Ионофон или поющая дуга из строчника. "поющая дуга" вильяма дудделя Поющая дуга

Очередной интересный ознакомительный проект, связанный с высоким напряжением. Поэтому устраивайтесь поудобнее. В ходе ролика канала Aka Kasyan соберем одну очень познавательную конструкцию – “Ионофон”, или поющую другу. Возможно, многим это название ни о чем не говорит, но такие игрушки довольно популярны среди начинающих радиолюбителей. Радиодетали дешево можно купить в этом китайском магазине .
Мы привыкли к тому то что звук должен воспроизводиться с громкоговорителя или динамика. Ионофон же позволит воспроизводить тот же звук, используя ионизированный поток или же высоковольтную дугу.
И прямо сейчас вы услышите, как звучит музыка высоковольтной дуги.

На самом деле конструкция такой интересной игрушки довольно проста. Состоит из генератора в виде микросхемы NE55, силовой части в лице n-канального полевого транзистора и высоковольтного трансформатора от строчной развертки советского телевизора.

Начнем с генератора. Микросхема NE55 работает в качестве генератора прямоугольных импульсов с возможностью аудио модуляций. Имеется возможность регулировки частоты в пределах 6-48 КГц с помощью подстроечного резистора на плате. Звуковой сигнал подается на пятой вывод микросхемы или вывод контроля через разделительный конденсатор. Позволяет это управлять длительностью выходных импульсов. Выход микросхемы нагружен полевым транзистором, раскачивающим высоковольтный трансформатор.

Полевой транзистор обязательно устанавливается на радиатор. Подойдут с током от 20 А и с расчетным напряжением выше 40 вольт. Желательно взять полевики на 100 вольт. Использовать можно доступные IRFZ44, 46, 48 или им подобные, можно и высоковольтные.

А теперь перейдем к строчному трансформатору, подходящему для поющей дуги. В данном варианте схемы Ионофона это ТВС 110 ПЦ 15. Первым делом на свободную часть сердечника обмотаем 12 витков изолированного миллиметрового проводам. В принципе диаметр провода может быть от 0,7 до 1,5-2 мм. Потом нужно найти выход высоковольтной обмотки. Как правило, это обмотка с самым большим сопротивлением. Мультиметр в этом деле поможет. Либо можно скачать документацию в интернете, где все подробно показано. В случае аналогичных строчных трансформаторов один из выводов высоковольтной обмотки находится прямо на катушке – второй снизу. Определить его очень легко, поскольку к нему подключен провод в изоляции.
Далее подключаем два изолированных провода к контактам высоковольтной обмотки. Длина отрезков 15-20 сантиметров.

Потом собираем плату Ионофона и подключаем к ней строчный трансформатор. В качестве источника питания сойдет любой блок питания с напряжением от 5 вольт, с током от 2 А. Для наиболее эффективной работы схемы нужен источник питания с напряжением 10-12 вольт и с токам 2 А и выше. Можно питать поющую дугу и от аккумуляторов.

Звуковой сигнал подается от любого плеера, планшета или мобильного телефона, используя штатной разъем для наушников.
Ну а теперь и наслаждаемся зрелищем. Дуга не просто звучит, но и меняет форму. Это особенно заметно при низких частотах. Собирается на здоровье, но не забывайте о мерах безопасности! Еще мастеров электроники.

Основа - генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхем 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

Активных компонентов в схеме всего два - таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)

Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом

Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)

Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)

Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)

Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

В этой стать будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор - использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типа ТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.

Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант - использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.

В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой "дуговый" громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

Подобная схема совсем не эксклюзив, ее давно применяют в самодельных радиолюбительских конструкциях где имеется необходимость получения высокого напряжения (электрошокеры, гаусс-пушки и т.п.). Аудио-сигнал следует подавать на вывод контроля микросхемы NE555 через пленочный конденсатор (можно взять и керамический), емкость которого потребуется подобрать опытным путем.

Собранное устройство работает достаточно надежно, но если включать его на длительное время микросхемы может перегреться, для исключения этого следует использовать либо более мощный драйвер, либо поставить микросборку на самодельный радиатор.

Поэтому еслли решили собрать такое устройство в качестве сувенира, то можно использовать более надежную схему.

