У меня получился генератор

У меня получился генератор

Генератор сигналов из набора: плюсы и минусы

Генератор сигналов был в лаборатории нашего института — это такой большой ящик с десятком ручек регулировки. Он был ламповый и грелся минуты три до выхода на нормальный режим работы. Может ли маленькая платка за 7 долларов выполнять основные его функции? Посмотрим.

Технические характеристики генератора из описания магазина:

Питание: 9-12 вольт
Форма сигналов: прямоугольная, треугольная, синус
Импеданс: 600 Ом ± 10%
Частота: 1 Гц — 1 Мгц
Настройка частоты и амплитуды
Разрешение сигнала: 5 бит
Возможность грубой и тонкой настройки.

Синус:
Амплитуда: 0-3 вольта при питании 9 вольт
Дисторшн: менее 1% при частоте 1 КГц.
Равномерность: +0.05dB в диапазоне 1Гц — 100КГц.

Прямоугольный сигнал:
Амплитуда без нагрузки: 8 Вольт при питании 9 Вольт.
Возрастание сигнала — менее 50нс (на частоте 1КГц)
Спад синала — менее 30нс (на частоте 1КГц)
Симметричность: менее 5% (на частоте 1КГц)

Треугольный сигнал:
Амплитуда: 0 — 3 вольта при питании 9 вольт.
Линейность: менее 1% в диапазоне до 100 КГц при токе 10 мА.

Там же красным по белому написано, что эта версия поставки не включает в комплект корпус. Но мне прислали с корпусом. Приятная неожиданность.

Итак, генератор сигнала поставляется в разобранном виде. Но собирается настолько быстро и приятно, что это пожалуй даже плюс.

В комплекте присутствует плата, набор комплектующих, микросхема XR-2206 (основа всего проекта), инструкция, детали корпуса из оргстекла и необходимые для сборки винтики и гаечки.

Инструкция достаточно подробная, ошибиться в сборке по ней невозможно. Кроме схемы размещения деталей, там указан из список с упоминанием полярности там, где это надо, обшие рекомендации по сборке и принципиальная схема обвязки микросхемы. Все на английском.

Деталей мало, установка очевидна, справится даже чайник. Белая полоска на электролитиках должна совпадать с заштрихованной стороной круга, нарисованного на плате. Резисторы лучше проверять мультиметром, прежде чем устанавливать. Пожалуй, и вся премудрость.

Детели установлены на свои места, можно приступать к пайке.

Но прежде чем паять, я заглянул в датшит и полистал в интернете. Там советуют заменить резистор R4, отвечающий за подстройку синуса, на реостат. Это даст возможности минимизировать ненужные гармоники и приблизить сигнал к идеальной синусоиде. Так что я решил сразу впаять реостат в 500 Ом.

Вот так получилось. Паяется все легко, только перед впаиванием разъема питания нужно примерить боковину корпуса, чтобы потом все нормально собралось. Снизу платы желательно длинные «хвосты» не оставлять, так как плата должна быть прижата к дну корпуса, иначе не хватит длины болтов, фиксирующих плату.

В конце собираем корпус. Детали хорошо подогнаны друг к другу. Винты вкручиваются в фигурные отверстия в форме звездочек. Они легко и с первого раза нарезают там резьбу, сидят потом плотно, не выпадают и не выкручиваются.

Длины штатных винтов, крепящих плату, мне не хватило, так что я подобрал свои, даже с дистанционными шайбочками.

Вот итог всех трудов:

Подсоединяем осциллограф, включаем.

Все работает. Попробуем повысить напряжение питания. По датшиту микросхемы, она питается напряжением от 10 до 26 вольт.

Синхронизация сбивается, при обследованиии синусодиы видно, что начинет сбиваться фаза.

В режиме прямоугольного сигнала та же история:

При снижении напряжения питания ниже 12 вольт сигнал восстанавливается, но амплитуда выходного сигнала ограничивается входным минус 2 — 3 вольта:

Ну нам и не обещали работу от 26 вольт. В описании генератора заявлена работа как раз от 12 вольт. Так что все по-честному.

Посмотрим на диапазон частот:

Минимально получилось порядка 0,6 Гц.

Не подумайте, что это такой затейливый сигнал, это просто осциллограф дуреет и считает, что мы имеем дело с постоянным напряжением. При переключении в режим постоянного напряжение получаем такую картину:

Вот так вот! Полка 1 вольт, размах сигнала от 1 до 9,8 вольт. Амплитуда, таким образом, 8,8 вольта. Такая же история и с другими сигналами — синусом и треугольником. Для некоторых применений это не критично, а вот для тестирования аппаратуры, где нет входного фильтра, полка ни к чему. Такой сигнал надо пропускать через конденсатор, чтобы лишить его постоянной составляющей.

Устанавливаем конденсатор 2,2мкФ:

Ну вот. Теперь красивая синусоида вокруг нуля и в режиме измерения постоянки!

Крупнее, в режиме переменного напряжения:

И тот же сигнал, в режиме постоянного напряжения, с фильтрующим конденсатором 2,2мкФ:

С треугольником что-то не задалось, форма получилась такая:

При замене конденсатора на 3,3 мкФ все пришло более-менее в норму:

Но, прямо скажем, 0,6 Гц — не самый актуальный режим работы. Вот как выглядит треугольник на частоте в 1 КГц. Без конденсатора, в режиме AC:

С конденсатором, в режиме DC:

Как видим, все совершенно одинаково.

Теперь выкручиваем ручки частоты на максимум:

Синус красивый, частота получилась даже больше заявленной: 1,339 МГц.

