راه هایی برای بهره گیری از کوئل خودرو برای تولید ولتاژهای خیلی زیاد

.

.

«ترانس جرقه» یا «کوئل» خودرو که به انگلیسی به آن Ignition Coil می گویند، همان طور که از نام اش برمی آید، برای آتش زدن مخلوط گازی سوخت-هوا در وسایط نقلیه با موتور انفجاری به کار می رود. کوئل ها در خودرو (و موتوسیکلت) از طریق مکانیسم توزیع کننده ی جرقه، به «شمع های جرقه زن» سیلندرهای موتور وصل می شوند. میانگین ولتاژ خروجی کوئل ها در حدود 20 کیلوولت قرار دارد. البته با بهره گیری از مدار فرمان مناسب، می توان ولتاژهایی تا بیش از 100 کیلوولت از کوئل خودرو دریافت کرد.

مدارهایی که در این مقاله معرفی می شوند، نه با هنر طراحی الکتروتکنیک (رشته ی برق) همپوشانی دارند، و نه از ایمنی یا دوام بویژه بالایی برخوردارند. همه ی این مدارها سال های سال است که وجود دارند و حتی در دوران جوانی من، در دهه ی 1350، طرح های شناخته شده ای به شمار می رفتند.

همچنین، ساختن این مدارها برای افراد تازه کار آسان است و ارزان تمام می شود و به سادگی به کار می افتند. و اگر در میانه ی راه افزاره ای سوخت یا چیزی منهدم شد... سرتو بالا بگیر داداش، به این میگن «های ولتاژ»!

.

تهیه ی کوئل

من هر سه کوئل دست دومی را که در اختیار دارم، از یک اوراقچی خانه به قیمت خیلی ارزانی تهیه کردم.

اگر مراجعه به اوراقچی خانه ها، که از مرکز شهرها دور هستند، برای شما مشکل است، می توانید به گاراژ و باتری سازی نزدیک خودتان سر بزنید. تعمیرگاه های خودرو نیز محل های مناسبی برای خرید کوئل خودروهای قدیمی هستند.

.

چگونگی کارکرد

کوئل یک ترانسفورمر است. اما کوئل، بر خلاف ترانسفورمرهای معمولی، در هسته ی خود فقط یک میله ی آهنی دارد. علاوه بر این، سر انتهایی اولیه و سر انتهایی ثانویه ی کوئل به هم وصل هستند. این شرایط باعث می شود که کوئل را نتوان زیر ولتاژ متناوب (AC) معمولی به کار گرفت. به جای آن، به کوئل ها باید پالس های سریع (با زمان کوتاه) داد تا به جرقه های مورد نظر رسید.

در ادامه، چهار نوع مدار فرمان مختلف برای کوئل خودرو تشریح می شوند.

.

مدار فرمان 1: پالس

به احتمال قوی این ساده ترین مدار فرمان برای یک کوئل جرقه است. با استفاده از یک منبع «های ولتاژ»، مانند اینجا که از یک «الکتروشوکر» استفاده شده، خازنی شارژ می شود و با فشار دکمه ای بار ذخیره شده در آن در اولیه ی کوئل تخلیه می شود.

در نتیجه، جرقه ای از نظر زمانی کوتاه، اما بسیار نیرومند در پیچش ثانویه ی کوئل پدید می آید که می تواند در کاربردهای متفاوت، مثلاً در مشتعل کردن یک مخلوط گازی قابل انفجار و یا آزمایش دوام و مقاومت مواد مختلف در برابر ولتاژ زیاد مورد استفاده قرار گیرد.

ولتاژ خروجی چنین مداری در محدوده ی 20 کیلوولت قرار دارد و در نتیجه جرقه ای به درازای نزدیک به 2 سانتی متر تولید می کند.

.

مــدار

.

.

ساختمان مدار روشن و به سرعت قابل درک است: خروجی جریان متناوب یک الکتروشوکر توسط یک «پل دیود» یکسوسازی شده و ولتاژ مستقیم حاصل به مجموعه ای از خازن های موازی داده شده اند. من در این مدار از تعدادی خازن که با هم موازی بسته شده اند استفاده کردم تا ظرفیت خازنی بالاتر و در نتیجه، به توان بیشتری دست یابم.

دیودهای یکسوسازی که در مدار مورد استفاده قرار می گیرند، باید قادر به تحمل ولتاژ بالای خروجی الکتروشوکر باشند. بهتر آن است که به جای بکارگیری یک پل دیود حاضری، آن را با 4 دیود 1N4007 ساخت. به این ترتیب آدم بهتر می داند صاحب چه چیزی است!

