Info
Ein hörbarer Ton ist nichts anderes als einen Luftschwingung. Wenn man das versteht, stellt sich nun die Frage, was die Luft in Schwingung versetzt. Bei einem Gewitter, entläd sich der Blitz in einem Lichtbogen,der im inneren Temperaturen von weit über 20k Grad erreicht. Warme Luft dehnt sich aus, heisse Luft explodiert. Dadurch entsteht der Donner. Wenn man nun einen fortlaufende Entladung erzeugt, ist ein Ton hörbar, dessen Frequenz der Anzahl der Endladungen pro Sekunde entspricht. Als Beispiel, 100 Entladungen pro Sekunde nimmt man als tiefes Brummen mit 100Hz, 15000 Entladunge mit einem hohen pfeifen von 15kHz wahr. Wählt man hierbei eine Frequenz über der menschlichen Hörschwelle von ca. 22,5kHz, ist kein Ton mehr hörbar. Spielt man das ganze weiter und moduliert mit einer Elektronik ein Audiosignal auf die Trägerfrequenz von ca. 45kHz, kann man über das Tastverhältnis der Modulation, die Energie, welche im Trafo umgesetzt wird, erhöhen oder verringern. Dies hat zur Folge, dass sich der "Blitz" mit der Trägerfrequenz entläd, jedoch über die zugeführte Energie, das Volumen des Blitzkanals vergrössert oder verkleinert. Diese Volumenänderung ist als Ton hörbar.
Aufbau
Aus einer leistungsstarken Energiequelle ( 24V / 20A ) werden 2 Teile versorgt. Zum einen die Steuerkreis, zum anderen der Leistungskreis.
Der Steuerkreis:
Das Verfahren der Wahl, nennt sich PulsWeitenModulation, kurz PWM. Realisiert wird diese mit einem IC TL494, mit entsprechender Beschaltung. Dieser steuert einen HEXFET Leistungsfeldeffekttransistor IRFP360, als Gegenspannnungsgeschutz wird eine Diode ( SB3100 / 100V / 3A ) "leide". Die Auswahlkriterien dieses HEXFET´s sind zum einen die hohe Spannung mit 400V, der Strom mit 23A und die resultirende Totalleistung von 280W, bei entsprechender Kühlung!
Zur Versorgung der Steuerelektronik werden 2 Glättungs-Elko´s ( 100µF / 63V ), ein 7815 ( 1A ), sowie eine Schottky-Diode ( SB120 / 20V / 1A ) verbaut.
Um ein Trägerfrequenzbereich von 30kHz bis 60kHz abzudecken, werden ein 10nF KDPU, 1kOhm-Metallschicht und ein 2kOhm-Spindeltrimmer zwischen GND und PIN 5/6 des TL494 geschalten.
Der Leistungskreis:
Als Hochspannungstrafos werden 2 Zeilentrafos, wie sie auch in Röhrenmonitoren verbaut sind, dienen.
Der Prototyp
Es existieren bereits mehrere funktionsfähige Prototypen. Das zur Zeit beste Ergebnis hatte jedoch einer der ersten Aufbauten.
Konfiguration:
- 15V Steuerspannung
- 10V 5A Leistungskreis
- TL494 in Minimalsbeschaltung ( keine Spannungsstabilisierung, keine Entkopplung, Audiosignal ungefilter )
- IRF540N 100V/33A/120W Ptot ( hat trotz massiver Kühlung nur ca. 5 Minuten überlebt )
- NoName-Zeilentrafo ohne Diode, mit 5 Primärwicklunge ( 0,5mm² )
- 2 Kupfer-Schweisselektroden, spitz geschliffen
Beteiligte User
Status
- 02.09.2010
- 6 Leistungs-HEXFET´s IRFP360 über reichelt.de bestellt (16,70€)
- 03.09.2010
- Projekt-Page erstellt
- 2 neue Zeilentrafos per eBay (19,99€)
- 04.09.2010
- HEXFET´s sind eingetroffen
- 07.09.2010
- Zeiletrafos angekommen und für sehr gut "befunden"
- Hardware-Feinplanung begonnen, Stückliste wird erstellt
- 13.09.2010
- Finale Simulation (MultiSim) zur Nennwert-Bestimmung der Bauteile
- Bauteile für "Release Candidate" geordert
- 15.09.2010
- Bauteile eingetroffen, übrigen Teile werden zusammen gestellt
- 03.01.2011
- Projekt reaktiviert! Durchaus erfolgreicher Testlauf in Mono! HEXFET´s leben noch!
- 2.Aufbau
- 03.09.2011
- Projekt ruht b.a.w.! Prio A hat bis Mitte 2012 mein Abschlussprojekt!
Goldmaster
Box
- 25x30x40 (BxTxH)
- Kunststoffwinkel, Gewindeschneiden
Trichter
- Primäres Ziel: durchsichtig (Glas oder Kunststoff)
- Wichtig:
- Großer Öffnungswinkel
- Dicker Stil (Optimal 4cm Durchmesser)