Ну а что вы хотели — на таких-то частотах! От синуса отличается чуть большей амплитудой. На самом деле, такая разница в амплитудных значениях характерна для всего диапазона частот: в микросхеме синус делается из треугольника, у которого сглаживаются вершины.

Прямоугольный сигнал идет с другого выхода микросхемы. Он не регулируется по амплитуде, хотя она у него зависит от входного напряжения. На самом деле, это еще большой вопрос, выдает ли генератор кривой сигнал, или это осциллограф не может его отобразить. Или вообще щупы виноваты.

Амплитуда синуса и треугольника, как я уже говорил, может тоже регулироваться в известных пределах: если перестараться, то треугольник может получиться таким:

Соответственно, заваливаются и вершины синуса, но это не так заметно. Поэтому в режиме синуса полезно иногда переключаться на треугольник и проверять, хорошо ли отображаются вершины. Уменьшаем амплитуду:

Ну вот, теперь и синус будет красивый:

Для того, чтобы понять, насколько хорош этот синус, есть проверенный способ: глянуть на преобразование Фурье от него. Вот что получилось:

У нас есть хороший пик на частоте 100 КГц, есть пики второй и третьей гармоники, но они вполне допустимых размеров, для такой техники. Установленным подстроечником можно их минимизировать. Удобно использовать прецизионный реостат, там от упора до упора много оборотов винта, так что удобно настроить буквально доли ома. Эта картинка — как раз результат моей подстройки. У меня получилось оптимальное значение резистора R4 — 243 Ома. К слову, в набор положили резистор 330 Ом.
Для сравнения, вот спектр треугольного сигнала:

Видим красивые пики на боковых гармониках, ну так это же треугольник, а не синусоида. Для комплекта, вот прямоугольный сигнал:

Тут и так все понятно. Как видим, прямоугольник на 100 КГц остается более-менее прямоугольным. Проверим, что делается на 1 МГц:

Меандр похож на клюв тукана.

Картинки у меня кончились, теперь пару слов общих впечатлений.

Регулировка амплитуды грубовата в области низких значений, кроме того, ее почему-то сделали обратной: по часовой стрелке — уменьшаем, против часовой — увеличиваем. Регулировка частоты, что грубая, что тонкая — почти одинаково влияют на результат. Тонкую я сделал бы реостатиком меньшего номинала. Но это придирки, конечно, можно привыкнуть за пару раз использования.
Резистор, который влияет на дисторшн синуса, можно было бы сделать подстроечником, как и предусмотрено в датшите микросхемы. Но если уж делать резистор, то 330 Ом — явно перебор, там нужно 200-250 Ом.

В остальном прибор порадовал: собирается легко, можно даже с ребенком собрать, как конструктор. Довольно хорошо генерирует сигналы до полумегагерца, дальше хорошо получается в основном синус. Но меандр таких частот обычно и не нужен. Вообще, прибор за 7 долларов, который помещается в карман и способный перекрыть 98% потребностей радиолюбителя в генерировании сигналов — вполне хороший выбор.
Порадовал и корпус — собирается хорошо, выглядит превосходно!

Ссылка на генератор сигналов в магазине: тыц. (цена сегодня $7.68)

Подстроечный реостатик на Али — набор 15 штук разных номиналов, на все случаи жизни. Цена около ста рублей. Пятьсот Ом там тоже есть.

Самодельный малогабаритный электрогенератор. Как сделать походный электрогенератор.

Схема простейшего выпрямителя с фильтром.

С появлением и широким распространением портативных и достаточно экономичных электронных приборов типа мобильный телефон, GPS-навигатор, рации и радиостанции, карманный или портативный компьютер, цифровой фотоаппарат и т.п., возникла и обострилась проблема обеспечения их электропитанием. Если вы отлучаетесь от электросети на 1-2 дня или рядом с вами автомобиль, такого вопроса не возникает — всегда можно взять с собой 1-2 комплекта запасных аккумуляторов или батарей, а так же подзарядиться от бортовой сети автомобиля.

А как быть тем, кто например уходит в поход на неделю или постоянно живет на даче, не имеющей централизованного электроснабжения?

Ну тем, кто находится на одном месте несколько проще — они могут установить либо солнечную батарею либо простейший ветроэлектрогенератор, даже самодельный. А вот тем, кто находится в движении (идет пешком, плывет на байдарке, едет на велосипеде — такой вариант не подойдет.

В этом случае им поможет зарядить аккумуляторы своих телефонов. раций, навигаторов и компьютеров простейший самодельный электрогенератор. Такой генератор может вырабатывать напряжение практически в любых условиях. Разумеется, мощность его невелика (хотя зависит от размеров и конструкции), но он может вполне обеспечить практически постоянную подзарядку аккумуляторов.

Немного теории: Вам наверняка известно из школьных уроков физики, что если перемещать проводник в магнитном поле (поперек его магнитных линий), то в проводнике наводится ЭДС – элекродвижущая сила. Она вызывает разность потенциалов на концах проводника, что и порождает движение электронов, т.е. электрический ток.

Настоящие электрогенераторы по такому принципу и построены. Они имеют постоянные магниты или специальные электрические катушки, которые создают магнитное поле. В этом поле движутся (обычно вращаются) другие катушки, в которых и возникает ЭДС.

В нашем случае электрогенератор должен быть максимально компактным, легким, удароустойчивым. Поэтому он состоит собственно из катушки, на которую намотан медный провод. Внутри катушки свободно перемещается постоянный магнит.

Торцы внутренней трубки катушки заглушены, что бы магнит не выпал. Если мы будем трясти такой «электрогенератор», магнит внутри катушки будет перемещаться, а в проводе будет наводиться ЭДС. Т.е. катушка будет вырабатывать электроток.

