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.
Говорят, на спичках много не сэкономишь, и все же… Простая и практичная электронная спичка» описание которой мы предлагаем вниманию читателей, избавит вас от необходимости постоянно следить, чтобы спичечные коробки не оставались пустыми.
Действует «спичка» следующим образом. Накопленная конденсатором С1 (см. принципиальную схему) электроэнергия от сети 220 В преобразуется в искру от которой происходит возгорание газа в конфорке кухонной плиты. Время заряда С1 до амплитудного значения напряжения сети составляет 2—3 с. а для его разряда достаточно лишь 0.1 с.
Конструктивно «спичка» выполнена в виде цилиндра, состоящего из двух половиком (см. рис). Внутри одной размещены радиоэлементы, другая предохраняет концы разрядника от случайного замыкания, иначе включенная в сеть «спичка» тут же выводит из строя диод VD1, который защищает от удара разрядом конденсатора С1 (при прикосновении к токосъемникам вилки, вынутой из сетевой розетки), поскольку по отношению к полярности напряжения в нем диод включен в обратном направлении.
«Спичка» собирается из любых подручных материалов. В качестве составного корпусе использованы пластмассовые флаконы из-под шампуня длиной 100 мм. Под их габариты подбирают размеры деталей.
В донышке корпуса сверлят два отверстия для токосъемников от стандартной сетевой вилки, расстояние между которыми рассчитано под соответствующую розетку. Сбоку делают еще шесть отверстий 01 мм —по два с шагом 120* — для крепления конденсатора.
Далее из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм изготавливают монтажную плату. Фольгу прорезают ножом на 4 сегмента (см. рис.1. к которым припаивают диод и резистор, а также многожильные изолированные провода длиной ISO мм для подсоединения к конденсатору Плата крепится с внутренней стороны корпуса с помощью токосъем никое и гаек.
Разрядник изготавливают из сварочных электродов 02,5 мм. На них надевают хлорвиниловые трубки и вставляют в отверстия деревянного держателя. С одного конца электроды разрядника остро затачивают напильником, а с другого их припаивают к выводам конденсатора. Причем участки электродов, предназначенные для пайки, предварительно обматывают медным луженым проводом 00,2 мм.
С помощью изоленты на корпусе конденсатора закрепляют с шагом 120* три скобы из медного провода 01 мм, с «запасом» по длине. К конденсатору припаивают провода, идущие от платы, а затем, продев концы скоб в отверстия сбоку корпуса, вставляют в него конденсатор вместе с разрядником ив половину длины деревянного держателя. На этот участок предварительно наносят слой клея «Момент» для закрепления держателя в корпусе. Кроме того, снаружи вдоль него изгибают выводы скоб, фиксируя тем самым «внутренности» конструкции. Их излишки обрезают по длине, а оставшиеся концы скоб приклеивают к корпусу либо обматывают изолентой.
На другую половину держателя электродов, находящуюся снаружи корпуса, надевают защитный колпачок.
«Спичка» может быть постоянно включена в сетевую розетку, поэтому она всегда готова к работе. Чтобы зажечь горелку газовой плиты, «спичку» вынимают из розетки, снимают защитный колпачок, подносят к конфорке, открывают газ и сжимают разрядник до замыкания остро заточенных концов электродов — возникает искра. Когда разрядник отпускают, упругие электроды возвращаются в первоначальное положение. Надевают защитный колпачок, а «спичку» снова вставляют в сетевую розетку до следующего раза.
При длительном пользовании поверхность электродов со временем становится «выбитой». Поэтому периодически нужно зачищать напильником места их взаимного соприкосновения, чтобы концы разрядника всегда были остро заточенными для сосредоточения в узкой части энергии разряда конденсатора.
Диод можно заменить на любой другой с близкими параметрами.
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.
Кажется, нет ничего дешевле спичек, но именно они могут не оказаться в нужный момент, поэтому хорошо иметь под рукой электрическую, которая придёт вам на помощь.
В этой статье рассмотрим несколько мастер-классов, где узнаем, как сделать электронную спичку, к тому же своими руками, а также предоставим схему прибора.
Принцип действия электронной спички
Конденсатор накапливает энергию электричества, заряжаясь от бытовой электрической сети, и преобразует ее в разряд. От этой искорки, на конфорках кухонной газовой плиты, загорается газ. Конденсатору необходимо до 3 секунд для заряда, разряжается — за 0,1 секунды.
Электрическая спичка представляет собой цилиндр, который состоит из двух частей. В одной части размещаются радио элементы, в другой находится предохранитель, который защищает разрядник, чтобы не произошло случайное замыкание.
В противном случае, при включении в сеть, мгновенно сгорит диод, который служит защитой. Без этого диода, прикоснувшись к вилке токосъемника, произойдёт поражение разрядом конденсатора.
Схема электронной спички:
Технология изготовления электронной спички
Материалы:
Этапы изготовления спички:
- В дне корпуса просверлить парное отверстие (для размещения токосъемников) на таком расстоянии, чтобы можно было подключать в обычную розетку. Сбоку нужно несколько отверстий (диаметр отверстий до 1 мм), в данном случае шесть штук, чтобы крепить конденсатор.
- Плата изготавливается своими руками с использованием стеклотекстолита фольгированного.
- Фольгу ножом прорезать на несколько частей, к ним припаять резистор, диод, провода (по 150 мм),чтобы присоединить конденсатор.
- Плату закрепить внутри корпуса при помощи гаек и токосъемников.
- На следующем этапе изготовить разрядник. Для этого на сварочные электроды надеть трубки из хлорвинила и вставить в проделанные отверстия в деревянном держателе.
