Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin

ArturAVS 29 Jan 2022 12:32 3615 31
  • Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin
    Z racji tego iż szwagra czarownica (kobieta znaczy się :D) była niezbyt zadowolona z efektów jakie daje lampa podarowana jej przez wyżej wymienionego, to lampa trafiła do mnie w celu drobnej modyfikacji... Lampa czy inaczej kula plazmowa to wynalazek Nikoli Tesli, kula w zasadzie oprócz generowania efektów wizualnych nie ma praktycznego zastosowania za to w ładny sposób pewne zjawiska fizyczne związane z jonizacją gazów. Lampa swą budową przypomina zwykłą żarówkę jednak pozbawioną żarnika (włókna wolframowego), za to ma jedną centralną kulistą elektrodę. Wewnątrz jest gaz lub mieszanina gazów szlachetnych pod obniżonym ciśnieniem co ułatwia jonizację i "zapłon" lampy. Do zasilania lampy służy generator wysokiego napięcia przemiennego pracujący z częstotliwością kilkunastu-kilkudziesięciu kHz zapewniający zależnie od wielkości lampy napięcie kilku-kilkunastu i więcej kV. Gaz (lub mieszanina gazów) po dostarczeniu energii zostaje zjonizowany co generuje pasemka plazmy, ruch tych pasemek ku górze jest wywoływany dzięki mniejszej gęstości wyładowania jonizującego oraz temperaturą plazmy. Podobny efekt możemy uzyskać wykorzystując tradycyjną żarówkę zasilając ją z generatora wysokiego napięcia jednak ze względu na inny skład gazu wypełniającego bańkę lampy efekty są dużo słabsze. Modyfikacja lampy miała polegać na wyrzuceniu generatora melodii oraz ewentualne przerobienia zasilania na bateryjne (ogniwa 18650). Przyjrzyjmy się zatem konstrukcji lampy :D.

    Wysokość całkowita ~20cm, średnica bańki ~10cm

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Lewy włącznik włącza całość a prawy melodyjkę

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin



    We wnętrzu obudowy hula wiatr :D

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Po stronie druku nie ma żadnych elementów


    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin










    Jako że elektronika lampy bardzo mnie zaskoczyła swą ubogą budową postanowiłem przerysować schemat zasilacza WN. Już na pierwszy rzut oka nabrałem podejrzeń że całość jest zasilana bezpośrednio z sieci co potwierdziło się po narysowaniu schematu.


    Schemat

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin



    Napięcie kondensatora filtrującego za mostkiem sugerowało że do zasilania potrzeba około 40V. Z tym przekonaniem podłączyłem zewnętrzne zasilanie z dwóch szeregowo połączonych zasilaczy laboratoryjnych (30V i 20V) jednak przetwornica nie startowała. Tu pomogło dołączenie równolegle do rezystora 43kΩ dzielnika polaryzującego bramkę tranzystora rezystora 10kΩ. Przetwornica zaczęła pracować pobierając bez obciążenia około 70mA przy 30V zasilania. Wysokie napięcie (na podstawie długości łuku) szacuję na jakieś 10-12kV przy długości łuku około 8mm (do palca :D). Po obciążeniu kulą pobierany prąd wzrósł do około 200mA i zmieniał się w zależności od tego czy i w ilu miejscach dotykałem kuli dłonią. Przebieg na drenie tranzystora również nieco zmieniał kształt w zależności od obciążenia, częstotliwość pracy to około 30kHz która również zmieniała się pod wpływem dotyku (obciążenia);

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Niestety nie udało mi się zejść do na tyle niskiego napięcia zasilania aby wykorzystać dwa szeregowo połączone ogniwa 18650. Trzeba zrobić nową przetwornicę niestety. Kolejną nieco psującą wygląd rzeczą jest umieszczenie tuż pod bańką zielonej lampy neonowej w kształcie pierścienia co skutecznie psuje efekt. Poniżej realne foto podczas pracy;



    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Widać świecący na zielono pierścień neonowy. Tak wygląda w rzeczywistości (w lampie jest pod przeźroczystą osłoną);



    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Położony na zasiloną lampę również świeci :D;


    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Tymczasowo zmuszony jestem zostawić lampę na zasilaniu z zasilacza 24VDC, mimo różnych modyfikacji nie udało mi się zejść z napięciem zasilania poniżej około 9V zachowując sensowny efekt oraz pobór prądu. Powinienem mieć w "przydasiach" kilka transformatorów WN (a w zasadzie kompletnych przetwornic) pochodzących z demontażu kserokopiarek które ze względy na małe wymiary mogą nadać się do zasilania kuli. W oryginalnej przetwornicy transformator jest zalany żywicą co uniemożliwia dostęp do rdzenia i modyfikację uzwojenia (nawet kilka zwojów obok pomogłoby obniżyć napięcie zasilające). Być może uda mi się zaadoptować jedną z takich przetwornic;