И напряжение и полярность его будет меняться достаточно хаотично, поэтому что бы с его помощью заряжать аккумулятор потребуется сделать простой выпрямитель — диодный мост. Тогда при любом колебании магнита в катушке на выходе выпрямителя будет вырабатываться импульс тока нужной для зарядки полярности.

Теперь о том, как заставить магнит колебаться в катушке.

Разумеется — самый простой способ – это просто махать катушкой, как шейкером. Как это делает бармен при приготовлении коктейлей. Но такой способ и трудоемок (хотя и самый эффективный) и руки занимает. Нам же интересно, что зарядка происходила автоматически, почти без нашего участия.

Те, кто постарше, возможно помнят интермедию Аркадия Райкина, в которой он говорит:

— Вот балерина крутится! Привяжи к ноге динаму. Пусть она ток вырабатывает и дает в недоразвитые районы!

Вот в нашем случае это оказывается самым действенным приводом!

Допустим, вы сделали такой генератор размером со спичечный коробок. (Кстати, его мощности вполне хватит, что бы за день зарядить ваш, и не только ваш, сотовый телефон). Тогда, приделав к нему ремешок от часов и разместив на руке вы и станете такой «балериной с динамой». Пока вы идете и размахиваете рукой, магнит колышется внутри катушки и катушка вырабатывает ток!

Генератор помощнее можно разместить на ноге и даже на обеих. Тогда электроэнергии хватит и на светодиодный фонарик!

Если вы плывете на байдарке, можно прикрепить его к веслу — оно как раз совершает колебательные движения. И т.д.

Можно разработать всевозможные конструкции. Например — с дебалансом, используя криволинейную форму катушки, с маятником, где магнит пролетает вдоль катушки. Можно сделать кривошипно-шатунный механизм, который будет приводиться в движение ветром или водой, и т.д.

Если вам не удалось достать магнит линейной формы, воспользуйтесь кольцевым, от динамика. Только в этом случае катушка будет перемещаться внутри магнита или придется сделать диаметр генератора побольше.

В одной из статей был описан привод с помощью другого магнита, укрепленного на велосипедном колесе. Когда этот магнит приближался к магниту генератора (а они были повернуты друг к другу одноименными полюсами), то магнит генератора отталкивался от другого и совершал колебательное движение.

Конструкция генератора, как видите, чрезвычайно проста и вы может изготовить его для себя за пару часов. Но несмотря на это, КПД такого генератора очень высок, так как все проводники пересекают практически все магнитные линии.

Генератор не боится влаги, не требует смазки, имеет минимум движущихся частей и при тщательном изготовлении может работать хоть под водой будучи залитым ею. Он не боится грязи (достаточно обернуть его полиэтиленом), дождя, пыли, работает при любых температурах.

Для обеспечения лучших условий для колебания магнита в катушке, можно использовать уже описанный выше принцип — установить 2 магнита одноименными полюсами друг к другу. Можно использовать очень мягкую пружину. Вобщем, все зависит от конструкции генератора и его назначения. А остальное – в ваших руках.

Опасное развлечение: простой для повторения генератор высокого напряжения

Добрый день, уважаемые хабровчане.
Этот пост будет немного необычным.
В нём я расскажу, как сделать простой и достаточно мощный генератор высокого напряжения (280 000 вольт). За основу я взял схему Генератора Маркса. Особенность моей схемы в том, что я пересчитал её под доступные и недорогие детали. К тому же сама схема проста для повторения (у меня на её сборку ушло 15 минут), не требует настройки и запускается с первого раза. На мой взгляд намного проще чем трансформатор Теслы или умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона.

Принцип работы

Сразу после включения начинают заряжаться конденсаторы. В моём случае до 35 киловольт. Как только напряжение достигнет порога пробоя одного из разрядников, конденсаторы через разрядник соединятся последовательно, что приведёт к удвоению напряжения на конденсаторах, подсоединённых к этому разряднику. Из-за этого практически мгновенно срабатывают остальные разрядники, и напряжение на конденсаторах складывается. Я использовал 12 ступеней, то есть напряжение должно умножиться на 12 (12 х 35 = 420). 420 киловольт — это почти полуметровые разряды. Но на практике, с учетом всех потерь, получились разряды длиной 28 см. Потери были вследствие коронных разрядов.

О деталях:

Сама схема простая, состоит из конденсаторов, резисторов и разрядников. Ещё потребуется источник питания. Так как все детали высоковольтные, возникает вопрос, где же их достать? Теперь обо всём по порядку:

1 — резисторы

Нужны резисторы на 100 кОм, 5 ватт, 50 000 вольт.
Я пробовал много заводских резисторов, но ни один не выдерживал такого напряжения — дуга пробивала поверх корпуса и ничего не работало. Тщательное загугливание дало неожиданный ответ: мастера, которые собирали генератор Маркса на напряжение более 100 000 вольт, использовали сложные жидкостные резисторы генератор Маркса на жидкостных резисторах, или же использовали очень много ступеней. Я захотел чего-то проще и сделал резисторы из дерева.

Отломал на улице две ровных веточки сырого древа (сухое ток не проводит) и включил первую ветку вместо группы резисторов справа от конденсаторов, вторую ветку вместо группы резисторов слева от конденсаторов. Получилось две веточки с множеством выводов через равные расстояния. Выводы я делал путём наматывания оголённого провода поверх веток. Как показывает опыт, такие резисторы выдерживают напряжение в десятки мегавольт (10 000 000 вольт)

2 — конденсаторы

Тут всё проще. Я взял конденсаторы, которые были самыми дешевыми на радио рынке — К15-4, 470 пкф, 30 кВ, (они же гриншиты). Их использовали в ламповых телевизорах, поэтому сейчас их можно купить на разборке или попросить бесплатно. Напряжение в 35 киловольт они выдерживают хорошо, ни один не пробило.

