Так условно можно назвать электрозажигалку, применяемую для поджига газа в горелках газовых плит. Очень удобное и более безопасное в противопожарном отношении устройство, чем используемые для этой цели хозяйственные спички. В принципе, электрозажигалку можно купить - если, конечно, она окажется в магазине хозтоваров. Но ее можно изготовить и своими руками, что интереснее с технической точки зрения, да и радиодеталей потребуется немного.
Ниже описаны два варианта самодельной электронной "спички" - с питанием от электроосветительной сети и от одного малогабаритного аккумулятора Д-0,25. В обоих вариантах надежный поджиг газа осуществляется электрической искрой, создаваемой коротким импульсом тока напряжением 8...10 кВ. Достигается это соответствующим преобразованием и повышением напряжения источника питания.
Принципиальная схема и конструкция сетевой зажигалки показаны на рис. 1.
Рис.1
Зажигалка состоит из двух узлов, соединенных между собой гибким двухпроводным шнуром: вилки-переходника с конденсаторами C1, C2 и резисторами R1 R2 внутри и преобразователя напряжения с разрядником. Такое конструктивное решение обеспечивает ей электробезопасность и относительно малую массу той ее части, которую при поджигании газа держат в руке.
Как устройство работает в целом? Конденсаторы C1 и C2 выполняют роль элементов, ограничивающих ток, потребляемый зажигалкой, до 3...4 мА. Пока кнопка SB1 не нажата, зажигалка тока не потребляет. При замыкании контактов кнопки диоды VD1, VD2 выпрямляют переменное напряжение сети, а импульсы выпрямленного тока заряжают конденсатор С3. За несколько периодов сетевого напряжения этот конденсатор заряжается до напряжения открывания динистора VS1 (для КН102Ж - около 120 В). Теперь конденсатор быстро разряжается через малое сопротивление открытого динистора и первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. При этом в цепи возникает короткий импульс тока, значение которого достигает нескольких ампер.
В результате на вторичной обмотке трансформатора возникает импульс высокого напряжения и между электродами разрядника Е1 появляется электрическая искра, которая и поджигает газ. И так - 5- 10 раз в секунду, т. е. с частотой 5...10 Гц.
Электробезопасность обеспечивается тем, что в случае нарушения изоляции и касания рукой одного из проводов, соединяющих вилку-переходник с преобразователем, ток в этой цепи будет ограничен одним из конденсаторов C1 или C2 и не превысит 7 мА. Короткое замыкание между соединительными проводами также не приведет к каким-либо опасным последствиям. Кроме того, разрядник имеет гальваническую развязку от сети и также в.этом смысле безопасен. Конденсаторы C1, C2, номинальное напряжение которых должно быть не менее 400 В, и шунтирующие их резисторы R1, R2 монтируют в корпусе вилки-переходника, который можно изготовить из листового изоляционного материала (полистирол, оргстекло) или использовать для этого пластмассовую коробку подводящих размеров. Расстояние между центрами штырьков, которыми ее подключают к стандартной сетевой розетке, должно быть 20 мм.
Диоды выпрямителя, конденсатор С3, динистор VS1 и трансформатор Т1 монтируют на печатной плате размерами 120 х 18 мм, которую после проверки помещают в пластмассовый корпус-ручку соответствующих размеров. Повышающий трансформатор Т1 выполнен на ферритовом стержне 400НН диаметром 8 и длиной около 60мм (отрезок стержня, предназначаемого для магнитной антенны транзисторного приемника). Стержень обернут двумя слоями изоляционной ленты, поверх которой намотана вторичная обмотка - 1800 витков провода ПЭВ-2 0,05-0,08. Намотка внавал, плавная от края к краю. Надо стремиться, чтобы порядковые номера перекрываемых витков в слоях провода были бы из одной сотни. Вторичная обмотка по всей длине обернута двумя слоями изоляционной ленты и поверх нее одним слоем намотано 10 витков провода ПЭВ-2 0,4-0,6 - первичная обмотка.
Диоды КД105Б можно заменить другими малогабаритными с допустимым обратным напряжением не менее 300 В или диодами Д226Б, КД205Б. Конденсаторы С1-C3 типов БМ, МБМ; первые два из них должны быть на номинальное напряжение не менее 150 В, третий - не менее 400 В. Конструктивной основой разрядника Е1 служит отрезок металлической трубки 4 длиной 100...150 и диаметром 3...5 мм, на одном из концов которого жестко закреплен (механически или пайкой) металлический тонкостенный стакан 1 диаметром 8...10 и высотой 15...20 мм. Этот стакан, с прорезями в стенках, является одним из электродов разрядника Е1. Внутрь трубки вместе с теплостойким диэлектриком 3, например, фторопластовой трубкой или лентой, плотно вставлена тонкая стальная вязальная спица 2. Ее заостренный конец выступает из изоляции на 1... 1,5 мм и должен располагаться в середине стакана. Это второй, центральный, электрод разрядника.