    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin


    Kupiłem jakiś czas temu kilka sztuk tych przetwornic ze względu na transformatory które wykorzystuję w innych urządzeniach (generacja iskry do zapłonu) i spisują się całkiem przyzwoicie po zalaniu żywicą epoksydową. Zagadką pozostaje zachowanie przy pracy ciągłej i pobór prądu z ogniw. Praca lampy plazmowej (kuli) może wywoływać zakłócenia w sprzęcie elektronicznym, w moim przypadku powodowała zawieszanie leżącej obok klawiatury, a przy inicjacji wyładowania (do palca czy wkrętaka) głupiał wyświetlacz zasilacza oraz telefon. Sama kula poza zastosowaniem czysto dekoracyjnym nie pełni żadnych pożytecznych funkcji. Ale ładnie wygląda :D.

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Has specialization in: kf, audio, elektronika truck, inne dziwne konstrukcje
    ArturAVS wrote 15498 posts with rating 3329, helped 1579 times. Live in city Grajewo. Been with us since 2005 year.
  • #3
    zgierzman
    Level 30  
    Mam podobne cudo podniesione z elektrośmieci. Zasilanie 4 x AAA lub zasilacz 5 V (w komplecie kabel USB).
    Średnica kuli 80 mm

    Jeden element czynny z oznaczeniem D882., więc zapewne 2SD882, do tego dwa rezystory i trzy kondensatory - w tym jeden elektrolityczny.
    Pobór prądu 230 mA @ 5 V, co daje o rząd wielkości mniejszy pobór mocy (u Ciebie, jak piszesz, 200 mA @ 40 V), więc i efekt nie jest tak spektakularny.

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin

    Kula plazmowa - do pracy gotowa, lampa z Chin
  • #4
    spec220
    Level 25  
    W sumie można zrobić niewielką przetwornicę samowzbudną z 9 na 40V, a z wtórnego od razu zasilić uzwojenie pierwotne tego trafo oryginalnego WN. Do układu jedynie dojdzie drugi maleńki transformatorek kubkowy, albo toroidalny z jakiegoś starego odzysku...
  • #5
    rosomak19
    Level 22  
    Gdzie można zdobyć samą kulę (z gazem oczywiście) o średnicy około 30 cm ?
  • #6
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    rosomak19 wrote:
    Gdzie można zdobyć samą kulę (z gazem oczywiście) o średnicy około 30 cm ?

    Dobre pytanie, kiedyś szukałem i nic nie znalazłem. Chyba że kupić gotową lampę dla samej bańki.
  • #7
    IPX4
    Level 13  
    Jedyną sensowną rzeczą którą Kolega wykonał to schemat układu tej kuli, reszta modyfikacji jak dla mnie bezsensowna. Skoro chciał kolega zasilić tą lampę z 2 akumulatorków 18650 to należało zakupić taką przetwornicę na Allegro - 8230529926 lub wykonać ją samemu, dodatkowo wstawić moduł ładowania dla akumulatorów 18650.
  • #8
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    IPX4 wrote:
    reszta modyfikacji jak dla mnie bezsensowna

    Nie zrozumiałeś sensu podjętych prób modyfikacji.
    IPX4 wrote:
    Skoro chciał kolega zasilić tą lampę z 2 akumulatorków 18650 to należało zakupić taką przetwornicę na Allegro - 8230529926 lub wykonać ją samemu, dodatkowo wstawić moduł ładowania dla akumulatorów 18650.

    Jak pisałem, czarownica zażyczyła sobie aby lampa miała zasilanie bateryjne oraz aby pozbyć się zielonego neonu. Koszt zakupu tej przetwornicy jest bliski cenie tej lampy więc żadnego sensu nie ma.
    Zwykle wykorzystuję to co mam na warsztacie więc inwestycja w dodatkową przetwornicę nie ma sensu, tym bardziej że to dla "czarownicy" i tu uprzedzę, nie obraża się na takie jej nazywanie w moim wykonaniu. Nie ma w tym nic obraźliwego i ona (czarownica znaczy się) to akceptuje. Owszem, mógłbym wykonać przetwornicę sam tylko niestety nie dam rady zrobić/wykonać tego jedną sprawną ręką. A że gdzieś w "przydasiach" krążą mi trafka od xero (bez prostowników HV) to jak znajdę wtedy zbuduję nowe zasilanie.
  • #9
    IPX4
    Level 13  
    Dobrze zrozumiałem, co do odłączenia nie potrzebnych efektów wizualnych i dźwiękowych nic nie mam tylko do budowania innego układu WN skoro lampa takowy posiadała. Skoro klientka chciała aby układ działał na akumulator to niech chwyci się za portfel i płaci.
  • #10
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    IPX4 wrote:
    to niech chwyci się za portfel i płaci.