- Один конец электродов в разряднике, при помощи инструментов, следует очень тонко заточить. А с другой стороны — концы электродов обмотать луженым проводом и припаять к выходам конденсатора.
- Изолентой к корпусу конденсатора фиксируются, изготовленные из одномиллиметровой медной проволоки, три штуки скобок (оставить длинные концы).
- Затем следует припаять к концам конденсатора те провода, которые закреплены на плате. Далее вставить скобы в проделанные по бокам корпуса отверстия и поместить туда конденсатор и разрядник (до середины держателя).
- Для того, чтобы закрепить деревянный держатель, нужно нанести на эту часть клей. С внешней стороны корпуса, для фиксации внутренней конструкции, загнуть скобы и заизолировать изолентой, чтобы можно было комфортно брать спичку в руки.
- Держатель электродов, который находится вне корпуса, закрывают защитным колпачком.
ПОДРОБНЕЕ ПРО: Аппликация из спичек для детей на картоне
Электронная спичка на батарейке
Представляем вашему вниманию, мастер-класс очень простого способа изготовить электроспичку своими руками, для него даже схема не понадобится.
Для изготовления приспособления нужно подготовить:
- Кусок двойного медного провода.
- Обычные спички.
- Батарейка.
- Канцелярский нож, ножницы.
Техника изготовления:
- Возьмите кусок медной двойной проволоки и с одного конца разделите его на двое, но не на всю длину, а только на четверть.
- Оголить один провод на 1 см, другой — на 2 см.
- Далее отделить жилку от одного провода и тоже самое от другого. Все ненужные проводки аккуратно срезать ножницами.
- Потом, канцелярским ножом осторожно снять лак с одного и второго провода.
- Эти проводки скрутить между собой по середине длинного провода и срезать все лишнее ножницами.
- Взять обычные спички, счистить с них серу и растолочь её до состояния пудры.
- Высыпать пудру в небольшую ёмкость и добавить пару капель воды, размешать до жидкого состояния.
- После этого, взять жидкую массу и нанести на край провода. Покрыть полностью весь тонкий проводок и высушить.
- С другого конца полученной спички также разделить два проводка и оголить концы. Присоединить один из оголенных проводков к батарейке — ее полюсу, другой — к минусу. С той стороны, где проводки обработаны серой, возникнет вспышка.
Если вы тот человек, который любит эксперименты, то данные мастер-классы именно для вас.
С помощью простых подручных материалов, вы сможете, воспользовавшись этими советами, изготовить новый, интересный прибор — электронную спичку.
Как сделать петарду из спичек: пошаговая инструкция Как сделать замок из спичек своими руками Церковь из спичек своими руками: инструкция с клеем
Представьте себе спичку, которая после чирканья по коробку вспыхивает, но не загорается. Какой прок от такой спички? Она пригодится в театральных постановках и ее можно давать детям (которые не должны играть с огнем). Электронная спичка - это именно такое устройство, поскольку вы должны чиркнуть по коробку и только тогда она "вспыхнет". Для этого в устройстве есть (на спичке) и скрытый магнит (внутри коробка). На рис. 5.17 изображена блок- нашей спички.
Откомпилированный код проекта (вместе с файлом MAKEFILE) можно скачать по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.
Тактовая частота равна 1,6 МГц. Главный бесконечный цикл программы приведен в листинге 5.5. Если переменная mode имеет значение on, то система генерирует
псевдослучайную переменную l’fsr (при помощи 32-разрядного сдвигового регистра LFSR с отводами от 32-го, 31-го, 29-го и первого разрядов). Это значение записывается в переменную temp (чтобы сохранить последнее состояние LFSR), а значение temp выводится на PORTB. Задержка системы тоже от temp и поэтому она также псевдослучайна.
ί=1;//3το сделано для игнорирования всех прерываний до этого if (mode==ON)
lfsr = (lfsr » 1) 74 (-(lfsr Sc lu) Sc OxdOOOOOOlu);
/* отводы 32 31 29 1 */ temp = (unsigned char) lfsr;
temp = (unsigned char)
Delay_loop_2 (temp«7) ;
Значение переменной mode глобально устанавливается в off. Главная программа устанавливает переменную i в 1. Когда спичкой чиркают по коробку, в катушке возникает импульс напряжения, который прерывает процессор, и выполняется процедура обработки прерывания pcinto. В коде этой процедуры значение mode устанавливается в on, а маски gimsk и pcmsk устанавливаются в охоо при помощи процедуры обработки прерывания (листинг 5.6). После возврата в главную программу в бесконечном цикле выполняется код LFSR, который зажигает светодиод случайным образом.
ISR (PCINTO_vect)
Остальной код - различные инициализации, которые задают значения для используемых в программе масок и переменных.
Работа устройства
Для пользования спичкой нужно иметь специальный коробок со скрытым магнитом. Полярность магнита (какой полюс магнита направлен наружу) также важна. Ионистор в спичке нужно сначала зарядить. Для этого мы используем две соединенные последовательно батарейки размера АА. После подключения батареек к иони- стору для его полной зарядки может потребоваться некоторое время. После зарядки ионистора (это можно проверить, измерив напряжение на нем, которое для нормальной работы спички должно быть не менее 2 В) можно чиркнуть спичкой по коробку. Как вы догадываетесь, не обязательно "физически" чиркать спичкой по коробку. Если вы быстро махнете спичкой рядом с коробком, в катушке появится всплеск напряжения и устройство сработает. Если вам не удается заставить спичку работать надлежащим образом, посмотрите видеозапись по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.