Разрядный промежуток зажигалки образуют конец центрального электрода и стенки стакана - он должен быть 3...4 мм. С другой стороны трубки центральный электрод в изоляции должен выступать из нее не менее чем на 10мм. Трубку разрядника жестко закрепляют в пластмассовом корпусе преобразователя, после чего электроды разрядника соединяют с выводами обмотки II трансформатора. Места пайки надежно изолируют отрезками поливинилхлоридной трубки или изоляционной лентой.
Если в вашем распоряжении не окажется динистора КН102Ж, заменить его можно двумя или тремя динисторами этой же серии, но с меньшим напряжением включения. Суммарное напряжение открывания такой цепочки динисторов должно быть 120... 150 В. Вообще же динистор можно заменить его аналогом, составленным из маломощного тринистора (КУ101Д, КУ101Е) и стабилитрона, как показано на рис. 2.
Рис.2
Напряжение стабилизации стабилитрона или нескольких стабилитронов, включенных последовательно, должно быть 120...150 В. Схема второго варианта электронной "спички" приведена на рис. 3.
Рис.3
Из-за малого напряжения аккумулятора G1 (Д-0,25) пришлось применить двухступенное преобразование напряжения источника питания. В первой такой ступени работает генератор на транзисторах VT1, VT2, собранный по схеме мультивибратора, нагруженный на первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. При этом на вторичной обмотке трансформатора индуцируется переменное напряжение 50... 60 В, которое выпрямляется диодом VD3 и заряжает конденсатор С4. Вторая ступень преобразования, в которую входит динистор VS1 и повышающий трансформатор Т2 с разрядником Е1 в цепи вторичной обмотки, работает так же, как аналогичный узел сетевой зажигалки. Диоды VD1, VD2 образуют однополупериодный выпрямитель, периодически используемый для подзарядки аккумулятора. Конденсатор С1 гасит избыточное напряжение сети. Вилку X1 устанавливают на корпусе зажигалки. Монтажная плата такого варианта зажигалки показана на рис. 4.
Рис.4
Магнитопроводом высоковольтного трансформатора Т2 служит кольцо из феррита 2000 НМ или 2000НН с внешним диаметром 32мм. Кольцо осторожно разламывают пополам, части обертывают двумя слоями изоляционной ленты и на каждую из них наматывают внавал по 1200 витков провода ПЭВ-2 0,05-0,08. Затем кольцо склеивают клеем БФ-2 или "Момент", соединяют половинки вторичной обмотки последовательно, обертывают двумя слоями изоляционной ленты и поверх нее наматывают первичную обмотку - 8 витков провода ПЭВ-2 0,6-0,8 (рис.5).
Рис.5
Трансформатор Т1 выполнен на кольце из такого же феррита, как магнитопровод трансформатора Т2, но с внешним диаметром 15...20 мм. Технология изготовления такая же. Его первичная обмотка, которую наматывают второй, содержит 25 витков провода ПЭВ-2 0,2- 0,3, вторичная - 500 витков ПЭВ-2 0,08-0,1. Транзистор VT1 может быть КТ502А-КТ502Е, КТ361А- КТ361Д; VT2 - КТ503А- КТ503Е. Диоды VD1 и VD2 - любые выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 300 В. Конденсатор С1 - МБМ или К73, С2 и С4 - К50-6 или К53-1, С3 - КЛС, КМ, КД.
Напряжение включения используемого динистора должно быть 45...50 В. Конструкция разрядника точно такая же, как у сетевой зажигалки. Налаживание этого варианта электронной "спички" сводится в основном к тщательной проверке монтажа, конструкции в целом и подборке резистора R2. Этот резистор должен быть такого номинала, чтобы зажигалка устойчиво работала при напряжении питающего ее аккумулятора от 0,9 до 1,3 В. Степень разрядки аккумулятора удобно контролировать по частоте искрообразования в разряднике. Как только она снизится до 2...3 Гц, это будет сигналом о необходимости подзарядки аккумулятора. В этом случае вилку X1 зажигалки надо подключить к электросети на 6...8 ч.
Пользуясь зажигалкой, ее разрядник надо сразу же после воспламенения газа удалять из пламени - это продлит срок службы разрядника.
Принцип действия данного устройства прост- преобразование постоянного напряжения в высоковольтное высокочастотное для получение искры.
