Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Sklep HeluKabel
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Najmniejszy generator WN - projekt dla każdego - koncepcje Pocket Plasma Cutter

BlueV 07 Mar 2018 22:17 363 3
  • #1 07 Mar 2018 22:17
    BlueV
    Poziom 4  

    Witam!
    W związku z kolejnymi testami transformatorów do przetwornic impulsowych/inverterow. znalazlem ciekawe wykorzystanie transformatorów impulsowych z ładowarek do telefonów itp. (transformatora nie trzeba przewijać, jeśli już - dobrać odpowiedni filtr RC (4v -> 1.8-2.4k, 330nF przykladowo dla wiekszosc traf ładowarek usb 5v.

    Takie trafa mają 4, 6 czsem 7, 10 pin....
    W urządzeniach audio mozna znależć 5 pin trafa (3/2 pin)

    My zajmiemy się jednak transformatorem z invertera CCFL/LCD... Dlaczego? Ponieważ jest to alternatywa flybacka o wadze i wymiarach nieporównywalnie mniejszej. Niestety jednak takie transformatory mają ogromną wadę - są bardzo wrażliwe na wstrząsy - jak spadnie, niestety prawdopodobnie będziesz musiał wyrzucić go już tylko do śmietnika...

    No dobrze, ale... Co to za transformatory i gdzie one się znajdują?
    Wyglądają tak:
    https://www.google.pl/search?q=lcd+transforme...mp;biw=1708&bih=818#imgrc=s5B8TxhJH8HJVM:


    Transformatory znajdują się w wyświetlaczach LCD/CCFL, ale nie tylko... Można je znaleźć w całej masie urządzeń, czytając dalej sam będziesz wiedział, gdzie na przykład szukać, lub samemu zbudować taki (nawet z buzzerka, albo piezoelektryka z zapalniczki, to są tylko półśrodki, ale na nich można się nauczyć podstaw.
    Temat piezoelektryczności jest znany od bardzo dawna, jednakże jego zrozumienie zajęło ponad 40 lat.
    Teoria
    Trochę teorii, dla tych bardziej dociekliwych. Jeśli nie interesuje Cie działanie układu, przejdź na dół do schematu oraz linków (dokłądny opis budowy + różne warianty w linkach). Jednakże... Zrozumienie działania piezoelektryczności jest podstawą, jeśli chcesz zbudować swój własny, autorski układ.

    Definicja transformatora piezoelektrycznego - nie/mylne wyobrażenie
    W rzeczywistości pojęcie "transformator piezoelektryczny" różni się od naszego obecnego wyobrażenia zapewne. wygląda trochę inaczej, niż sobie teraz wyobrażamy.
    Transformatory piezoelektryczne w rzeczywistości nie są transformatorami. To niejaki błąd w nazewnictwie. Transformatorem piezo określało się po prostu piezoelektryki, z racji na "transformowanie energii". Nie mają przewodów ani pól magnetycznych. Lepszą analogią jest to, że są one dynamosami. Transformator piezoelektryczny działa jak silnik, który jest mechanicznie sprzężony z generatorem. Od razu przychodzi na myśl buzzer - Tak, tak działa buzzer.

    Istnieją dwa efekty piezoelektryczne: efekt bezpośredni i inwersyjny

    1)Efekt bezpośredni: zmiana rozmiarów kryształu pod wpływem zewnętrznego
    Oddziaływanie siły mechanicznej, lub wibracji (naprężenia) na elemencie piezoelektrycznym generuje ładunek pola elektrycznego.

    2) odwrotne zjawisko piezoelektryczne: pojawianie się ładunków elektrycznych na przeciwległych ściankach deformowanego kryształu.
    Przyłożenie pola elektrycznego lub napięcia do elementu piezoelektrycznego powoduje zmianę wymiarów lub odkształcenie. Kierunek zmiany jest podobnie powiązany z kierunkiem polaryzacji. Zastosowanie pola o tej samej polaryzacji elementu powoduje zwiększenie wymiarów, a pola o przeciwnej polaryzacji powodują zmniejszenie. Wzrost jednego wymiaru w strukturze powoduje zmniejszenie liczby pozostałych dwóch poprzez sprzężenie Poissona lub fakt, że poprzeczne odkształcenie powoduje wzdłużne naprężenie w stosunku Poissona. Zjawisko to jest ważnym czynnikiem w działaniu transformatora.