    Nie masz żadnej rodziny której coś robi się za prawie darmo?
  • #11
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Mam podobną w stylu lampę plazmową, kupioną dobre 20 lat temu. Ma najpewniej identyczny układ generatora WN. Zaletą, a za razem wadą tych przetwornic jest to, że częstotliwość pracy dostosowuje się do warunków pracy i parametrów transformatora. W przypadku mojej lampy to oznacza piszczenie przetwornicy pod obciążeniem - jak się dotknie bańki palcem. Jest to trochę denerwujące.

    Co do zasilania bateryjnego, to albo dodać przetwornicę podnoszącą napięcie z ogniw do choćby 100V (ja bym zrobił przetwornicę RCC), albo zbudować nową przetwornicę WN wraz z transformatorem. Przy tej drugiej opcji ja bym się zwrócił do firmy nawijającej transformatory impulsowe, by stosowny sporządziła - niewiele osób ma możliwość i cierpliwość by nawinąć kilka(-naście) tysięcy zwojów drutem 0,05-0,1mm, zalać gotowy transformator żywicą i trzymać go pod próżnią, by "odbąbelkować zalewę". Tylko czy jest sens inwestować kilka stówek w transformator do zabawki za kilkadziesiąt złotych?
  • #12
    spec220
    Level 25  
    Urgon wrote:
    Co do zasilania bateryjnego, to albo dodać przetwornicę podnoszącą napięcie z ogniw do choćby 100V

    Po jaką chorobę aż 100V skoro kondensator filtrujący w układzie jest na 50V ? (dodatkowe straty energii)
    Nie lepiej pomierzyć to napięcie w trakcie normalnej pracy przetwornicy w oryginalnym połączeniu oraz zbudować przetwornicę która zapewni na wyjściu odpowiednią jego wartość?

    Urgon wrote:
    albo zbudować nową przetwornicę WN wraz z transformatorem

    jak nie masz sprzętu, to robota "głupiego"

    Urgon wrote:
    Przy tej drugiej opcji ja bym się zwrócił do firmy nawijającej transformatory impulsowe, by stosowny sporządziła

    Pomysł ekonomicznie kompletnie nie opłacalny...

    ArturAVS wrote:
    IPX4 wrote:
    to niech chwyci się za portfel i płaci.

    Nie masz żadnej rodziny której coś robi się za prawie darmo?

    I tu duży + dla kolegi... Zresztą za free często nie tylko dla rodziny się robi...
    Artur jak już uda Ci się ogarnąć ten układ, to zwróć uwagę na to, że jeden koniec uzwojenia wtórnego trafo WN jest połączony z zasilaniem całego układu, a wiec trafo na wtórnym dostaje wsteczne uziemienie poprzez filtrację oraz mostek do ziemi poprzez sieć zasilającą... Jak zasilisz tą zabawkę z baterii być może będziesz musiał zrobić w środku jakąś "sztuczną masę" z folii aluminiowej albo coś w tym stylu... Bez uziemienia efekt wyładowań może być słabszy... Transformatory WN Tesli, też jeden koniec uzwojenia miały uziemiony, a drugi połączony do elektrody WN...
  • #13
    Jarzabek666
    Level 36  
    zgierzman wrote:
    Mam podobne cudo podniesione z elektrośmieci. Zasilanie 4 x AAA lub zasilacz 5 V (w komplecie kabel USB).
    Średnica kuli 80 mm



    W biedronce takie kule były...

    sphere kula plazmowa usb model pn-01
  • #15
    alt11
    Level 11  
    rosomak19 wrote:
    Gdzie można zdobyć samą kulę (z gazem oczywiście) o średnicy około 30 cm ?


    Można spróbować kupić laboratoryjną kolbę kulista np. 6000ml i samemu, ew. poprosić kogoś żeby wypełnił argonem - wymiar niewiele mniejszy 21cm, tylko jaki generator do tego?
  • #16
    Arek_v1
    Level 14  
    alt11 wrote:
    rosomak19 wrote:
    Gdzie można zdobyć samą kulę (z gazem oczywiście) o średnicy około 30 cm ?


    Można spróbować kupić laboratoryjną kolbę kulista np. 6000ml i samemu, ew. poprosić kogoś żeby wypełnił argonem - wymiar niewiele mniejszy 21cm, tylko jaki generator do tego?

    Byłoby taniej kupić całą lampę z chin :/
  • #17
    alt11
    Level 11  
    Arek_v1 wrote:
    alt11 wrote:
    rosomak19 wrote:
    Gdzie można zdobyć samą kulę (z gazem oczywiście) o średnicy około 30 cm ?


