2558 
~7.5 мин
Здравствуйте, мозгоизобретатели! Если вам слегка поднадоели старые обычные черные динамики, которые только и могут, что воспроизводить звук, и если простая цветомузыка вас уже не впечатляет, то «плазменная» самоделка этой статьи вас определенно заинтересует!
«Плазменный» динамик - это мозгоустройство, генерирующее высоковольтную электрическую дугу, которая излучает фиолетовое свечение и издает звук, и все это без каких-либо динамиков и движущихся деталей! Звучит слишком заманчиво, чтобы быть правдой, не правда ли? Но это так, высоковольтная дуга действительно «поет» посредством вибраций воздуха (конечно чтобы сработало нужно будет подсоединить его к аудиодевайсу). А если вы все еще не верите мне, то просто не читайте это мозгоруководство :)
Я всегда хотел собрать подобную самоделку, а перед созданием этой мозгоподелки я целых полгода только фантазировал, пока один самодельщик не «подтолкунул» меня на сборку, спасибо Kiteman!
На видео мой первый прототип «плазменного» динамика.
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=BSeP34yC6vA
Шаг 1: Важная информация, которую необходимо знать
«Плазменный» динамик — это не игрушка!!!
Опасность для здоровья
В отличие от обычных динамиков, «плазменный» динамик это устройство высокого напряжения, поэтому если вы не знаете, что это такое, то НЕ ПЫТАЙТЕСЬ сделать эту поделку!!! Так же не пробуйте собирать этот динамик если у вас проблемы с сердцем и/или вы носите кардиостимулятор, потому что всего один маленький разряд МОЖЕТ НАВРЕДИТЬ вам! Всю ответственность за возможные повреждения (и даже смерть), которые могут случиться при сборке и эксплуатации этого «плазменного» динамика, вы берете на себя!
Почему вы должны знать обо всем этом? Да потому что жизнь всего лишь одна…
Если вы думаете, что не следует собирать подобную мозгоподелку, то, вместо того чтобы рисковать жизнью при сборке и эксплуатации «плазменного» динамика, просто посмотрите видео о том как он работает.
А если все же уверены, что все будет хорошо, и сможете собрать подобную поделку не рискуя своей жизнью, то переходите к следующему шагу.
Опасность для электроники
«Плазменный» динамик генерирует высокое напряжение, поэтому есть вероятность скачка напряжения в низковольтном контуре устройства, который может перекинуться на аудиолинию и повредить плеер. И хотя плееры имеют некую защиту от скачков напряжения, она может не сработать… Поэтому я не несу ответственности за возможную поломку вашего аудиоустройства! Используйте дешевый аудиодевайс, например старый CD-плеер, но если вы богаты, то можете пользоваться и дорогими :).
Шаг 2: Электросхема
Идею мозгоподелки я почерпнул вот на этом интересном сайте, но представленная там схема была довольно сложной, да и покупка сразу четырех МОП-транзисторов была для меня затратной…
Поэтому я упростил схему, оставив всего один МОП-транзистор. В комментариях я получил очень много жалоб на то, что схема не работает или работает не так как нужно. Новая схема ФУНКЦИОНАЛЬНА, но может работать не у всех из-за плохого качества МОП-транзисторов (да и некоторых других деталей).
Недавно я узнал о том, что производители детали хорошего качества продают другим производителям, а более низкого качества пускают на продажу в розничные сети. Для этой мозгоподелки хорошее качество МОП-транзистора является важным требованием, и получить такой транзистор можно только выпаяв его из старой техники, если конечно вы не готовы изрядно потратиться на заказ большой партии у производителя :)
Шаг 3: Итак, как все это работает?!
Вам уже наверное любопытно как функционирует «плазменный» динамик…
Примечание: Информация этого шага носит технический характер, поэтому можете пропустить его если вам она не понятна.
TL494 ведет себя как вибратор и модулятор, он генерирует высокую частоту ( от 5KHz до 45KHz) для управления строчным трансформатором для выработки высоковольтной дуги. После подачи аудиосигнала, TL494 модулирует несущую высокую частоту в соответствии с частотой поданного аудиосигнала. И тогда строчный трансформатор, управляемый этой модулированной высокой частотой, вырабатывает дугу, которая колеблется с обоими частотами - и аудио, и высокой частотой, тем самым создавая звуковой сигнал.
Подстройкой потенциометра 22К повышается высокая частота, и когда она становится больше 20 кГц, мы не можем ее слышать, остается только звуковая частота…
Надеюсь что изложил более-менее понятно...
Шаг 4: Что нам понадобится …
Для создания этом «плазменной» самоделки потребуется довольно много деталей…
Радиодетали:
- микросхема TL494 (даташит для нее)
- электролитический конденсатор 200мкФ (или 220мкФ) 50В
- конденсатор 47нФ 250В (или с напряжением схожего номинала)
- конденсатор 100нФ 50В
- конденсатор 10нФ 50В
- резистор 2.2КОм 0.25Вт
- резистор 10 Ом 0.25Вт
- диод UF4007 (или другой быстрый диод рассчитанный на 1А (или больше)) 500В (или выше)
- потенциометр 10КОм 0.25Вт (тоже самое что и переменный резистор)
- потенциометр 22КОм 0.25Вт (тоже самое что и переменный резистор)
- аудиоразъем
- провода
- МОП-транзистор IRF540 (или другой аналогичный)
- большой радиатор
- строчный трансформатор (можно «добыть» из старого монитора/телевизора с катодно-лучевой трубкой)
- источник питания 12В (для TL494 я использовал 9В-ю батарейку)
- источник питания 12-40В (для строчного трансформатора)
- макетная плата
- печатная плата
Инструменты:
- паяльник
- стриппер (для зачистки проводов)
- кусачки
- плоскогубцы
- держатель «третья рука»
- клеевой пистолет
Из умений:
- опыт обращения с паяльником
- способность «читать» схемы
- знания о высоковольтном напряжении
Шаг 5: Сборка электроцепи на макетной плате
Как и заявлено в заголовке, собираем на макетной плате электроцепь самоделки! Почему на макетной плате, а не сразу на печатной? Идея собрать схему на макете, прежде чем спаять ее на печатной плате хороша потому, что:
- вы можете узнать как скомпоновать детали на печатной плате,
- вы можете убедиться, что все детали работают как надо, а при необходимости легко заменить их,
- вы можете доработать электроцепь или подстроить ее, чтобы получить наилучшее звучание «плазменного» динамика.