    Transformator PZT
    Transformator piezoelektryczny wykorzystuje zarówno efekty bezpośrednie, jak i odwrotne, w celu uzyskania współczynników zwiększania napięcia . Napięcie fali sinusoidalnej napędza wejściową część transformatora, co powoduje jej wibracje. Ta operacja jest efektem odwrotnym lub silnikiem. Wibracje łączą się ze strukturą na wyjściu, aby wytworzyć napięcie wyjściowe, które jest efektem bezpośrednim lub generatorowym.

    Piezoelektryki - zastosowanie, efekt piezoelektryczny
    Efekt piezoelektryczny jest bardzo użyteczny w wielu aplikacjach, które obejmują wytwarzanie i wykrywanie dźwięku, generowanie wysokich napięć, generowanie częstotliwości elektronicznych, mikrowagi i ultra precyzyjne ogniskowanie zespołów optycznych. Efekt piezoelektryczny ma również swoje zastosowanie w bardziej przyziemnych zastosowaniach, takich jak działanie jako źródło zapłonu zapalniczek.

    Kiedy materiał piezoelektryczny jest poddawany naprężeniom mechanicznym, następuje przesunięcie dodatnich i ujemnych ośrodków ładunku w materiale, co skutkuje zewnętrznym polem elektrycznym. Po odwróceniu zewnętrzne pole elektryczne rozciąga lub kompresuje materiał piezoelektryczny (wraca do swojej właściwej postaci) - a jak to się dzieje? -
    Odpowiedź jest bardzo prosta: piezoelektryk to nic innego jak ciało anizotropowe :)


    Tutaj zdjęcia przykładowych transformatorów PZT: (mój z monitora Samsung jest trochę mniejszy niż przedostatni)
    Najmniejszy generator WN - projekt dla każdego - koncepcje Pocket Plasma Cutter
    Takiego dokładnie użyłem w projekcie zapalniczki, następnym razem spróbuje sam nawinąć takie trafo :) nie jest to zbyt trudne - jak ktoś będzie chciał, mogę podesłać linki i faq.

    Te transformatory w zależności od rodzaju monitora (bo na nich się skupiam w projekcie) dają napięcie 1-3kV, lub kilka więcej. Ten ze zdjęcia użyty przeze mnie daje ponoć >4kV.
    i to jest gówna różnica transformatora piezoelektrycznego a klasycznego dużego flybacka - PZT są lekkie, małe (w postaci SMD bardzo często - a raczej zazwyczaj), więc nadają się idealnie do tego typu projektów.


    Testowanie transformatorów
    http://jestineyong.com/test-lcd-inverter-transformer/
    Do testów traf jakie mamy na szybko polecam sam tranzystor mocy MOSFET z niska rezystancja kanału, IRFZ46 etc. (Choć może być prakycznie każdy..) zgodnie ze schematem n dole.


    Przewijanie transformatora:
    Do tego konkretnego projektu zapalniczki plazmowej nie jest to konieczne, wręcz niewskazane, ponieważ układ jest dopasowany do oryginalnego uzwojenia pierwotnego, poza tym może okazać się to bardzo trudne, a czasem wręcz niemożliwe, bez nienaruszenia uzw flyback. I tutaj bardzo ważna uwaga: jeśli chcemy już przewijać trafo do innych zastosowań, róbmy to bardzo ostrożnie i koniecznie zachowajmy folię, którą jest owinięte trafo.[/b] -


    źródła:
    Zanim weźmiemy się za budowę takiego invertera/generatora WN, na prawdę warto poczytać trochę o temacie, można skonstruować na prawdę bardzo ciekawe urządzenia.
    1.http://www.nanomotion.com/piezo-ceramic-motor-technology/piezoelectric-effect/
    2.https://hackaday.com/2015/12/12/piezoelectric-transformers-are-a-thing-have-you-used-one/
    3.http://www.serwis-elektroniki.com.pl/wp-content/uploads/2017/02/17_02_04_1.pdf
    4.http://jestineyong.com/test-lcd-inverter-transformer/

    BASIC - podstawowa wersja zapalniczki plazmowej - idealna do modyfikacji "tzw goła". Napięcie zasilania 4-7,5V do 12V testowane.
    Najmniejszy generator WN - projekt dla każdego - koncepcje Pocket Plasma Cutter
    W paincie rysowane, więc przepraszam za estetykę.
    To tylko szkic poglądowy bazy układu. - układ jak widać jest do złożenia w 5 minut w celach testów.


