MOSFET és Zenélő tesla

Egy MOSFET-es rajzot is kipróbáltunk, hogy ne maradjanak elvarratlan szálak, igaz nekünk nem volt IRF640-ünk, csak IRF740.

A rajz meg ez volt:

Forrás, videó

Itt egy IRF640-es hasonló szerkezet, szép nagy szikrát tojik, viszont feszkót is kap rendesen, nekünk ilyen tápunk jelenleg nincs, csak 18V körül tudunk adni, 1200mA környékén (azért a környékén, mert gőzünk sincs, hogy a ráírt érték mennyire valós, hiszen a 18,8V-ot is a 12V-os kapcsolónál kapjuk).

Sajnos meg se nyikkant az IRF740, nem is melegedett, pedig megforgattuk a primer irányát is. 

De volt IRF840 is itthon, ami viszont egyből működött. 

Sokan használnak IRF260-at is.

Forrás

Nekünk azonban a Tip41C sokkal jobban bejött, szikraméretben is, meg egyszerűségben is.

Maradt még egy elvarratlan szál, a zenélő tesla. 

Forrás1, Forrás2

Ami egyből szembe tűnik, hogy a BD243 kör nagyjából olyan, mint az eddigiek, tranzisztor, az R4 a bázis előtt, a fordítva bekötött LED1 mondjuk kicsit furcsa helyen van, de biztos az is okés, illetve a két tekercs. Az összes többi alkatrész mind a muzsikának szól. Gyanítom, leginkább a muzsikát szolgáltató eszköz védelmének. Valami olyasmi történik, hogy a FET-tel a primer tekercset a zene szerint (amplitúdó?)modulálja. Ezt valahol olvastuk és rögtön felmerült, hogy akkor most lehet, vagy nem lehet, és ha igen, miért nem FM-en fogni a tesla-szikráját?

A zenélő tesla másik alternatívája TIP41C-vel.

Forrás

Ami furcsa, hogy mindkét led egyformán van bekötve (más rajzokon a LED1-nek megfelelő pozícióban fordítva szokott lenni, mert a nagymenetszámú tekercsről lejövő vezeték tud sokkal negatívabb lenni, mint maga a ground). Megpróbáltuk így is, meg úgy is, számottevő különbséget nem észleltünk.

És így néz ki a mi megoldásunk:

Csak egy hűtőbordánk volt kéznél, amit a TIP41-re tettünk de az IRF530 is igényli, mert forrósodott rendesen.

Hát nagyon nagy jóindulattal, éppen csak hogy, hallatszik valamiféle hangmoduláció a szikrában, de leginkább csak zaj. Rádióval is alig-alig fogható. A gyengébbik kínai zenélő tesla is szinte jobb ennél. De csak szinte.

Tesla első kísérletek

A kínaiak sajnálják tőlünk a szikrát. Legalábbis kis pénz, kis teszla, kis szikra. A kis modul felgyújtja ugyan a mellé adott a glimmet, meg a CFL-t, de látták a kínaiak is, hogy vállalhatatlan, hogy egy hangyafasznyi szikra sem áll ki a tekercs végéből. Ezért tojtak a tekercs közepére egy ledet, hogy legalább az világítson, ha már a villám nem fog.

Ennek ez a rajza, ha bízhatunk az internetben, a következő. 

Forrás

De a nagyobb, zenélős teszla sem jobb semmivel. Ugyanúgy nem szikrázik, csak ráadásul még a zenét sem zsünnyögi el.

A CFL-et ímmel-ámmal felgyújtja és a kizizegett zene is fogható FM frekvencián a lakásban, ha nagyon megkeresem (de élvezhetetlenül), csak azért ez elég kiábrándító. Pár évvel ezelőtt még olyan modult árultak, ami szikrázott is és zenélt is (ha annyira közel tetted a füledet, hogy már pörkölgette a szikra). És még azzal voltunk elégedettlenek, mert nem tudtuk, hogy azt is meg lehetne becsülni. Az így néz ki és számtalan kísérletünk alanya volt:

Mindkettő BD243-as, de a FETje az valami totál más,  mint amit a zöld áramköri lapkára nyomtattak. 80NF07 van nyomtatva, de P75NF75 volt a csomagban. Az alábbit kerüljétek el mindenképpen, erre 80NF70 van nyomtatva és P80NF70 is van a csomagban, (pedig egészen igényes darabnak tűnik).

103-as kondit tettek a csomagba a 105-ös helyett, de olyan rajzokat is láttunk, ahol a +/- közé egyáltalán nem tettek semmiféle kondenzátort, elvileg  a tápot hivatott stabilizálni. Ebben a videóban (1:30 körül) azonban beszámolnak arról, hogy a kondenzátor szerepe túlmutat a táp stabilizálásán. Érdemes megnézni.