3 — источник питания

Собирать отдельную схему для питания моего генератора Маркса у меня просто не поднялась рука. Потому, что на днях мне соседка отдала старенький телевизор «Электрон ТЦ-451». На аноде кинескопа в цветных телевизорах используется постоянное напряжение около 27 000 вольт. Я отсоединил высоковольтный провод (присоску) с анода кинескопа и решил проверить, какая дуга получится от этого напряжения.

Вдоволь наигравшись с дугой, пришел к выводу, что схема в телевизоре достаточно стабильная, легко выдерживает перегрузки и в случае короткого замыкания срабатывает защита и ничего не сгорает. Схема в телевизоре имеет запас по мощности и мне удалось разогнать её с 27 до 35 киловольт. Для этого я покрутил подстроичник R2 в модуле питания телевизора так, что питание в строчной развертке поднялось с 125 до 150 вольт, что в свою очередь привело к повышению анодного напряжения до 35 киловольт. При попытке ещё больше увеличить напряжение, пробивает транзистор КТ838А в строчной развёртке телевизора, поэтому нужно не переборщить.

Процесс сборки

С помощью медной проволоки я прикрутил конденсаторы к веткам дерева. Между конденсаторами должно быть расстояние 37 мм, иначе может произойти нежелательный пробой. Свободные концы проволоки я загнул так, чтобы между ними получилось 30 мм — это будут разрядники.

Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать. Смотрите видео, где я подробно показал процесс сборки и работу генератора:

Техника безопасности

Нужно соблюдать особую осторожность, так как схема работает на постоянном напряжении и разряд даже от одного конденсатора будет скорее всего смертельным. При включении схемы нужно находиться на достаточном удалении потому, что электричество пробивает через воздух 20 см и даже более. После каждого выключения нужно обязательно разряжать все конденсаторы (даже те, что стоят в телевизоре) хорошо заземлённым проводом.

Лучше из комнаты, где будут проводиться опыты, убрать всю электронику. Разряды создают мощные электромагнитные импульсы. Телефон, клавиатура и монитор, которые показаны у меня в видео, вышли из строя и ремонту больше не подлежат! Даже в соседней комнате у меня выключился газовый котёл.

Нужно беречь слух. Шум от разрядов похож на выстрелы, потом от него звенит в ушах.

Интересные наблюдения

Первое, что ощущаешь при включении — то, как электризуется воздух в комнате. Напряженность электрического поля настолько высока, что чувствуется каждым волоском тела.

Хорошо заметен коронный разряд. Красивое голубоватое свечение вокруг деталей и проводов.
Постоянно слегка бьет током, иногда даже не поймёшь от чего: прикоснулся к двери — проскочила искра, захотел взять ножницы — стрельнуло от ножниц. В темноте заметил, что искры проскакивают между разными металлическими предметами, не связанными с генератором: в дипломате с инструментом проскакивали искорки между отвёртками, плоскогубцами, паяльником.

Лампочки загораются сами по себе, без проводов.

Озоном пахнет по всему дому, как после грозы.

Заключение

Все детали обойдутся где-то в 50 грн (5$), это старый телевизор и конденсаторы. Сейчас я разрабатываю принципиально новую схему, с целью без особых затрат получать метровые разряды. Вы спросите: какое применение данной схемы? Отвечу, что применения есть, но обсуждать их нужно уже в другой теме.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением.

Записки программиста

Генератор переменной частоты Super VXO

Ранее в этом блоге был рассмотрен генератор Клаппа на основе кварцевого резонатора. Такой генератор может быть использован, как основа для простейшего CW-передатчика. Но есть проблема. Генератор работает только на одной частоте. Это существенно сокращает наши шансы на успешное QSO, особенно если мощность передатчика составит пару ватт или меньше. Давайте же выясним, что с этим можно сделать.

В английском языке генератор переменной частоты называется variable frequency oscillator, или VFO. Если в генераторе используется кварцевый резонатор, его называют variable crystal (xtal) oscillator, или VXO. Когда генератор используется в радиоприемниках для гетеродинирования (heterodyning), его называют гетеродин (local oscillator, LO).

На самом деле, решений больше одного. Например, можно запастись разными кварцами и менять частоты, вставляя нужный кварц в гнездо генератора. Но найти кварцы с частотой, попадающей на радиолюбительские телеграфные участки, довольно проблематично, во всяком случае, по разумной цене. Да и при таком подходе вы получите 2-3 фиксированные частоты, что так себе решение. Можно отказаться от использования кварцевого резонатора и спаять LC-генератор, частота в котором будет меняться при помощи КПЕ. Это будет работать. Но чтобы генератор выдавал сигнал, который будет (1) стабильным, (2) на нужной частоте и (3) перестраиваться в необходимом интервале, придется приложить усилия.

На самом деле, наш генератор можно переделать в генератор переменной частоты, добавив КПЕ между кварцевым резонатором и землей. Правда, это позволяет менять частоту совсем чуть-чуть, буквально на пару кГц. Еще пару кГц можно выжать, добавив катушку индуктивности между кварцем и КПЕ. Других решений не было известно вплоть до 1980-го года, пока японские радиолюбители I. Shimizu, JAØFAS (SK) и T. Okubo, JH1FCZ не догадались соединить два кварцевых резонатора параллельно. Свой генератор они назвали Super VXO. Прочитать об этой истории чуть подробнее можно на этой странице.

