikin melko hyvin. Transistorien rinnan kytkentä on edelleen huono idea, mutta transistorien tehokkaalla jäähdytyksellä, kytkennän ajautuminen vinoon näyttää kuitenkin pysyvän hallinnassa. Transistorin lämpöhäviö nimittäin kasvaa kun se lämpenee, joten jos yksi rinnakkytketyistä transistoreista lämpenee muita enemmän, se alkaa lämmetä yhä enem...

Posti toi Kiinasta pari tehotriodia tulevia projekteja varten. Kuvassa mittakaavana yksi AA-patteri. Nämä ovat putken 811A korvikkeita  572B . Putket ovat tavallaan mielenkiintoisempia kuin puolijohteet. Niiden toiminta on helpompi ymmärtää, ne ovat näyttävän näköisiä ja sähköisesti kestäviä. Putket eivät pimahda samalla tavalla herkästi kuin puolijohteet, vaikka suoritusarvot hetkellisesti ylittyisivätkin. Lyhyen aikaa putket kestävät hyvinkin suurta kuormaa. Tämä putki kestää jatkuvaa kuormaa 1200 V ja 90 mA, mutta hetkellisesti ainakin 2000 V ja 300 mA, eli 600 wattia. Kytkemällä kaksi putkea rinnan, voidaan virrankesto lähes kaksinkertaistaa, ei aivan, koska niillä on taipumusta ajautua epätasapainoon keskenään.

Teslamuuntajien toroidit tehdään usein alumiinisesta haitariputkesta. Sellainen on teknisesti hyvä, mutta vähän siivottoman näköinen, joten päätin tehdä toroidin ruostumattomista putkenosista. Liittämällä neljä 90 asteen käyrää toisiinsa, syntyy täydellinen toroidi. Nämä osat ovat hyvin mittatarkkoja, ne voidaan sellaiseneen kiinnittää kevyesti teipilillä toisinsa ennen heftausta. Kas noin! Koska liitosten ei tarvitse kestää minkäänlaista mekaanista rasitusta, ne voidaan hitsata TIG:illä ihan kevyesti, ilman lisäainetta, yksinkertaisesti sulattamalla reunat yhteen.  Heftauksen jälkeen teipit poistetaan ja hitsataan saumat ympäri. Valmis toroidi ennen viiemistelyä. Pinta pitää hioa tai kiillottaa sekä kiinnittää todoirin keskelle joku kappale, josta se voidaan kiinnittää muuntajan toisiokäämin päähän. Tämä rakenne on vielä suunnittelematta.

Yksi tällaisen älyttömän laitteen rakentamisen pointti on oppia ymmärtämään sen toimintaa ja siihen liittyviä ilmiöitä. Tiedämme, että kyseessä on resonanssimuuntaja, jonka toiminta perustuu ensiön ja toisin resonanssiin ja ne on mitoitettava vastaamaan toisiaan. Mitoituksen osassa 5 laskimme toisiokäämin resonanssitaajuudeksi 231,15 kHz, jonka mukaan ensiöpiiri on mitoitettu. Ensiön taajuuteen vaikuttavat kondensaattorin kapasitanssi ja käämin induktanssi. Valmiin ensiöpiirin induktanssi voitaneen mitata kytkemällä siihen ulkoinen virtalähde, jolla kondensaattori varataan. Sen jälkeen kytkimellä kytketään varattu kondensaattori käämiin, jolloin systeemin pitäisi alkaa värähdellä ominaistaajuudellaan joksikin aikaa, kunnes jännite katoaa häviöiden vuoksi. Värähtelyn havaitsemiseksi tarvitaan oskilloskooppi. Virtalähteenä käytetään laboratoriovirtalähdettä, josta otetaan täydet 60 volttia. Oskillosskooppi näyttää sen mikä oli oletuskin; vaimeneva värähtely. Sko...