    Nie będę opisywał możliwości, zastosowań, i innych.... To każdy już we własnym zakresie powinien wiedzieć. Tak samo z wartościami filtra RC. - właściwie filtr to jedyna rzecz, którą musimy dobrać sami - choć zdarza się, że tranzystor otwiera się bez problemów na "sucho". Zależy od rezystancji kanału... (No, chyba, że sami nawijamy trafo - bardzo polecam - sam tak zrobiłem, z myślą, że to będzie strasznie trudne - jest jednak inaczej - nic prostszego. W linkach moich tematów (indukcja) można znaleźć odpowiedzi kolegów do stron m in. nt nawijania traf HV, łącznie z izolacją;metodami itp.


    Tranzystor:
    Ja użyłem dobrze sprawdzającego się IRFZ46. 50v/50A może być dowolny z niska rezystancja kanału oraz napięciem <50V. Może być IRF5xxxx np 530,540 - testowane, ale najlepiej sprawdza się IRFZ46.

    Nietrudno się domyślić co można zrobić z tym prostym układzikiem - a jest na prawdę "powerfull" - Jutro/pojutrze - w zależności od dyspozycji czasu spróbuje wysterować go prostokątem i dodać jakiś wzmacniacz.

    Niesamowite jest spektrum możliwości jakie dają piezoelektryki: generowanie różnych częstotliwości w bardzo szerokim zakresie!

    Przydatne hasła do "googlowania powiązane z tematem, mogące zostać wykorzystane w danym projekcie bazowanym na basic zapalniczce:
    generator, rezonator kwarcowy, buzzer, kwarc, magnes (pole magnetyczne),

    Układ jest warty poświęcenia nawet paru dni na czytanie, ponieważ po zbudowaniu zapalniczki plazmowej, widzimy jakie możliwości mamy przed sobą (nie mówie o plazmie)
    Temat jest jak najbardziej warty przeczytania, nawet jak na moje chaotyczne pisanie :) - zarówno dla początkujących jak i troszkę bardziej w temacie.

    Piszcie w komentarzach swoje pomysły nt wykorzystania/modyfikacje .
    Układ może generować przeróżne częstotliwości, jakby się pokusić o wykorzystanie buzzerka nawet w najmniej ambitnym planie.

    Na dniach zrobie testy z PWM, buzzerem i innymi piezoelektrykami i porobię zdjęcia

    Komentujcie i piszcie swoje uwagi, oraz pomysły :)

    Pozdrawiam!!!


    .//edytowano.uff - mam nadzieję, że wszystko jest jasne, bo noc mi to zajęło, jednak mam nadzieję, że pomoże to fanom WN i początkującym elektronikom w zrozumieniu kilku zagadnień, choć temat jest trudny - w końcu mamy do czynienia zarazem z indukcją jak i piezoelektrycznością, to idzie go ogarnąć :)



    //edit:
    Zapomniałem dodać:
    Trafo PZT powinno być zasilane nawet pojedynczymi voltami, ale częstotliwością rezonansową materiału z którego jest wykonany - typowo 50-60Hz w porywach do 120 a niektóre źródła podają nawet 140Hz - te wyższe wartości stosowane są w kobstrukcjach lamp "zdrowszych dla oczu". Chodzi o częstotliwosc odswieżania.
    Dobranoc ;>

    0 3
  • Sklep HeluKabel
  • #2 08 Mar 2018 10:15
    SQ9PXB
    Poziom 27  

    Ciekawa koncepcja, tym bardziej, że naprawdęnisko-budżetowa :)

    Pozdrawiam!

    0
  • Sklep HeluKabel
  • #3 08 Mar 2018 10:56
    Loker
    Poziom 38  

    Wszystko pięknie, tylko to co pokazałeś na zdjęciu to nie jest transformator piezoelektryczny tylko zwykły ferromagnetyczny.
    Poza tym wspomniałeś o przewijaniu transformatora - halo? Piezoelektryczny ma jakieś uzwojenia?

    0
  • #4 09 Mar 2018 06:47
    _lazor_
    Moderator Projektowanie

    Jak na osobę początkującą (bardzo początkującą) nie powinieneś jeszcze pisać takich materiałów. Kolega Loker dobrze zwrócił uwagę, że najwyraźniej nie wiesz jeszcze o czym piszesz. To co dałeś na zdjęciu to transformator CCFL.

    Inna sprawa że efekt piezo jest bardzo słaby i średnio nadaje się generatorów wysokiego napięcia. Energia niesiona tym efektem jest no cóż malutka i nie wiem byłby zdolny zjonizować gaz aby się zapaliła plazma.

    0