Оригинальную схему я чуть-чуть изменил. Вместо транзистора 2SC1815 был использован 2N3904 (просто у меня их много), а также был добавлен буфер на том же транзисторе:

Модель генератора для LTspice вы найдете в этом архиве. Отмечу, что схема в архиве немного отличается от приведенной выше. Дело в том, что подобранная в LTspice схема в реальности не заработала. Однако на ее основе была подобрана рабочая схема, которая и приведена выше. Интересно, что окончательный вариант схемы не должен работать, если верить LTspice. Это в очередной раз показывает, что моделировать и делать что-то руками — не одно и то же.

Резисторы должны быть использованы с погрешностью 1%. R1 и R5 — на 0.5 Вт, остальные — на 0.25 Вт. Конденсаторы следует использовать NP0. На месте C3 и C4 сгодятся X7R, если NP0 нужных номиналов не удается найти. Кварцевые резонаторы Y1 и Y2 должны быть на одну частоту. Это будет максимальная частота, которую сможет выдавать VXO. Номинал L1 нужно подбирать. Чем больше индуктивность, тем больше диапазон частот может выдавать генератор, но и тем менее он стабилен. Если не удается получить требуемый диапазон, следует попробовать другую пару Y1 и Y2. В качестве VC1 желательно использовать КПЕ с редуктором. Использование КПЕ больше чем на 250-300 пФ не дает существенного выигрыша.

Важно! Схема чувствительная. Помимо самого номинала L1 имеет значение длина контактов, положение катушки в пространстве, и так далее.

Генератор у меня получился таким:

КПЕ с редуктором был приобретен на eBay. Он оказался просто замечательным. Помимо пары сдвоенных конденсаторов в нем встроен потенциометр на 100 кОм. Продавец отдавал КПЕ партиями по пять штук. С учетом доставки в Россию получилось 12.6 € за штуку. На Avito и досках объявлений радиолюбителей аналогичные КПЕ иногда предлагают за

6 €). При выборе КПЕ помимо прочего обращайте внимание на его физические размеры и вес.

Важно! КПЕ чувствителен к паразитной емкости, вносимой при поднесении к нему руки. Для минимизации этого эффекта ось КПЕ должна быть заземлена, а генератор целиком — как следует экранирован.

На фото можно видеть четыре кварцевых резонатора. Одна пара — на 7.030 МГц, а вторая — на 7.159 МГц. Откуда у меня первые я уже и не вспомню. Если вам не удается найти такие же, то на eBay немало предложений кварцев на близкую частоту, 7.023 МГц. Вторая пара была приобретена в Чип-и-Дипе. Схема тестировалась на одной паре кварцев, а затем перепаивалась на другую.

С кварцами на 7.030 МГц удалось получить диапазон в 28 кГц:

Увеличивая L1 можно получить и больше. Но в этом случае генератор начинает «плавать» на ±100 Гц и больше, что для телеграфа неприемлемо.

Интересно, что выход генератора богат гармониками:

Гармоники можно отфильтровать и использовать генератор в диапазонах 20, 15 и 10 метров. С увеличением частоты в N раз также в N раз увеличивается и диапазон частот генератора. Так, на 20 метрах генератор выдает от 14.008 МГц до 14.064 МГц, или 56 кГц. На 10 метрах — от 28.016 МГц до 28.128 МГц, целых 112 кГц. Но при этом в N раз ухудшается и стабильность генератора! Поэтому гармоники полезны только тогда, когда не удается найти кварц на интересующую частоту.

Та же схема, но с кварцами на 7.159 МГц дает 107 кГц:

Должно быть, кварцы отличаются друг от друга сильнее, чем предыдущая пара, и/или имеют меньшую добротность. На 20 и 10 метрах предсказуемо получаем 214 кГц и 428 кГц соответственно.

Как изменится поведение генератора, если отпаять один кварцевый резонатор? Что произойдет, если затем убрать из схемы и катушку индуктивности? Проверьте свои предположения экспериментально.

Следует иметь ввиду, что подобный генератор чувствителен ко многим факторам. На его стабильность влияют изменение температуры, падение напряжения на аккумуляторе, различные электромагнитные наводки, механическая неустойчивость КПЕ, и так далее. Например, если охладить генератор при помощи баллона со сжатым воздухом, то частота сдвинется на 1 кГц:

Такие вещи особенно критичны, если генератор планируется использовать в полевых условиях. В реальном передатчике или трансивере генератор обязательно должен быть экранирован, и в идеале — как-то теплоизолирован.

Было решено проверить стабильность получившегося генератора при комнатной температуре. Делать серьезное экранирование пока не хотелось. Вместо этого генератор был помещен в картонную коробку и обмотан фольгой. Такой экран далек от идеального, но для эксперимента сгодится. Для запитки генератора был использован Li-Ion аккумулятор 3S. Дадим генератору 10 минут, чтобы прогреться (аналоговая электроника, как-никак), а затем оставим на час подключенным к анализатору спектра:

Перед нами интервал частот в 1 кГц. Измерения проводились с RBW 10 Гц в режиме Max Hold. Видим, что в течение часа генератор плавал на ±40 Гц. Если оставить генератор еще на час, видим ±20 Гц. Без экрана картина заметно портится, получаем ±75 Гц. При использовании импульсного блока питания на 12 В или линейного регулятора напряжения L7809 стабильность только ухудшается. Существенно повысить стабильность удалось только путем сужения генерируемого интервала частот, то есть, уменьшением L1. Так, при интервале 10 кГц генератор бродил на ±20 Гц в первые десять минут, и ±12 Гц в течение следующего часа. Далее анализатор спектра не мог зафиксировать изменение частоты. То есть, оно составило менее ±5 Гц.

По всей видимости, Super VXO нельзя назвать универсальным решением на все случаи жизни. Однако найдется больше одной задачи, в которой он вполне применим. Главное преимущество Super VXO — это простота схемы. При этом можно выбирать между стабильностью генератора и выдаваемым интервалом частот.

