HamsterTime

HamsterTime

пикабушник
поставил 4 плюса и 0 минусов
отредактировал 0 постов
проголосовал за 0 редактирований
6689 рейтинг 477 подписчиков 36 комментариев 36 постов 23 в горячем
83

Как выбрать самогонный аппарат!?

Хомяки приветствуют вас друзья!


Сегодняшний пост будет посвящен тонкой науке в сфере выбора самогонных аппаратов. Если у вас в процессе дистилляции или ректификации в отборе появились хлопья, а на протяжении всей перегонки самогон имеет неприятный запах и вкус - значит у вас руки-крюки, либо вы попались на рекламную компанию недобросовестных производителей. Сегодня мы узнаем на какие узлы конструкции в первую очередь стоит обращать внимание, какая должна быть сталь в этих шайтан машинах и какой должен стоять термоконтроллер в перегонном кубе. Уверен этот пост будет полезен не только новичкам, но и профессионалам в этом непростом ремесле.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Этот выпуск должен был начинается так: красивый самогонный аппарат. Бражная колонна, вся из нержавейки. Кламповые соединения, которые позволяют быстро собирать и разбирать аппарат, конструктивно его видоизменяя для различных видов перегонок. В общем, с виду эти железки выглядят как целый взрослый конструктор. Это был подарок самому себе на Новый Год, так как всем давно известно, что внутри каждого нормального человека текут реки пива и тонны литров крепких напитков.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Прежде чем приобретать бражную колонну, естественно были пересмотрены сотни роликов на эту тематику. Принцип работы тут заключается в тонкой регулировке подаваемого количества воды на дефлегматор - такой себе своеобразный холодильник, который позволяет контролировать количество пропускаемого сквозь себя паров спирта. Эта система требует точного прецизионного игольчатого крана. Для регулировки скорости отбора приходится поворачивать кран буквально на доли миллиметров. Мощность нагрева тут в течении всего процесса должна быть постоянной и не меняться. Эти тонкие моменты, должны обеспечивать максимальную разделительную способность спиртовых фракций внутри колонны и увеличивать качество отбираемого продукта.


С увеличением количества подаваемой воды, уменьшается количество пропускаемого пара через дефлегматор, увеличивается количество возвращаемой в бак флегмы, соответственно возрастает флегмовое число и растет крепость за счет многократного переиспарения спирта. А дальше целая физика, куча переменных, которые зависят только от конструкции вашего аппарата.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

В общем сразу после покупки и распаковки бражной колонны, я столкнулся с первыми проблемами. При отправке производитель забыл положить гидрозатвор с крышкой. Это такая приблуда, которая выпускает углекислый газ в процессе жизнедеятельности дрожжей и не позволяет попасть различным бактериям с воздуха внутрь бака. В основном, это нужно для фруктовых и зерновых браг, где в процессе долгого брожения она может испортится. В случае с сахарной брагой гидрозатвор позволяет определять активность брожения по количеству выходящих пузырей.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Чем неудобен мой перегонный куб для настаивания браги? После того как дрожжи превратят сахара в спирт и лягут в осадок, брагу нужно слить в ведро, а осадок с куба вычистить и затем  брагу перелить с ведра, обратно в куб. Пытаясь попасть в отверстие, ничего при этом не заляпав. Мужикам знакома такая ситуация! К счастью эта проблема не относиться к производителям подобных баков, это я рукожоп и это нормально.


Для таких дел, есть более продуманные конструкции кубов. Они имеют полноценную крышку с защелками, сливной кран для браги, разметку с литражом внутри и прочее. В общем в этой кастрюле можно сварить огромную порцию борща для всей семьи.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Брага. Сразу оговоримся что она в процессе экспериментов будет использоваться исключительно классическая - сахарная. С использованием турбо-дрожжей, которые позволяют перерабатывать все сахара за довольно короткий промежуток времени в несколько дней.


При первой перегонке браги в спирт-сырец было замечено, что в самогонном аппарате имеются некоторые несостыковки в комплектации. Тут явно наблюдались отличия между тем что было написано на сайте и тем что приехало по факту.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

При покупке выбирался куб с электрокоробом и ТЭН-ом на 2кВт. На сайте написано что электрокороб позволяет контролировать температуру с помощью диммера, который поддерживает одну и ту же температуру в кубе на протяжении всей перегонки. Выглядит на картинке примерно так: диммер в нержавеющей коробке, ТЭН и хороший длинный провод, который имеет вилку совмещенную с выключателем.


