Demostración de chispa de condensador grande - Cargador de CC de 170 V: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Este proyecto tiene como objetivo demostrar qué es un condensador y captar la atención de la audiencia. Este dispositivo convierte 120 VCA para cargar un condensador grande a 170 VCC y le permite descargarlo, produciendo una gran chispa y un ruido fuerte, de manera segura. La bombilla incandescente actúa como resistencia e indicador de carga. Hay una función de arranque suave conmutable para limitar la corriente cuando se carga el condensador.

******Advertencia******

Este proyecto utiliza energía de la pared que puede ser letal si se maneja incorrectamente. No intente este proyecto a menos que tenga experiencia previa en electrónica. Se deben utilizar los procedimientos de seguridad y el equipo de protección adecuados

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Suministros

- Condensador de 3300uF clasificado para al menos 170V

- Puente rectificador completo

-Botón

-Cambiar

- Bombilla incandescente de 25W

- Portalámparas

-Alambre trenzado calibre 16

-Cable de enchufe de pared

-Alambre de cobre de núcleo sólido grueso

-Conectores tipo banana

-Tornillos pequeños

-Equipos y suministros para soldar

-Taladro y brocas

Paso 1: el circuito

Este cargador utiliza un circuito rectificador de puente completo (FBR) simple con interruptores para controlar la energía al capacitor. El esquema muestra 4 diodos en una configuración FBR; cuando construí el circuito los reemplacé con un chip FBR. Usé un botón de palanca como interruptor de encendido y un interruptor de palanca como interruptor de arranque suave.

Cómo funciona

El FBR toma la onda sinusoidal de 60Hz 120V de la pared y la convierte en jorobas positivas que alcanzan un máximo de 170V. Si vive en algún lugar con un voltaje de pared diferente, el cargador generará un voltaje diferente. Por ejemplo, la alimentación de pared de 240 V CA se convertiría en 340 V CC. Si intenta este proyecto, debe considerar el voltaje de la alimentación de la pared en su hogar y asegurarse de que los componentes que elija estén clasificados para el voltaje y los parámetros de energía de su configuración.

Cuando se presiona el botón de encendido, el capacitor comienza a cargarse al pico de voltaje de 170V. La función de arranque suave restringe el flujo de corriente hacia el condensador. Esto es completamente OPCIONAL. Cuando el interruptor está abierto, toda la corriente fluye a través de la resistencia de 220 ohmios y se reduce considerablemente. Cuando el interruptor está cerrado, la corriente fluye alrededor de la resistencia y a través del interruptor, lo que aumenta la corriente y la tasa de carga. La bombilla incandescente actúa como una resistencia para limitar la corriente e indicar la carga (~ 40 ohmios). Cuando se enciende la alimentación, la bombilla se iluminará y comenzará a atenuarse. El condensador está casi completamente cargado cuando la bombilla se apaga por completo. Después de que se apaga la bombilla, muevo el interruptor de arranque suave a la posición cerrada para terminar de cargar el condensador más rápido. En el gráfico, puede ver que después de 1 segundo se gira el interruptor de encendido y la tapa comienza a cargarse. Después de 5 segundos, el interruptor de arranque suave se cierra y la tapa comienza a cargar más rápido. Se termina de cargar después de aproximadamente 10 segundos.

Paso 2: el modelo 3D

Usé Fusion 360 para modelar el cargador del capacitor y el capacitor en sí. Luego lo rendericé en una vista superior e inferior. Subí los archivos.stl para que los descargue e imprima.

Paso 3: Impresión y soldadura 3D

Impresión 3d

Usé Chroma Strand PETg y un Lulzbot Taz 6 para imprimir todo en 3D. Primero intenté imprimir con PLA, pero no salió muy bien. Su experiencia puede ser diferente. Imprima en 3D al menos la caja antes de soldar.

Notas sobre el esquema y la soldadura

Las fuentes de pulso en el diagrama son solo para fines de simulación, así que finja que no están allí cuando esté ensamblando el circuito. El puente rectificador completo en el esquema se modela usando cuatro diodos, si usa la pieza en la lista de suministros, puede soldar el cable del enchufe de pared directamente a la entrada de CA del chip y los cables positivo / negativo a sus respectivos componentes que se muestran en el diagrama.