    Można spróbować kupić laboratoryjną kolbę kulista np. 6000ml i samemu, ew. poprosić kogoś żeby wypełnił argonem - wymiar niewiele mniejszy 21cm, tylko jaki generator do tego?

    Byłoby taniej kupić całą lampę z chin :/


    Jeszcze jeden pomysł mi wpadł do głowy - może wykorzystać balon na wino - tu już średnice są zadowalające i cena nie taka wielka.... :)
  • #18
    SlawekKedra
    Level 43  
    Ani balon na wino ani kolba się nie nadają ponieważ oprócz wypełnienia gazem trzeba byłoby jeszcze wtopić do wewnątrz zaślepioną rurkę szklaną przeznaczoną na elektrodę W/N. Wątpię że ktoś w Polsce podejmie się takiego zadania za cenę niższą niż lampa z Chin.
  • #19
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    SlawekKedra wrote:
    Wątpię że ktoś w Polsce podejmie się takiego zadania za cenę niższą niż lampa z Chin.

    Bez przesady, szkło laboratoryjne (sodowe oraz inne) jest bardzo łatwo obrabialne cieplnie i ryzyko pęknięcia podczas stygnięcia jest małe. Daje się łatwo łączyć czy zatapiać, kiedyś bawiłem się w to z pomocą zwykłego palnika propan-butan/powietrze. Było to grubo ponad ćwierć wieku temu, może nasz forumowy specjalista od lamp @alekz coś w tym względzie podpowie?
  • #20
    SlawekKedra
    Level 43  
    Szkło może jest i tanie ale obróbka tego szkła i napełnienie gazem już nie koniecznie.
  • #22
    Olkus
    Level 27  
    Kula może nie jest przydatna ani funkcjonalna, ale efekt jest naprawdę super :D
    Co do zasilania- można kupić małą przetwornicę step-up, są tanie : https://allegro.pl/oferta/przetwornica-dc-step-up-xl6009-zam-lm2577-arduino-11282472523 , myślę że powinna dać rady, a 7zł to nie majątek...
    Albo zrobić jakąś małą przetwornicę samowzbudną.

    Pozdrawiam,
    A.
  • #23
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    SlawekKedra wrote:
    Szkło może jest i tanie ale obróbka tego szkła i napełnienie gazem już nie koniecznie.

    Dla amatora robiącego pierwszy raz w życiu coś takiego jak najbardziej, sam kilka wiaderek szkła potłukłem czy to przez nieuwagę czy niewłaściwe zatopienie/połączenie. Co do napełnienia gazem... Choć tu nie jest wymagana sterylna czystość jak w przypadku typowych lamp próżniowych (typowa kula plazmowa ma wewnątrz ciśnienie około 1/10 atmosferycznego) to na pewno wystąpiłyby problemy ze zdobyciem gazów szlachetnych oraz uzyskaniem odpowiednich proporcji. Największą kulę plazmową widziałem będąc w Norwegii ponad 20 lat temu, nie dałem rady jej objąć ramionami :D. Efekt wręcz powalający. Zasilaczem był transformator anodowy od jakiegoś sprzętu RTG pozbawiony prostownika WN, sterowanie na lampach 6P45S a czas pracy ograniczony do kilku minut ze względu na silne nagrzewanie rdzenia transformatora (oryginalnie pracował z sieci 50Hz a tu został zmuszony do około 20kHz).
  • #24
    SlawekKedra
    Level 43  
    Taką wielką pewnie byłby jakiś sens zrobić gdyż w Chinach takich nie ma.
  • #26
    SlawekKedra
    Level 43  
    Nie widziałem takiej wielkiej ale oczywiście wierzę że robi wielkie wrażenie.
  • #27
    AlekZ
    Vacuum tubes specialist
    ArturAVS wrote:
    [...] może nasz forumowy specjalista od lamp @alekz coś w tym względzie podpowie?


    Cóż mogę podpowiedzieć? Zbyt duża kula będzie trochę niebezpieczna, ze względu na ryzyko implozji. Nie wiem, jakie ciśnienie gazu jest w środku, ale będzie pewno co najwyżej kilkadziesiąt Tr.
  • #28
    SlawekKedra
    Level 43  
    AlekZ wrote:
    Cóż mogę podpowiedzieć?

    Podpowiedz za ile zrobiłbyś taką kulę;) Wiemy że potrafiłbyś.
  • #29
    szeryf3
    Level 25  
  • #30
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    AlekZ wrote:
    Zbyt duża kula będzie trochę niebezpieczna, ze względu na ryzyko implozji.

    A właśnie, zapomniałem o ryzyku implozji co tu przy większych rozmiarach bańki mogłoby to być problemem. Z drugiej strony nie jest (chyba) potrzebna wysoka próżnia ale przed napełnieniem mieszaniną gazów szlachetnych i tak trzeba próżnię zrobić.