У меня получился генератор

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

• Главная
• Каталог самоделки
• Дизайнерские идеи
• Видео самоделки
• Книги и журналы
• Конкурс самоделок & Обратная связь

• Лучшие самоделки
• Самоделки для дачи
• Самодельные приспособления
• Автосамоделки, для гаража
• Электронные самоделки
• Самоделки для дома и быта
• Альтернативная энергетика
• Мебель своими руками
• Строительство и ремонт
• Самоделки для рыбалки
• Поделки и рукоделие
• Самоделки из материала
• Самоделки для компьютера
• Самодельные супергаджеты
• Другие самоделки
• Материалы партнеров

Бестопливный генератор своими руками 2-ЧАСТОТНЫЙ TPU

Несколько лет назад электрик изобретатель по имени Стивен Марк придумал устройство, которое после запуска производило достаточно большое количество электричества. Устройство он назвал Тороидальный Генератор Стивена Марка TPU. Этим генератором запитывались различные потребители электрической энергии начиная от ламп накаливания и заканчивая сложными бытовыми приборами, такими как телевизор, электродрель. Примечательно, что после запуска TPU генератор не требует никакой подпитки энергии извне и работает неограниченно долго. При работе со слов испытателей ощущается небольшой гироскопический эффект, а также нагрев устройства. Многие смогли повторить это устройство. Принцип действия основан на создании резонансных частот, токовых ударов в металле, а также создании магнитного вихря.

Ранее на нашем сайте публиковалось видео:

2-ЧАСТОТНЫЙ TPU, ОСНОВАННЫЙ НА СТОЛКНОВЕНИИ вращающихся магнитных полей (2 freq-MAGCLASHTPU)

Ver. 1.2 — 04-18-2007

Этот «однокольцевой» TPU состоитиз:

Внутренней кольцеобразной основы.
Внутренней коллекторной катушки.
Четырёх управляющих катушек.
Внешней коллекторной катушки.
Внутренняя кольцеобразная основа

Внутренняя кольцеобразная основа служит в качестве стабильной платформы, на и вокруг которой будут расположены все катушки. В этом случае, для ускорения производства, я воспользовался 5мм.compensatedwood (фанерой?), но, разумеется, Вы можете использовать пластик или даже лучше: лист растянутого полиуретана (expandedpolyurethanesheet) (обычно используется для теплоизоляции стен), потому что он «мягкий» и поможет поглотить вибрации внутреннего коллектора. Вот картинка этой деревянной основы.

Чтобы выпилить её из листа, я воспользовался лобзиком и наклеенным поверх листом с разметкой.

Внутренний диаметр 18.0 см.

Внешний диаметр 23.0 см.

Внутренняя коллекторная катушка

Внутренняя коллекторная катушка в этой версии сделана из 3-х витков 5 параллельных литцендратов*, каждый литнцендрат состоит из 40 медных жил диаметром 0,05 мм. Какнаследующемрисунке.Итого у меня получилось 40 * 5 = 200 выводов (leads).

Этот литцендрат должен быть положен на основу и расположен вблизи центра. Я просто приклеил его к дереву, чтобы закрепить.

В качестве альтернативы, я думаю, Вы можете использовать стандартный одножильный провод сечением 1 мм…. В конце концов, можете проложить 2-4 провода параллельно… или попробовать как-нибудь ещё.

Примечание: что касается количества витков, я использовал 3, но, вероятно, одного будет достаточно.

Управляющиекатушкибифилярные (двухпроводные).Всего 4 катушки, каждая по 90 градусов, как обычно для установки вращающегося магнитного поля, согласно патенту 390721. Эти катушки, по соображениям основы, будут плоского типа, т.к. их ширина больше толщины. Вот картинка этих проводных CC, ясно показывающая, что я имел в виду.

Видно, что имеется зазор около 1.5 см. между катушками (неоднородность ширины дерева – следствие моих ошибок в изготовлении основы).

Каждая катушка намотана стандартным одножильным проводом сечением 1 мм. со стандартной «CE» изоляцией.У каждой катушки – 21 бифилярный виток.

Также видно два вывода спараллеленого литцендрата (с красными штырьками Faston).

Я советую заранее отрезать 8 проводов длиной чуть больше метра прежде, чем начать наматывание, чтобы количество витков у катушек было одинаково. Использование различных цветов также поможет (позже) различать вывода.

Катушка выходного коллектора также бифилярного типа. Я использовал такой же провод, как и для CC. Нужнопокрытьвсюдоступнуюповерхность.

На картинке коллектор имеет пробелы, но я перемотал его, покрыв всю поверхность.

Общие соображения по сборке

Как Вы видите, этот TPU очень простой, и его просто собрать. Весит он также меньше 100 граммов.

Я настоятельно рекомендую использовать деревянную основу (например, из того же материала, из которого вы сделали основу катушки) для установки самого TPU и расположения всей электроники или как минимум – необходимых двух силовых MOSFET’ов*.

Вот то, что я имею в виду. Это черновой пример, но сейчас я заинтересован в том, чтобы сделать это быстро.

TPU с полностью подключенными проводами

Эта схема делится на 4 секции:

Секция входа (input section).

Секция управления (driver section),

Секция катушек (coil section).

Секция выхода (output section).

Особое внимание должно быть уделено установке общей обратной земли (commonreturn ground). Этообязательно.Я использовал большой блок клемм, чтобы свести вместе все +VDC и все вывода земли (установите этот блок клемм внутри или на сам TPU).