***** ADVERTENCIA ****** Nunca suelde algo que esté enchufado a la pared. Aísle siempre las uniones soldadas con tubos de envoltura retráctil o cinta aislante antes de encender cualquier dispositivo. Siempre use guantes aislantes y protección para los ojos cuando maneje la energía de la pared

Pasos de soldadura

1. Suelde los conectores banana con el lado negativo yendo a la salida negativa de su rectificador y el positivo yendo al interruptor de arranque suave y la resistencia de 220 ohmios como se muestra en el esquema.
2. Perfore un orificio lo suficientemente grande para que los cables de descarga pasen por la caja. Elegí poner el mío a cada lado de la ranura del condensador.
3. Inserte los cables de descarga a través de la caja y suelde los extremos en paralelo a los cables de carga del condensador (conectores tipo banana).
4. Suelde la resistencia de 220 ohmios y el interruptor de arranque suave (en paralelo) al casquillo de la bombilla.
5. Suelde el otro lado del casquillo de la bombilla a un extremo del interruptor de encendido.
6. Suelde el otro extremo del interruptor de encendido al lado positivo del rectificador.
7. Finalmente, suelde la entrada de CA de su rectificador al cable de alimentación. Primero, pase el cable de alimentación por el orificio de la parte posterior de la caja.

Probando el circuito

**** Use guantes y protección para los ojos. Los espectadores deben permanecer al menos a 6 pies de distancia *****

1. Asegúrese de que el interruptor de encendido esté apagado, conecte los enchufes tipo banana en el capacitor teniendo cuidado con la polaridad.
2. Mueva el interruptor de arranque suave a la posición abierta.
3. Enchufe el cargador a la pared.
4. Presiona el boton de poder. La luz debería encenderse y empezar a atenuarse. Espere unos 5 segundos.
5. Mueva el interruptor de arranque suave a la posición cerrada. La luz debería apagarse después de uno o dos segundos. Espere 5 segundos más.
6. Presione el botón de encendido nuevamente (posición de apagado). Toque la descarga de los cables juntos.
7. Si hay un fuerte estallido y chispa, está funcionando.

Paso 4: Montaje

Una vez que todo está impreso, necesitamos integrar el circuito en el contenedor. Vea la imagen de la sección transversal etiquetada.

1. Pase los conectores banana del condensador a través del túnel de la caja hasta el orificio redondo del condensador.
2. Empuje las clavijas banana a través de los orificios del portacables. Dependiendo del ajuste, es posible que deba usar pegamento o ensanchar los orificios con un taladro.
3. Deslice el soporte del cable en el orificio del capacitor. La muesca en la parte del soporte del cable debe estar orientada hacia el túnel de la caja
4. Taladre orificios piloto con un taladro desde el exterior del orificio redondo del capacitor en el soporte del cable. Coloque un tornillo a través del exterior del orificio del condensador en el soporte del cable. Esto sujetará el sujetacables hacia abajo.
5. Presione el portalámparas y el botón de encendido a través de sus respectivos orificios en la tapa.
6. Si usa la función de arranque suave, taladre un orificio en la parte posterior de la caja y presione el interruptor a través de él.
7. Inserte el condensador en el orificio / ranura del condensador. Asegúrese de hacer coincidir la polaridad del condensador con la polaridad de los cables de carga.
8. Con un marcador, marque el lugar del capacitor que se alinea con la ranura del orificio del capacitor.
9. Retire el capacitor y deslice la manga del capacitor sobre el capacitor con la perilla alineada con la marca en el capacitor.
10. Vuelva a insertar el condensador en la ranura para verificar la alineación. Los enchufes tipo banana deben alinearse con los orificios de los cables en el condensador.

Paso 5: haz chispas

Puede colocar un trozo de algodón empapado en alcohol en el cable de descarga para un factor sorpresa adicional.