Но как показала практика основная проблема при изготовлении электрической зажигалки это высоковольтный трансформатор: во первых к нему очень высокие требования относительно качества изоляции а во вторых он еще должен быть и как можно миниатюрнее.
Эти требования удовлетворяет схема приведенная ниже: здесь применен уже готовый трансформатор- ТВС-70П1. Это строчный трансформатор который применялся в переносных черно-белых телевизорах (типа "Юность" и им подобным). В схеме он указан как Т2 (используется только пара обмоток).
Предлагаемая схема позволяет снять зависимость напряжения подаваемого в высоковольтную катушку от порога срабатывания динистора (их наиболее часто применяют), как это реализуется в опубликованных ранее схемах.
Схема состоит из автогенератора на транзисторах VT1 и VT2, повышающего напряжение до 120...160 В с помощью трансформатора Т1 и схемы запуска тиристора VS1 на элементах VT3, С4, R2, R3, R4. Накопленная на конденсаторе СЗ энергия разряжается через обмотку Т2 и открытый тиристор.
Насчет трансформатора Т1: он выполнен на кольцевом ферритовом магнитопроводе М2000НМ1 типоразмера К16х10х4,5 мм. Обмотка 1 содержит 10 витков, 2 - 650 витков проводом ПЭЛШО-0,12.
По остальным деталям: конденсаторы:С1, СЗ типа К50-35; С2, С4 типа К10-7 или аналогичные малогабаритные.
Диод VD1 можно заменить на КД102А, Б.
S1 - микровключатель типа ПД-9-2.
Тиристор можно использовать любой, с рабочим напряжением не менее 200 В.
Трансформаторы Т1 и Т2 крепятся к плате клеем.
Устройство выполняется на печатной плате а разместить ее можно даже в пустой пачке от сигарет
Разрядная камера располагается между двумя жесткими проводами диаметром 1...2 мм на расстоянии 80...100 мм от корпуса. Искра между электродами проходит на расстоянии 3...4 мм.
Схема потребляет ток не более 180 мА, и ресурса элементов питания хватит более чем на два часа непрерывной работы, однако не прерывная работа устройства более одной минуты не желательна из-за возможного перегрева транзистора VT2 (он не имеет радиатора).
При настройке устройства может потребоваться подбор элементов R1 и С2, а также изменение полярности включения обмотки 2 у трансформатора Т1. Желательно также проводить настройку с неустановленным R2: проверить напряжение на конденсаторе СЗ вольтметром, а после этого установить резистор R2 и, контролируя напряжение осциллографом на аноде тиристора VS1, убедиться в наличии процесса разряда конденсатора СЗ.
Разряд СЗ через обмотку трансформатора Т2 происходит при открывании тиристора. Короткий импульс для открывания тиристора формируется транзистором VT3 при возрастании напряжения на конденсаторе СЗ более 120В.
Устройство может найти и другие применения, например, в качестве ионизатора воздуха или электрошокового устройства, так как между электродами разрядника возникает напряжение более 10 кВ, что вполне достаточно для образования электрической дуги. При малом токе в цепи это напряжение не опасно для жизни.
Доброго времени суток, уважаемые самоделкины .
В этой статье AKA KASYAN покажет процесс сборки "вечной спички". Конечно, не совсем вечной.
Классически, такие изделия представляют из себя небольшую герметичную емкость, с горючим жидким топливом внутри. Вторым элементом таких устройств является кремень, чиркаш.
Короче говоря это нечто среднее между зажигалкой и спичкой.
Естественно они не вечные. Топливо заканчивается, да и кремень, фитиль, другие детали, тоже изнашиваются.
Автор - дружит с электроникой, а механические заморочки - не его тема. Он изготовит необычную электронную спичку.
Авторская версия относится к классу плазменных, либо электродуговых.
Основные компоненты.
Основной источник питания, аккумулятор 3,7В.
Высоковольтный преобразователь напряжения.
Дополнительнй источник питания, солнечная батарея.
Тактовая кнопка и переключатель ON/OFF.
Узел подзарядки АКБ - обычный диод и стабилитрон.
ФУМ лента или скотч.
Провода 0,5мм и 0,05мм
Повышающий преобразователь автор сделает самостоятельно. Для нелюбителей мотать трансформаторы вручную можно часть статьи пропустить и приобрести такой в Китае за пару долларов. Хотя основы приготовления трансформатора из хлама - должен знать каждый, на всякий случай;)
Итак, преобразователь питается от аккумулятора. Создаваемое выходное напряжение составляет несколько тысяч вольт.
На электродах образуется высокочастотная высоковольтная дуга, имеющая очень высокую температуру.
Дуга может расплавить оловянный припой, даже медные электроды, из острых окончаний которых она образуется.