Mindenesetre, Ecopityu asztali bikatekercseit is BD243 hajtja, és 20V környékén egészen bámulatos szikrákat szór. Szóval vagy a kínaiak akarják túlhajtani az egyszeres primer tekercsükkel a csóró 300 menetes szekunderüket (érdemes lenne játszani a primer tekercsszámmal) vagy én nem tudom, de sokkal többre képes az a tranzisztor, mint amit ezek a modulok kisajtolnak belőle.

De amúgy is tervben volt, hogy ebben az életben nekünk is kell működő tekercset csinálni. Akármilyen tesla-tekercset elég könnyű előállítani, csak meg kell nézni jó sok videót, viszont jó tesla-tekercset meg pont, hogy nagyon nehéz. Nem is vállalkozunk rá. Szóval számunkra a skin-hatás, indukció, rezonancia, szórt kapacitás és még sok minden más, nem is létezik. Sőt a teszla-kalkulátort úgy csuktuk be, hogy nem is értettük milyen adatokat kér tőlünk. 

Szóval tekercselünk. Aztán meglátjuk mi lesz.

A mi egyik, D-vitaminos pezsgőtabis dobozra csavarintott tekercsünk kb. 130milliméter, 29mm átmérőjű, kb. 0,2-0,3mm dróttal (sublerrel), ez azt jelentené, hogy 650 menetünk van, de mikroszkóppal 3milliméteren 11 menetet számoltunk, tehát inkább csak 476 menetről beszélünk. Én meg nem számolom az egészet, az kurvaélet, de van néhány módszer arra, hogy ellenőrizzük. Az induktor-mérőnk sajnos mindent mért: 67,7-137,8 ohm között, illetve stabilan 1,0mH-t mutat (már amikor nem téveszti össze egy kondenzátorral). A multiméter viszont stabilan, minden mérésnél 15,5ohm körül mér. Ebben azért jobban bízunk. Egyetlen ilyen menet kb. 91mm, ez 476-szor nagyjából 43 méter. Az ellenállás-kalkulátor szerint 0,25mm vastag dróttal 14,9 ohmnak kellene lennie. Kész, elfogadjuk. A másik műszer le van szarva, ekkora menetszámnál ilyen átmérővel 1,3 uH-t kellene mérnünk, hogy reálisnak tűnjön.

A másik, csípőspaprikás palackunk, szélesebb, 6,6cm átmérőjű, ugyanebből a drótból (0,25mm), 107mm hosszan tekercselve (azért pont ennyi, mert itt fogyott el a drótunk), egy menet 20,7cm, 392 menettel ez olyan 81 méter. Na és mit mond az ellenállás kalkulátor? 28,2 ohm. A mérésünk meg 28,3 ohm. Ez akkor megvolna.

Forrás

Több neten talált rajzot megpróbáltunk, már amihez volt alkatrészünk is, ez volt az első. amelyik működött is, ráadásul nagyobb szikrát adott, mint a régi kínai teslám. (Ugye az újabbaknál könnyű volt nagyobb szikrát produkálni.) Hűtőborda nélkül sem melegedett túlságosan, de persze, csak egy-egy fotó erejéig járattuk. Szóval TIP41C-vel dolgozunk, mert ez van kéznél.

Mindkét tekercsünnkel nagyjából ugyanazt hozta. Sőt a kínai modul tekercséből is képes volt szikrát csinálni.

Tehát nem a kínaiak tekercsével van a baj, hanem a meghajtójukkal. Viszont csodák csodája, a mi tekercsünkből is kipréselt némi szikrát a modul. A képen nem látszik, de az bizony szikra a drót végén. Csak hangot azért nem zsünnyögött továbbra sem rádióhullámra.

Viszont eközben felfedeztük a teszla-távírót. 

A lejátszott podcastet ugyan nem tudtuk fogni FM-rádióval, de ha matattuk az érintőképernyőt, az  simán modulálta a zúgást. Gyakorlatilag le lehet tapogatni a képernyőn egy táviratot, amit aztán az FM sávon fel és alá, hosszan lehet fogni. 

A neten sok hasonló rajzot találtunk, néhányban led is volt, fordítva bekötve a tranzisztor bázisára. Például Walter teszlájában:

Forrás

A rajzból valami olyasmi derül ki, hogy amint a tranzisztor vezetni kezd, áram folyik a primer tekercsen, amitől áram indukálódik a szekunderben, ami a tranzisztor bázisára kötve, zárja azt. Ettől megszűnik a gátlás a bázison, újra vezet a tranzisztor. És ez zajlik kurva gyorsan oszcillálva. A feketeövesek ki tudják számolni a rezonanciafrekvenciát is. Vagy mérni. Mi egyikhez se vagyunk méltók.  