خازن ها بهتر است از نوع FKP انتخاب شوند، زیرا این خازن ها در مقابل پالس های بزرگ ولتاژی بسیار مقاوم بوده و در عین حال «خود ترمیم گر» هستند.

در تصویرهای زیر مدار ساخته شده دیده می شود.

.

در این تصویر چهار خازن موازی، دکمه (کلید شستی) و کوئل دیده می شوند

.

در تصویر بالا همان مدار، اما مونتاژ شده بر روی فیبر مدار چاپی دیده می شود.

به عایق کاری دکمه ی شستی دقت شود!

.

مدار فرمان 2: نوسانگر

تشریح مدار

این مدار فرمان کمی پیچیده تر از مدار پیشین است. اما، در مقابل، دارای برتری بزرگی است و آن ایجاد یک «های ولتاژ» پایدار و یکنواخت است و هر بار برای تولید جرقه لزومی به تکرار دستیِ شارژ خازن وجود ندارد.

.

مـدار

.

.

چگونگی کارکرد

ترانزیستور «ماس فت» ولتاژ ورودی یا همان ولتاژ تغذیه ی کوئل را به صورت بریده بریده در می آورد. برای انجام این کار، مدار یکپارچه ی مشهور 555 سیگنال مربعی لازم را تامین می کند.

فرکانس این مدار نوسانگر با استفاده از پتانسیومتر 2/2 کیلواهمی تنظیم می شود. وجود این پتانسیومتر بسیار مهم است، زیرا باید به کمک آن فرکانسی را به کوئل تحویل داد که برابر با «فرکانس تشدید» یا همان «فرکانس رزونانس» خود کوئل باشد. فقط در این صورت است که می توان نیرومندترین خروجی را از کوئل دریافت کرد. تجربه نشان داده که این فرکانس در محدوده ی 10 کیلوهرتز قرار دارد.

در صورت لزوم، می توان یک خازن الکترولیت 22 میکروفاراد (مقدار ظرفیت قابل تغییر است) را با خازن 100 نانوفارادی مدار موازی بست. این کار فرکانس تشدید را به شدت کاهش می دهد و آن را به حدود 100 هرتز می رساند. در این محدوده ی فرکانسی، به جای ایجاد یک قوس الکتریکیِ «ویز ویز کننده»، جرقه هایی با صدای انفجار تولید می شوند.

ولتاژ ورودی می تواند بسته به توانایی ترانزیستور «ماس فت» به دلخواه انتخاب شود. من با این افزاره ها برای تغذیه ی کوئل از ولتاژ جریان مستقیم 30 ولتی استفاده کردم.

دقت ظرفیت خازن روی قطب های کوئل اهمیت ویژه ای ندارد. آنچه مهم است، ولتاژ کار آن است که باید رعایت شود. سعی کنید از «صنعتی فروش» های بازار الکترونیک برای این کار «خازن اسنابر» (Snubber) تهیه کنید. یکی از آنها «مهران الکترونیک صنعتی» در خیابان جمهوری، کمی بعد از خیابان سی تیر به سمت چهارراه اسلامبول است.

این مدار تحت فرکانس 10 کیلوهرتز ولتاژی در حدود 20 تا 30 کیلوولت تولید می کند. چون این فرکانس در محدوده ی فرکانس های قابل شنوایی انسان قرار دارد، کار طولانی با دستگاه می تواند خیلی اعصاب سوز شود... اما یک عاشق الکترونیک بیدی نیست که از این بادها بلرزد!

عکس های زیر را در زمان های مختلف و هنگام کار با نسخه های اولیه ی این مدار برداشته ام.

.

         
.

به کار گیری به عنوان الکتروشوکر

اگر کوئل را با یک ترانسفورمر معمولی (که به صورت وارونه به کار برده شود) عوض کنیم و فرکانس کار را نیز به چند صد هرتز کاهش دهیم (مثلاً از طریق بالابردن ظرفیت خازن مرتبط با 555)، صاحب یک الکتروشوکر نیرومند خواهیم شد.

.

.

فیلم زیر کارکرد این مدار را نشان می دهد:

.

نشانی فیلم:

http://www.aparat.com/v/nqe3i

.

مدار فرمان 3: تشدید

تشریح مدار

باید اعتراف کنم که این مدار را با عجله ی زیاد سر هم کردم و در واقع با «هِندِل زدن» آن را به راه انداختم و به عبارتی "مجبورش کردم" که کار کند!

