Głośnik plazmowy to rodzaj urządzenia wytwarzającego dźwięk za pomocą łuku elektrycznego (w wolnej przestrzeni tworzącej tzw. cewkę Tesli). Został on prawdopodobnie wymyślony, kiedy zaczęto eksperymenty z transmisją sygnałów ze zmodulowaną amplitudą wysokim napięciem.
Dźwięk jest wywoływany poprzez ciśnienie fali dźwiękowej w otaczającym je medium (w tym wypadku w powietrzu). Można to osiągnąć poprzez drgania membrany (jak w głośnikach dynamicznych) lub zwiększanie ciśnienia powietrza poprzez temperaturę.
Powietrze jest rozszerzane w pewnym ośrodku poprzez zmianę temperatury cząsteczek wywołaną powstającym łukiem. Poprzez modulację cyklu pracy lub wzrost wysokiego napięcia pomiędzy elektrodami możemy regulować temperaturę łuku. Temperatura ta odpowiada bezpośrednio amplitudzie wejściowego sygnału audio.
Częstotliwość sterująca transformatora musi być wyższa niż maksymalna częstotliwość sygnału audio w celu utrzymania czystości dźwięku. W tym przypadku wystarczająca będzie częstotliwość około 45 KHz.
Dźwięk wytwarzany przez łuk elektryczny jest stosunkowo głośny i bardzo czysty. Pomimo, to jest jedna ważna rzecz, o której należy pamiętać przy tego rodzaju konstrukcjach. Ponieważ jest to ruch tylko niewielkiej ilości cząsteczek powietrza, wytwarzane są tylko dźwięki o wysokiej częstotliwości, jak np. gwizdek. Niestety niskie dźwięki basowe są odtwarzane dużo gorzej. Autor umieścił mały głośnik basowy w pobliżu głośnika plazmowego podłączając go za pomocą prostego crossovera, aby podwyższyć nieco, jakość słuchanego dźwięku.
Dwa skutki ubocze stosowane tego typu konstrukcji to ciepło i ozon. Ozon, który jest szkodliwy dla ludzi w dużym stężeniu w tym przypadku, nie jest szczególnie groźny. Wytwarzanie go przez konstruowany głośnik jest ograniczone ze względu na to, że jest to prąd zmienny. Dużo groźniejszym problemem jest wytwarzane przez łuk ciepło. Po uruchomieniu głośnika na kilka minut, elektrody stają się czerwone. Zalecane jest, więc aby trzymać go z dala od materiałów łatwopalnych i nie uruchamiać go dłużej niż na 5 minut.
Wymagania przy konstrukcji głośnika plazmowego:
Transformator wysokiego napięcia ( w tym wypadku został użyty transformator stworzony wcześniej przez autora o częstotliwości rezonansowej 39 kHz, napięciu po stronie wtórnej 3 kV 32 mA przy 12 V na stronie pierwotnej i 9 – 12 kV 50 mA przy 24 V na stronie pierwotnej).
Źródło zasilania o wydajności 6 – 10 A przy zasilaniu 24 V
Źródło muzyki (wyjście słuchawkowe z czegokolwiek jest dobre, ale należy uważać żeby nie uszkodzić go przez przepięcia)
Oscyloskop, miernik częstotliwości
Czas i cierpliwość
Układ ze schematu można zbudować na zaprojektowanej płytce PCB lub płytce uniwersalnej. Ze względu na wysokie częstotliwości nie są do tego celu zalecane płytki prototypowe.
Tranzystory mogą być zastąpione przez inne, ale muszą być n-kanałowe, mieć wysoki prąd drenu i cechować się dobrym parametrem dv/dt. Muszą one być również montowane na radiatorach i posiadać wentylatory w przypadku chęci dłuższego użytkowania.
Do testowania dobrze jest posiadać świetlówkę fluorową, którą można badać napięcie w sąsiedztwie cewki HV (im wyższe napięcie tym jaśniejsza świetlówka). Przy pierwszym uruchomieniu dobrze jest wpiąć w układ miernik i sprawdzić czy prąd płynący przez obwód nie przekracza 12 A. Jeżeli tak jest to należy wszystko wyłączyć i doregulować obwód potencjometrem sterującym wypełnieniem PWM.
Jeżeli po włączeniu nie wytworzy się łuk elektryczny to należy albo zmniejszyć przerwę pomiędzy elektrodami. Być może będzie potrzeba, aby zwiększyć sygnał wejściowy. Potencjometrem PWM regulujemy zasilanie cewki. Zmieniając szerokość wypełnienia PWM zmieniamy charakterystykę mocy wyjściowej, intensywność łuku i modulację dźwięku. Należy znaleźć odpowiedni punkt równowagi pomiędzy tymi cechami. Według autora jest to około 50 – 70 % wypełnienia.
Ciekawą rzeczą jest również nałożenie na elektrody odrobiny kryształków soli. Pozwoli to na zmianę koloru łuku na pomarańczowy (zamiast tradycyjnego niebiesko – fioletowego).
Źródło:
http://www.hvlabs.com/plasmasonic.html
Fajne? Ranking DIY