Короче говоря, поджечь практически любой горючий материал для такой зажигалки - не составит труда.
Дохлый или ненужный импульсный блок питания. От компьютера, принтера, сканера, да от чего угодно.
Из него конфискуем импульсный трансформатор. Именно на его основе будет построен высоковольтный преобразователь.
Автор берет трансформатор из узла дежурного питания. Это почти полностью растащенный на запчасти компьютерный блок питания.
Постарайтесь подобрать такой же, как у автора, с удлиненным сердечником.
Это облегчит намотку. Найденный трансформатор необходимо разобрать.
Ферритовый сердечник, как обычно, сделан из двух Ш-образных половинок.
Эти половинки приклеены друг к другу. С целью рассоединения просто прогреваем сердечник.
Данное действо осуществим паяльником, прогревая сердечник несколько минут. Также можно использовать строительный фен, духовку, паяльную станцию с термодуем. Их применяйте с осторожностью, не расплавьте пластиковую вставку. Температура ослабления клея обычно 140-160°C.
Отделяем половинки одну от другой.
У извлеченных половинок имеется зазор между центральными планками.
Для инверторной схемы, которую применит автор, этот немагнитный промежуток по-хорошему нужен.
Хотя схема будет функционировать и без оного.
Сердечник автор удалил, теперь сматывает все имеющиеся обмотки. Оставить надо один пластиковый каркас.
Приступает к намотке первички. Ее мотает проводом 0,5мм предварительно сложив его вдвое.
Диаметры применяемой проволоки могут находиться в диапазонах от 0,2мм до 0,8мм
Более толстый использовать бессмысленно. Оптимальные диаметры 0,4мм - 0,7мм.
Мотает 8 витков.
Выводит второй конец обмотки.
Изолирует, наматывая поверх обмотки несколько слоев фторопластовой ленты, либо обычно прозрачного скотча.
Далее берет тонкий провод.
Автор взял его из обмотки катушки 12-Вольтовой релюшки.
Собственно, тонкий провод найдется и во вторичных обмотках 5В - 12В маломощных трансформаторах. Требуемая толщина провода - около 0,05 мм.
К началу вторичной обмотки припаивает многожильный высоковольтный провод с толстым изолирующим слоем.
Место пайки изолирует термоусадочной трубкой, выбирайте двухслойные трубки, с клеем внутри.
Выводит провод и фиксирует с помощью термоклея. Для дополнительной изоляции и качественной фиксации.
Начинает наматывать вторичную обмотку. Виточек к виточку мотать сложно, но не нужно. Просто делайте это аккуратно.
Каждый слой обмотки состоит из ста - стадвадцати витков.
Между каждым слоем обязательно изолируем в 2-3 слоя изоляции.
Во избежании пробоя межслойый переход делается внутри изоляции, не доходя до края.
Первый слой мотаем слева направо, второй - в обратную сторону.
По такому принципу, изолируя каждый слой, мотаем десять - двенадцать слоев. Количество слоев обязательно четное, чтобы оба вывода вышли с одной стороны.
Вторичная обмотка, в итоге, должна будет состоять из 1000 - 1440 витков.
Закончив намотку, срезаем провод, припаиваем многожильный ВВ провод, изолируем место пайки. В общем, так-же, как и в начале нее.
Окончательно фиксирует все обмотки в несколько слоев скотча.
Собирает трансформатор в обратном порядке.
Установив половинки сердечника, еще раз фиксирует термостойким скотчем.
При обрыве провода в процессе намотки вторички можно его спаять, но усилить изоляцию в этом месте.
Возвращаемся к первичной обмотке.
Первичка состоит из двух отдельных проволок, которые намотаны параллельно.
Сфазируем их для получения средней точки.
Схема представлена на фото.
На намотку данного трансформатора автор потратил несколько часов. Терпение просто заслуживает уважения!
Для любителей измерений. Сопротивление вторичной обмотки составляет 320 Ом.
Индуктивность 139 млГн.
Величина индуктивности первичной обмотки 2,27 мкГн.
Итак, 90% работы завершено. Соберем все приготовленные элементы согласно схемы.
Подключим питание.
Например, к литий-ионному аккумулятору на 3,7В.
Дуга образуется на дистанции между электродами в 0,5-0,8 мм.
Ее можно растянуть до 1,5 см.
При увеличении напряжения питания схемы, дистанция пробоя увеличится.
Если Вы мотали трансформатор впервые, то лучше не рискуйте. При пробое придется все повторить заново.
Теперь про остальные элементы электронной спички.
В виде источника питания автор хотел использовать ионистор.
Ионистор это "суперконденсатор" с напряжением 2,7 В. Емкости бывают различными. Вот, например, 100Ф.