Я собрал свою электроцепь по упрощенной схеме на макетной плате, установленной в недавно полученный комплект «Electronic Lab». А для подключения строчного трансформатора намотал 5 витков (или побольше) толстого одножильного провода на ферритовый сердечник, это будет первичной катушкой.
Шаг 6: Тестирование собранной цепи
Электроцепь собрана, поэтому проверяем ее на работоспособность!
Если она не работает, то не стоит расстраиваться, просто возвращаемся к предыдущему шагу и проверяем правильность сборки электроцепи, убеждаемся в наличии всех соединений и корректность установки деталей в цепь.
Моя, к сожалению, работает не вполне хорошо — МОП-транзистор «преобразует» большое количество электроэнергии в тепловую энергию, поэтому сильно греется… И для того чтобы он «продержался» как можно дольше мне пришлось на него установить мозгорадиатор, но он все равно сильно нагревался после трех минут непрерывной работы.
На данный момент это самый лучший вариант электроцепи… Если ваша работает без особых проблем, то это здорово!
Шаг 7: Пайка электроцепи
Электроцепь мозгоподелки собрана и проверена на работоспособность, приступаем к ее пайке на печатной плате!
Как вы могли заметить на фото, я использую 16-контактную колодку для TL494, идея применять такие колодки для микросхем действительна хороша, так как позволяет избежать перегрева микросхемы во время ее пайки, а если она сгорела, то ее можно легко заменить, без дополнительной перепайки…
Еще одна хорошая идея — это использовать светодиод для индикации включения/выключения цепи. Он подключен в контур питания микросхемы TL494.
После того как цепь спаяна, убеждаемся в наличии «качественных блестящих контактов», и отсутствия между ними перемычек. Если все нормально, то на хрупкие детальки и провода, для предотвращения их отрывания, капаем немного горячего клея.
Шаг 8: Финальная проверка
Мы уже близки к завершению…
Еще раз проверяем «плазменную» мозгоподелку на функциональность. Если она работает, то можно выдохнуть, вы сделали это! А если нет, то не впадайте в уныние (по себе знаю как это неприятно, когда то что вы делали не работает)...
И вот несколько возможных причин, почему плазмоподелка не работает:
- перемычка на контактах — самая распространенная проблема во время пайки цепей,
- упущенные соединения — еще одна распространенная причина,
- нерабочие детали.
Постарайтесь найти и устранить неисправность, ведь это не повод отступить, если конечно вы не слишком ленивы чтобы сделать это...
После того, как «плазменный» динамик собран и работает, то хорошо бы его поместить в корпус, чтобы защитить электронику от повреждений посторонними объектами, а людей от поражения электрическим током.
Шаг 9: Радуемся своей работой и удивляем друзей!
Вот, в принципе, и все инструкции по созданию своего «плазменного» динамика! Остается лишь включить вашу любимую мелодию, а затем слушать и наблюдать «танец» электродуги, и, конечно, восхищаться своим творением…
Когда вы покажете эту «плазменную» самоделку своим друзьям и родственникам, я вам гарантирую, она сильно впечатлит их. Когда мой отец впервые увидел «плазменный» динамик в действии он произнес что-то вроде: «Что за… Да ладно… Этого не может быть». Но он ошибся, нет ничего невозможного… Ничего.
Шаг 10: Как пользоваться «плазменным» динамиком
Своей «плазменной» поделкой можно управлять посредством двух потенциометров. Тот что на 10КОм меняет внутреннюю частоту вибрации TL494 в пределах 5 кГц - 50 кГц. Если вы хотите проигрывать музыку с помощью дуги, то настройте этим потенциометром частоту так, чтобы она была не слышна и играла лишь музыка. Примечание: потенциометр 10КОм не управляет звуковым сигналом (музыкой).
Я не совсем уверен в чем заключается действие потенциометра 22КОм, но кажется он контролирует уровень громкости звукового сигнала, поэтому вращая его ручку настройте нужный вам уровень громкости музыки. Примечание: чем громче музыка, тем короче длина дуги.
Шаг 11: Занимательные разряды…
И напоследок…
Во время тестирования (ну хорошо, звучания) моего плазмодинамика 12В батарея разряжалась и дуга становилась невпечатляюще короткой. Я заменил аккумуляторную батарею от лабораторного блока питания на компьютерный блок питания и добавил конденсатор 22,000мкF параллельно источнику питания 12В. Этот конденсатор будет сглаживать любые скачки высокого напряжения, которые могут возникнуть в этом контуре.
Подсоединив блок питания компьютера к мозгодинамику я включил его…
Дуги стали другими, вместо фиолетового «жала» получалось «гневное» колыхание, и это создавало интересное свечение. Но для «плазменного» динамика это не годилось, поскольку это колыхание заглушало саму музыку…
А вот и видео с высоковольтными дугами.
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=c9hkcDjotWk
На этом все, надеюсь вам понравилось!
( Специально для МозгоЧинов #Build-A-Plasma-Speaker/?ALLSTEP">)