Второй вариант способен работать в течении достаточно продолжительного времени. В нем таймер запитан от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная и надежная работа без перегрева микросхемы, а транзисторный драйвер снимает возникающий перегруз с микросборки. Этот преобразователь более лучший вариант, хотя элементов в нем на порядок больше. В драйвере можно применить практически любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от легендарных КТ316/361 заканчивая более мощными КТ814/815 или КТ816/817. Устройство способно работать и от пониженного напряжения питания в диапазоне 6-9 вольт. В моем примере схема запитана от свинцового аккумулятора ИБП на 12 Вольт 7А/ч.

В роли высоковольтного трансформатора был применен старый строчник типа ТВС-110ПЦ15.

Без поступления сигнала на контрольный вывод таймера, схема будет работать в роли повышающего преобразователя напряжения. Штатные обмотки строчного трансформатора не дадут возможность получить длинную дугу на выходе конструкции поющая дуга, поэтому можно мотать свою обмотку на свободной стороне сердечника. Она состоит из 5-10 витков медного провода 0,8-1,2мм.

Всем привет! В этой статье я расскажу как сделать «Поющую дугу» или «Ионофон», самый любимый и популярный музыкальный гаджет начинающих радиолюбителей. В 1959 на шестнадцатой всесоюзной выставке творчества радиолюбителей в Москве группа Ленинградских радиолюбителей Б. Каратеев, В. Прютс и Е. Плоткин впервые показали миру невиданный в те времена звуковоспроизводящий агрегат с ионофоном, в некоторых научных источниках его называют плазменным громкоговорителем. Этот гаджет демонстрировали в действии, проигрывая на нем различные мелодии. Качество звучания было превосходное за счет расширения частотного диапазона, в отличии от электродинамических громкоговорителей, этот прибор не имел механических искажений, звук воспроизводился из электрической дуги возникающей между двумя электродами. Источником электрической дуги служил блокинг генератор с повышающим напряжение трансформатором.

Список радиодеталей для сборки Ионофона или Поющей дуги:

• Трансформатор строчной развертки ТВС-110ПЦ15 или ТВС-90ЛЦ5 и другие аналогичные от советских ламповых и транзисторных телевизоров
• Микросхема интегрального таймера NE555 или советский аналог КР1006ВИ1
• Резисторы R1 50R, R2 1K, P1 10K
• Конденсаторы С110n, С2 100n, C3 330n
• Транзисторы IRFZ44, IRF470, IRF3808 и другие аналогичные чем мощнее тем лучше
• Радиатор от компьютера чем больше тем лучше, транзистор будет очень сильно греться

На этом рисунке представлена простая схема ионофона из строчного трансформатора.

Схема состоит из генератора прямоугольных импульсов построенного на интегральном таймере NE555 c возможностью аудио модуляций. Важным элементом генератора высокого напряжения является строчный трансформатор ТВС-110ПЦ15.

На магнитопроводе трансформатора надо намотать новую первичную обмотку состоящую из двенадцати витков медного провода диаметром один миллиметр. Параллельно первичной обмотке подключается конденсатор, который увеличивает длину электрической дуги в два раза.

Все детали ионофона легко помещаются на маленькой печатной плате размером 4 на 2,5 сантиметра.

Полевой транзистор разместите на радиаторе от компьютера. На плате имеется подстроечный резистор предназначенный для регулировки частоты генератора в пределах 12-48 КГц. Звуковой сигнал от плеера или мобильного телефона подается на пятый вывод таймера NE555 через разделительный конденсатор. Что позволяет управлять длительностью выходных импульсов. Третий вывод микросхемы нагружен мощным полевым транзистором, раскачивающим высоковольтный трансформатор.

Напряжение питания генератора 12 вольт. В качестве источника питания подойдет компьютерный блок или любой другой с силой тока не менее 2 А. Не смотря на свою простоту ионофон нуждается в небольшой настройке частоты генератора, для этого при первом включении надо выставить на переменном резисторе Р1 сопротивление 3,2 кОм.

Потом зажечь дугу и вращая переменный резистор Р1 добиться максимальной длины дуги. На этом настройка поющей дуги окончена. После подключения плеера к генератору наслаждаемся кристально чистым звуком исходящим от горящей плазменной дуги.

Потом я решил придать ионофону более нормальный вид. Трансформатор и печатную плату с радиатором разместил на кусочке МДФ. Для плазмы из медной проволоки изготовил разрядник. Получился вот такой ионофон.

Немного наигравшись, мне стало интересно на какой частоте работает мой генератор высокого напряжения и я решил измерить частоту подключив осциллограф. Оказывается рабочая частота генератора 20 кГц.

Это устройство можно использовать как зажигалку. Дуга на столько горячая, что легко зажигает бумагу и до красна накаляет металлические предметы.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!