Mellesleg Walter 6-10 centi átmérőjű tekercset készített, nem is lett olyan bika-szikrája, mint nekünk. Na jó, nekünk a menetszám is több volt a szekunderen, és a primerre meg csak egy menetet raktunk. Illetve, mi azért küldtük rendesen 18-19 volttal.

Ecopityu teslájában szintén ugyanígy van: 

Forrás

Hogy a Led mi célt szolgál, arról ebben a videóban beszél (5 perc környékétől), gyakorlatilag azért van bekötve fordítva, hogy csak akkor világítson, amikor a szekunder tekercsből negatívabb feszültséget kap, mint a föld, és valamennyire védi is ezzel a tranzisztor bázisát (?). Nekünk is működött, a szikrából nem vett le észrevehetően, viszont sokkal jobban nézett ki tőle. Ahogy a tápot növeltük erősebben is világított, fene tudja, a 10k ellenállás mennyire védi az ilyen Ledet, ha például 20 voltot kap (mondjuk a tápunk is csak 1200mA leadására vállalkozik)

És kipróbáltuk ugyanezt a rajzot a D880-Y tranzisztorral is, aminek szereencsére a lábkiosztásai is megegyeztek. Szerintem még nagyobb szikrát csinált, a CFL-et is jobban felgyújtotta, ugyanakkor nagyon hamar elfüstölt hűtőborda nélkül (18 V környékén etetve). Hőpasztázni kellene és lehet, hogy még egy ventilátor sem ártana, vagy szaggatni kellene (pedig vannak a neten, akik sokkal jobban is küldik 20+ volton).

Mivel így is sok mindent sok mindennel összekötöttünk, vegyes eredménnyel, felmerült, hogy egy bevált kört érdemes lenne tüzetesebben is megvizsgálni, hátha a primer tekercsszám növelésével is lehetne jobb eredményt elérni. Nem kizárt, hogy egyszer erre is visszatérünk. 

A neten a 2N2222 alapú meghajtók is reprezentálva vannak. Láttunk olyat is, ahol a műanyag tokozással is elzötyögött (2N2222 és 2N3904 is), nyilván nem széthajtva, csak 2,7 bébivolton). A fickó aztán érdekes felfedezéseket is tesz, elhagyja az ellenállást, és szikrával indítja a mini-tekercset. Érdemes megnézni.

De nekünk egyből bakelit szaga lett a műanyag tranzisztornak. Még mielőtt egy CFL égőt mellé tolhattunk volna. 

Forrás

Mondjuk ebből a tranzisztorból elvileg van fém tokozás is. 9 voltot csak olyannal próbálnék ki. Már ha lenne. Ez is műanyag tokozású cucc, szikrát ez sem ad, de a CFL-et azért felgyújtja. Ha visszagondolunk a bejegyzés elejére, a kis kínai modul hűtőbordával se képes többre.

Spark gap - fail

Hogyha rajtam múlna, hogy most a XXI. század első negyedében kellene felfedeznem a rádiózást, (amikor hányódnak itthon az aliexpresses nagyfeszültség-modulok, meg a mindenféle eszközök, online rezonanciakalkulátorok), én akkor sem lennék képes arra, hogy bár egy működő kábelnélküli telegráfot összerakjak. Vagyis több tíz óra videó és könyvészet után sem érnék fel Marconi úr zsenialitásához, mert még csak lemásolni sem tudom a felfedezését. (Állítólag a bothfalusi adó létrehozásában személyesen vett részt.)

Rég foglalkoztunk azzal, hogy illegálba szikrákkal beleszemeteljünk az elektromágneses mezőbe. De ha már beleszaladtunk Piláth úr munkásságába, még egy kísérletet tettünk, hátha sikerült értelmezhető teljesítményt létrehozni otthoni eszközökkel (és kis kínai nagyfeszültségű modulokkal). (Itt a dolog írásos változata, aki bővebben szeretné.)

Hasznos linkek, hogy ne kellejen képletekkel és számológéppel tölteni a drága időt: Inductance online calculator, Induktor calculator. Ez meg itt Ludic úr spark-gapje, hiszen videón érdekesebb, olvasni, meg annyira XX. század eleje.

Forrás

A mi kísérletünkben használtunk: 1nF-os kondenzátorokat, saját készítésű Leiden-palackot, üveglapos sík-kondenzátort, egyszóval mindent, de nem láttuk a jelét, hogy ettől a szikráztató nagyobb szikratávot, erősebb szikrát tudna. Vagy a kapacitás lehetett kevés, vagy a szikráztató modulban rejlő kondenzátorok okozzák az anomáliát.