Опять-таки ОБЯЗАТЕЛЬНО установить между двумя этими точками полиэстровый конденсатор на 10 микрофарад / 100В (10 microF/100V polyester capacitor). Если Вы этого не сделаете, Вы увидите, что на всё Ваше оборудование, начиная с БП, будет воздействовать возвращаемое излучение / токи (у меня БП запитывался от TPU. ). Я потратил уйму времени на то, чтобы освободиться от этого эффекта!!

Цель входной секции (слева снизу на чертеже) – предоставить интерфейс к генератору прямоугольного сигнала и подходящим образом выдавать синхронизированные прямоугольные волны (первой и второй гармоник). Эта задача легко решается с помощью КМОП-мультивибратора (CMOSflip-flop (FF)).

Проблема в том, что, как я обнаружил, мой Wavetek 145 не может полностью запитать (drive) IRF7307, и сам FF (мультивибратор?) на полной скорости (до 2 МГц), и я был вынужден запитывать (drive) IRF7307 скоростным транзистором (high speed switching transistor) 2N914. Разумеется, можете использовать, что у Вас есть, возможно, 2N2222 или подобный тоже подойдёт (недостающее(?) значение сопротивления коллектора – 220 Ом (the collector resistancevalue missingis 220 ohm)). Если нужно, я дам больше информации.

СЕКЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ MOSFET’АМИ (MOSFET DRIVER SECTION)

После множества тестов я решил использовать стандартный предлагаемый (конструктором) интерфейс IRF7307. Это эффективно обеспечивает хорошее решение, чтобы полностью запитать (drive) силовой (power) MOSFET, корректно заряжая его входную ёмкость. Тем не менее, я видел, что форма сигнала на затвореPOWER-MOSFET’а во время работы на полной скорости далека от идеальной. Мимолетные всплески столь высоки, что неизбежно отражаются в любом мыслимом режиме на затворе (это основной повод использоватьIRF7307, т.к. он предоставляет (имеет?) очень низкий импеданс (impedance path) и таким образом минимизирует другие воздействия).

Здесь я вижу основу для дальнейшего улучшения. Так что Вы можете попробовать другие решения providing to have a scope with at least 100 MHz bandwidth.

Затвор POWERMOSFET’а при полной нагрузке

Как Вы видите, здесь полно наложений шума, возникающего от действия высокоскоростной коммутации больших токов. По моему мнению, часть его (шума) приходит с земли (и т.о. может быть оптимизировано), часть – от эффекта Миллера (очень сложно компенсировать), часть – от электростатических взаимодействий с расположенными поблизости схемами.

Несмотря на всё это, MOSFET’ы, как Вы видели, коммутируют нормально.

На данный момент трудно сказать, есть ли место для усовершенствований.

На фото – используемый тестовый стенд.

Если у вас есть возможность и желание сделать подобное и собрать рабочую модель вам сюда x-F.A.Q.

И САМОЕ ВАЖНОЕ. ПРОСТОМУ ЧЕЛОВЕКУ БЕЗ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ — РАБОЧУЮ МОДЕЛЬ СОБРАТЬ БУДЕТ СЛОЖНО ИЛИ ДАЖЕ НЕВОЗМОЖНО!

Лекция Ацюковского в Политехническом. На повестке дня генератор свободной энергии грузинского изобретателя Тариэла Капанадзе, которому удалось получить 5 kW электроэнергии иэ эфира:

8 простых шагов для осознанной покупки бензогенератора: распечатай и запомни

Чем холоднее на улице, тем больше ценишь блага цивилизации. Освещение, горячая вода, отопление — вся инженерка в загородном доме зависит от электричества. Если его выключили или на линии случилась авария, а снаружи мороз — беда. В этой ситуации сделаешь всё, чтобы не замерзнуть, и не сидеть в темноте. В форс-мажорной ситуации, одним из вариантов спасения дома и его жильцов, становится электрический генератор. Расскажем, как его выбрать.

• Как выбрать электрический генератор
• Как рассчитать предполагаемую нагрузку на генератор
• Как рассчитать мощность генератора
• Таблица, для расчета мощности генератора по пиковой нагрузке
• Плюсы и минусы бензиновых и дизельных генераторов
• Какой генератор купить — одно- или трёхфазный
• Как сократить затраты на покупку генератора

Базовые принципы подбора генератора

Если вы забьёте в поисковике словосочетание «купить генератор или электростанцию», то интернет выдаст десятки моделей с разной стоимостью, мощностью и «наворотами». Глаза разбегается. Как выбрать, оптимальную модель бензогенератора и не переплатить? Воспользуйтесь простым алгоритмом от FORUMHOUSE и разбейте процесс подбора на шаги:

1. Подумайте, для каких целей вам нужен бензогенератор?

• Для резервного электроснабжения основных потребителей в загородном доме при временном отключении электричества.
• Для длительной и постоянной работы и электроснабжения мощных потребителей.
• Для редких поездок на дачу или на природу — рыбалку, охоту и т.д.

1. Определите вашу основную группу потребителей электричества.

Например, зимой у вас в доме отключили свет. Вам нужно запитать:

• освещение;
• телевизор и ноутбук;
• холодильник;
• газовый котёл;
• циркуляционный насос;
• скважинный насос или насосную станцию.

Второй вариант, вам нужно строить дом. Электричества на участке нет, или, его часто и надолго отключают. В этом случае, ваша приоритетная группа потребителей:

• Электрические инструменты — дрель, болгарка, перфоратор, циркулярная пила и т.д.;
• Бетономешалка.
• Сварочный инвертор.
• Погружной или дренажный насос.
• Мощные прожекторы освещения.

Третий вариант — вы редко выбираетесь на дачу или едете за город на пикник. Ваша группа потребителей:

• Несколько осветительных приборов.
• Ноутбук, телевизор.
• Зарядники для мобильных устройств.
• Небольшой переносной холодильник.
• Маломощный насос.