با این مدار می توان یک کوئل را به حالت «خود تشدیدی» (به قول انگلیس ها Self-Resonance) درآورد. معنی خود تشدیدی این است که نوسان و پالس لازم برای راه اندازی و تداوم کار مدار بدون هر گونه مدار اضافی، اعم از مولد پالس یا نوسانگر جداگانه، توسط «خود مدار» و در فرکانس ذاتی «خود کوئل» ایجاد می شود. این کار با استفاده از «باز خور» (به انگلیسی Feedback) انجام شده است.

اولین بار که روی این طرح کار می کردم، برای راه اندازی مدار، دو ترانزیستور 2N3055 به صورت «دارلینگتون» به کار بردم، زیرا در آن زمان به «ماس فت» دسترسی نداشتم (همه شان را سوزانده بودم!). همان طور که همه می دانند:"وقتی مادر نیست، باید با زن بابا ساخت!"

.

مـدار

.

.

تصویرها

ساختمان عمومی دستگاه، آن طور که من ساختم، در زیر دیده می شود.

محل خروج ولتاژ زیاد را با استفاده از «چسب داغ» محکم، و همزمان عایق کردم.

ترانزیستورها را روی یک گرماگیر مسی نصب کردم.

برای پیچیدن سیم پیچِ بازخور از «سیم تلفنی» استفاده کردم (حلقه های آبی رنگ دور بدنه ی کوئل).

بلافاصله پس از این که کوئل یک جرقه تولید کرد، یک ولتاژ کوچک روی این سیم پیچ القا می شود که ترانزیستورها را راه اندازی می کند.

به کمک پتانسیومتر باید «جریان بیس» ترانزیستورها تنظیم شود. در صورتی که با وجود چرخاندن پتانسیومتر و امتحان همه ی موقعیت ها، مدار شروع به کار نکرد، لازم است که اتصال های دو سر سیم پیچ بازخور را عوض کنیم (سیم پیچ هیچ تغییری نمی کند، فقط جای اتصال به تغذیه ی 9 ولت و پایه ی پتانسیومتر را با هم عوض می کنیم).

.

.

ترانزیستورها را روی گرماگیری که از یک تلویزیون اوراقی بازیابی کرده بودم، نصب کردم. چون بدنه ی این ترانزیستورها به کلکتور آنها وصل است، یکی از آنها را باید از گرماگیر (رادیاتور) عایق کرد.

روش ثابت کردن گرماگیر روی چوب اختراع خودم است، اما هنوز آن را ثبت نکرده ام!

.

.

پس از راه افتادن دستگاه، می توان آزمایش با آن را آغازید:

مطابق معمول با یک لامپ مهتابی یا کم مصرف سوخته، برای حیرت زده کردن اهالی منزل!

.

  

.

اگر ولتاژ زیاد را به بدنه ی کوئل بدهید، با صحنه ی دیوانه واری روبرو خواهید شد. متاسفانه تصویر بالا-چپ ناواضح است، اما برای دیدن کیفیت قوس الکتریکی کفایت می کند.

.

.

یک مولد پارازیت عالی(!!) را در تصویر بالا می بینید.

برای پارازیت انداختن روی همه ی وسایل الکترونیکی در پیرامون آن مفید است! تا شعاع چند متری نمایشگر کامپیوتر را به رقص نور تبدیل می کند!

اگر دچار عُسر و حَرَج هستید و نمی توانید خسارت بپردازید، و از فحش خوردن هم بیزارید، این را در کنار گوشی و رایانه ی مردم روشن نکنید... خطر دارد!

یکی دیگر از پدیده های جالبی که در اینجا دیده می شود این است که مدار حتی بدون باتری 9 ولتی هم نوسان می کند. اما مقدار ولتاژ القا شده روی سیم پیچ بازخور برای به اشباع بردن ترانزیستورها به صورت کامل کفایت نمی کند و توان خروجی افت می کند و همچنین نوسان سازی مدار تا جایی ادامه پیدا می کند که خروجی ولتاژ بالا با زمین (گراوند GND) کنتاکت داشته و به آن وصل باشد.

.

مدار فرمان 4: وارو موازی

تشریح مدار

اگر دو قبضه(!) کوئل را به صورت «وارو موازی» (آنتی پارالل) مداربندی کنیم، یعنی پایانه ی مثبت کوئل یکُم را به پایانه ی منفی کوئل دویّم ببندیم و برعکس، خواهیم توانست بین دو پایانه ی خروجی کوئل ها ولتاژ بسیار زیادی در محدوده ی 50 هزار ولت (تقریباً 5 سانتی متر طول قوس الکتریکی) ایجاد کنیم.