A szikra elektromágneses jele pár araszra simán vehető egy 60-60cm dipól dróttal. Vagyis az antenna drótja hosszabb, mint a wirelessen áthidalt távolság. Ez azért ciki.

Glimmlámpával csináltuk mi is, még Piláth-úrnál láttuk ezt a trükköt, valószínűleg azért jobb ez, mert nagyon keveset fogyaszt szemben a Ledekkel. A pár araszos hatótávolság nekünk is összejött, de nem volt egyértelmű, hogy a sörös dobozok, vagy az alufólia lapok hozzáadtak e jelentősen a teljesítményhez. Viszont a vevő orientációja (párhuzamossága - polarizáltsága?) mintha számítana.

Persze kipróbáltuk a klasszikus rézgyűrűt is kis acélgolyókkal a résben, de az meg se nyikkant, pedig a régi kaporszakállú uraknak nem volt ám glimmlámpája, csak ilyen szikraköze. 

A résbe végül belepróbáltuk a glimmet is, de hiába. Talán a rézgyűrű volt kevés neki, mert a fenti kísérletekben azért jó 60-60 centis vezetékek gyűjtötték a delejt.

Érdekesség, hogy az AC-s kis plazmamodul is meghajtotta a glimmet, DE csak akkor, ha a vezetékei között nem alakult ki szikra. Ha csak zizegett szárazon (mert túl nagy volt a szikraköz), akkor a glimm sokkal jobban világított, mint a fenti setupoknál, ha viszont kialakult a plazma, akkor semmi

Hatótávja is jó nagy volt, pedig elvileg kisebb a teljesítménye, mint az előző modulnak.

Ezen a linken a kolléga mintha valami olyasmit csinálna, mint amit mi is akarunk, hogy az LC-hangolt spark-gapjét rádión próbálja befogni, és bizonyítani, hogy azon a frekvencián jön be (leginkább), mint amit kiad.

Lássuk nekünk sikerül e (nem fog).

Műanyag hengerre tekert induktor és háztáji Leiden-palack alkotja az LC-kört.

Itt meg 1nF-os kondenzátor.

Sokféle kapacitást kipróbáltunk. De a majom rádió mindenhol fogta azt a kurva szikrát. Úgy értem, hogy kHZ és MHz tartományokon át. Persze volt ahol jobban és volt ahol kevésbé, de nem találtunk semmiféle kapcsolatot eközött és az LC-körünk kiszámított rezonancia frekvenciája (és felharmonikusai?) között. Az is igaz, hogy a rádiónk is milyen már:

Ekkor arra gondoltunk, hogy talán a neten előforduló rajzok nem mindegyike csinálja azt, amit szeretnénk.

A kettes pozícióba reménykedtünk, de végül mintha a 3-as hozott volna valami alig-alig feltűnő különbséget.

Bár az is igaz, hogy ekkor még azt hittük, hogy a sorba kötött kondenzátorok kapacitása összeadódik holott pont nem, ezért aztán még újabb tekercseket is csináltunk, sőt olyat is sikerült csinálni, amivel a Kossuth környékére tudtuk pozicionálni a rezgőkört, hogy észre vegyük ha történik valami. De nem történt. A rádió teljes tartományán vettük a jelet. Hol jobban, hol gyengébben és továbbra sem észleltük a kapcsolatot az LC frekvenciájával.

Aztán arra gondoltunk, hogy az antenna jelét messze elnyomja a lakásban, magának a szikrának az RF-je, ezért azt egy elvileg (fűtőtesthez kötött) földelt fémdobozba tettünk. Ez sem volt megoldás sajnos.

További próbálkozásaink a gázgyújtóval (hogy ne legyen éppen akkora nagy bika-szikra és jobban árnyékolni lehessen) szintén nem hoztak eredményt.

Azért az feltűnt, hogy ennek a szikrájától a kis rádió képes volt kiakadni, gyanítjuk valamiféle IC bolondult meg tőle. Ilyenkor, ha rágerjedt a szikra percegésére, onnantól ugyanazt adta, függetlenül a csatornaváltásoktól, vagy attól, hogy a szikrát kikapcsoltuk. De a rádió ki-be kapcsolásával resetelni lehetett. 

Rádió helyett a detektoros rádiónkat is kipróbáltuk, azzal gyakorlatilag ez volt az egyetlen értelmezhető jel, amit fogni tudtunk, de sajnos annak is a teljes frekvencia-tartományán. Tehát mindenképpen adó-oldalon nem tudunk valamit jól megvalósítani.