1. Определив необходимый список устройств для резервного электроснабжения, выпишите на листок бумаги их потребляемую мощность.

Мощность потребителя указывают на табличке на корпусе, где написаны его технические характеристики, или в инструкции по эксплуатации.

Допустим, после подсчёта, у вас получилось, что общая потребляемая мощность всех необходимых вам приборов не превышает 2.3 кВт. Вы открываете список генераторов в интернет-магазине. Смотрите технические описания моделей. Видите, что есть подходящая вам по цене электростанция. Производитель указал, что:

• Номинальная мощность оборудования – 2 кВт.
• Максимальная мощность оборудования – 2.5 кВт.

Вы думаете, что этого генератора вам хватит «за глаза». Не спешите делать выводы. Надо учесть важные моменты.

1. Как рассчитать необходимую вам мощность генератора?

Чтобы разобраться в этом вопросе, запомните, что:

• При номинальной мощности генератор может работать продолжительное время, т.к. он эксплуатируется в оптимальном режиме, предусмотренном производителем.
• На максимальной мощности, в зависимости от модели и её характеристик, генератор может работать лишь непродолжительное время, после чего уйдёт в защиту из-за перегрузки.

Так, значит генератор, номинальной мощностью 2 кВт не подходит. Так какой купить? Вам нужно рассчитать мощность оборудования, в зависимости от предполагаемой нагрузки, и добавить к ней резерв. Делается это так:

• Вы уже записали совокупную мощность приборов, которые вы хотите запитать от генератора.

К этой мощности прибавьте запас + 10 — 20%.

Также надо учесть коэффициент пускового тока. Почему это так важно? При старте некоторых видов электрического оборудования — скважинного насоса, бетономешалки, холодильника, они потребляет большую мощность, чем указано на корпусе или в инструкции. Сравнительные данные приведены в таблице.

Допустим, что номинальная и пусковая мощность лампы накаливания 80 Вт, коэффициент пускового тока 1. А вот пусковая мощность киловаттного погружного насоса и бетономешалки уже 5 и 3.5 кВт, т.к. коэффициент 5 и 3.5. Т.е., генератор без запаса по мощности, просто не потянет оборудование на старте.

1. Пример расчёта мощности электрической станции

Предположим, что вы хотите подключить к генератору:

• Лампу накаливания — 100 Вт х 1 (коэффициент пускового тока) = 100 Вт.
• Холодильник — 700 Вт х 3.5 (коэффициент пускового тока) = 2450 Вт.
• Насосную станцию — 800 Вт х 5 (коэффициент пускового тока) = 4000 Вт.
• Телевизор – 300 Вт х 1 (коэффициент пускового тока) = 300 Вт

Итого: 100 + 2450 + 4000 + 300 = 6850 Вт + 10% (запас мощности), т.е. — 6850 х 1.1 = 7535 Вт.

Выводы

В завершении статьи приведём ответы на самые частые вопросы, которые помогут вам сориентироваться при выборе генератора.

1. Какой генератор купить? Бензиновый или дизельный?

Каждый тип оборудования имеет как плюсы, так и минусы. Для ориентира:

Если вам нужен генератор как резерв, на случай редких отключений электричества и мощностью не более 10 кВт, то оптимальный выбор – бензиновая электростанция.

Основные плюсы бензогенератора:

• Стоит дешевле, чем дизельный.
• Лучше заводится на морозе.
• Проще в обслуживании и ремонте.

Плюсы дизельной электростанции:

• Меньший расход топлива, чем у бензогенератора.
• Больший, чем у бензогенератора, ресурс двигателя.

Минусов у дизеля тоже хватает:

• Больший вес, чем у генератора с бензиновым двигателем.
• Затруднён пуск на морозе, поэтому дизель лучше ставить в специально оборудованном и обогреваемом помещении.

1. Какой генератор выбрать: однофазный и трёхфазный?

Если при исчезновении электроэнергии вам нужно запитать трёхфазный потребитель, то трёхфазник — ваш вариант. Большинству же загородных жителей, требуется подключить в доме только стандартное однофазное оборудование на 220В, поэтому нет смысла переплачивать за 380В.

1. Я рассчитал необходимую мощность генератора. Получилось, что мне нужна слишком дорогая электростанция. Я не хочу тратить на бензогенератор много денег. Что делать?

Можно уменьшить количество подключаемых потребителей, оставив лишь необходимый минимум, или немного «схитрить». Например, не включать сразу холодильник и погружной насос, а, при отключении света, пользоваться техникой по очереди. Включили насосную станцию (холодильник выключен), набрали воды, выключили её. После этого включили холодильник и т.д., алгоритм понятен. С электроинструментом ещё проще. Навряд ли вы будете одновременно пользоваться бетономешалкой, болгаркой, сваркой и перфоратором. Работайте сначала одним инструментом, а потом другим.

У нас есть тема, из которой вы узнаете Какой генератор выбрать и купить.

Рекомендуем по-настоящему «горячие» зимние статьи:

• Резервное отопление загородного дома газовым конвектором: преимущества резервного отопления газовыми конвекторами, как самостоятельно установить газовый конвектор, как рассчитать расход газа в время непрерывной работы конвектора.
• Автономный дом: базовые принципы строительства: что такое автономный дом, какие инженерные решения чаще всего применяются в автономном доме.
• Система резервного питания в загородном доме: пошагово, фото схемы, варианты подключения аккумуляторов, ИБП и инверторов.

В видео — Сборка электрического щитка в загородном доме: ввод электричества в дом, подключение бензогенератора и потребителей.

Источник: nevinka-info.ru