.

مـدار

.

.

این مدار استخوان بندی بسیار ساده ای دارد و همه ی افزاره های آن را می توان از دستگاه های اوراقی دور و بر خودتان جمع آوری و بازیابی کنید.

برای مقابله با اثر تخریب گر بار القایی روی ترانزیستور مدار، میان پایانه های کلکتور و امیتر آن یک خازن 7/5 نانوفاراد با ولتاژ کار 2 کیلوولت (به عنوان «اسنابر»)، یک دیود 1N4007 به عنوان «دیود هرزگرد» و یک یا ترجیحاً دو عدد وریستور (VDR) بسته شده اند. وظیفه ی این مجموعه سرکوب کردن ضربه های ولتاژی حاصل از اندوکسیون پیچش های اولیه ی کوئل ها است.

زمانی که من این مدار را می ساختم، نه 2N3055 و نه «ماس فت» دم دست داشتم. لذا به جان شاسی یک مانیتور کهنه که مدت ها بود در گوشه ای خاک می خورد، افتادم و ترانزیستوری به شماره ی C4237 را از آن بیرون کشیدم و در مدارم مورد استفاده قرار دادم. شما هم می توانید از هر ترانزیستور یا «ماس فت» قدرت در این مدار بهره گیری کنید.

سیگنال ورودی را می توانید از یک نوسانگر ساده که با 555 ساخته می شود و فرکانسی در حدود چند صد هرتز دارد، مانند مداری که در «مدار فرمان 2» ارایه شد، بگیرید. نظر به این که مدار بهترین کارکرد خود را در فرکانس های پایین ظاهر می کند، باید به جای خازن 100 نانوفاراد روی پایانه های 1 و 2 آی.سی. 555 ، یک خازن الکترولیت 22 میکروفاراد قرار داد. مقدار داده شده تقریبی است و می تواند ظرفیت کمتر یا بیشتری در همین حدود داشته باشد.

ترانزیستور و وریستورها باید روی گرماگیر بزرگی نصب شوند و مراقب بود که در صورت لزوم یک هواکش آن را خنک کند و یا دستگاه به تناوب زمانی مناسب، برای دقایقی، خاموش شود. همچنین، چون مصرف جریان مدار زیاد است، باید مراقب منبع تغذیه ی دستگاه نیز بود که خیلی داغ نشود. در اینجا نیز یک هواکش می تواند به کارکرد پایدار و درازمدت مدار کمک کند.

.

تصویرها

مدار ساخته شده این طور به نظر می رسد.

.

.

عملکرد دستگاه هیچ جایی برای ایرادگیری باقی نمی گذارد.

در تصویر پایین سمت راست نحوه ی روشن کردن یک ال.ای.دی. با 50 هزار ولت آموزش داده می شود!

.

    

.

آزمایش، بازی و تفریح با «های ولتاژ»

.

   

.

یک فیبر هزار سوراخ زیر فشار الکتریکی بالغ بر 50 هزار ولت.

چیزی که جالب است، این است که تک تک نقطه های لحیم کاری روشن شده اند، اما در فاصله ی میان نقطه ها قوس الکتریکی ایجاد نشده است، چیزی که در واقع انتظارش می رفت!

.

.

همچنین، در هر لحظه فقط طول یک مسیر از نقطه ها روشن می شد و تصویر بالا به علت باز بودن طولانی مدت دیافراگم دوربین، روشن بودن چندین مسیر را به طور همزمان نشان می دهد.

.

    

.

    

.

روش اختراعی من برای شارژ کردن باتری!!

.

.

قوس الکتریکی ناشی از های-ولتاژ با فرکانس بالا (چند کیلوهرتز):

.

.

قوس الکتریکی ناشی از های-ولتاژ با فرکانس پایین (چند صد هرتز):

.

.

.

مطالب مرتبط:

ساخت یک مدار تخلیه ی فرکانس رادیویی پرتوان

ساخت یک منبع تغذیه ولتاژ زیاد با ترانس های-ولتاژ تلویزیون

مدار ساده ترین شوک دهنده ی برقی (الکتروشوکر)

ساخت یک الکتروشوکر برای ماهی گیری

.

 .

www.etesalkootah.ir ||   2015-10-16 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.

.