Провод, который оказался по факту имел длину не больше одного метра и с трудом дотягивался до розетки. Моя евро вилка, никаких выключателей в своей конструкции не предусматривает. С регулятором температуры всё оказалось намного интересней, чем этого можно было ожидать. В процессе перегонки мне нужно было отойти на минуту и выключить нагрев! Но, по возвращению включить его обратно с помощью ручки регулировки, попросту не вышло. Любопытно!


Терморегулятор по неизвестным причинам между включением и выключением имел довольно большую инерцию по времени. Дождавшись, когда нагрев прекратиться на заданной температуре, я начал наблюдать, параллельно запустив секундомер на телефоне. Прошло 10 минут - никаких сдвигов. Ближе к 12 минуте что-то внутри куба щелкнуло и ТЭН зашипел, как бы намекая что процесс нагрева тронулся с места. Фишка этого терморегулятора в том, что как только прекращается нагрев куба, прекращается и отбор спирта. Отобрали немного пока куб нагревается, потом 12 минут отдохните и так далее. Про дробный перегон с таким режимом,  вообще можно забыть, здесь невозможно будет стабилизировать колонну и отобрать так называемые "головы", в которых содержится ацетон и прочие гадости от которых нужно избавляться в процессе перегона.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Открутив лицевой болт и заглянув внутрь электрокороба, там предстала интересная картина. Вы когда-то видели как выглядит терморегулятор в советском холодильнике!? Дак это тоже самое, называется этот шедевр - "Капиллярным терморегулятором". Надежный как швейцарские часы, лет сто работать может в непрерывном режиме. В его основе лежит принцип расширение жидкости внутри капиллярной трубки, которая при определенном давлении механически замыкает и размыкает контакты. Инерция тут зависит от времени года, объема куба и положения звезд на небе. Диммер же работает по другому принципу, он позволяет регулировать мощность на нагрузке, отрезая какую-то часть полуволны сетевого напряжения. Выходит, что внутрь короба для бражной колонны явно положили что-то не то.


Техподдержка фирмы на данный вопрос ответила просто: это конструктивные улучшения над которыми работает целая группа технологов. Несмотря на это, производитель без лишних вопросов поменял терморегулятор на нормальный. Но и он меня не устроил по личным соображениям. Тут не хватало индикатора наличия питания и хорошей системы охлаждения, так как куб в процессе работы, нагревается до сотни градусов.


Индикацию питания можно было реализовать двумя способами. В первом - добавить два встречно включенных диода в цепь зарядки конденсатора в схеме диммера, а второй вариант - это внедрение неонки параллельно силовых контактов симистора. Неонка оказалась менее универсальным решением, так как на максимальных мощностях в процессе регулировки она переставала светить. Светодиод же светит постоянно. Определившись с наиболее подходящей схемой, была разведена плата с толстыми силовыми дорожками, клеммами под зажим и пайку проводов. Самое важное, тут имеется компактный блок питания на 12 вольт, которым будем питать вентилятор и тем самым охлаждать симистор в процессе работы. Заказывать изготовление печатных плат удобней всего на всемирно известном сервисе PCBWay

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Через две недели после заказа, курьер постучал  в окно 4-го этажа и просунул пакетик с 10 платами. Как он потом спустился обратно, мне не известно, но платы были отменные! Размещаем элементы на плате, согласно указанным местам. Сбоку размещаем миниатюрный блок питания Hi-Link на 12 вольт. С виду получилась довольно компактная конструкция. Подключаем 220 вольт и проверяем как все работает.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Провода внутри электрокороба припаивались напрямую в посадочные отверстия на плате, чтобы минимизировать потери, минуя зажимные колодки. В конечном результате все выглядит так: радиатор, вентилятор, накось прикрученная плата. Старшипы у Илона Маска наверняка собирают такие же "Кулибины". Главное, что в процессе испытаний ничего не взорвалось и регулировка мощности работает как часы с индикатором наличия питания и хорошим обдувом.


Подключаем к электрокоробу ТЭН. Идеальный вариант куба - это когда ТЭН сидит на клампе и не вкручивается в него через резьбу как в моем случаем. Берите этот момент во внимание!

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

В процессе работы, на инфракрасной камере хорошо видно как отличается температура бака и электрокороба. На сегодняшний день прошло около 10 перегонов, схема регулировки температуры радует. Единственный момент который следует учесть, это нагрузочную способность проводки в вашей квартире. У меня под нагрузкой, напряжение в сети, просаживается на 6 вольт, следовательно вместо положенных 2 кВт, ТЭН выдает 1.8 кВт!


Более универсальным устройством для тонкой регулировки нагрева куба, можно использовать цифровые диммеры с Китая. Тут мощность можно менять с шагом в один процент, нагрузочная способность до 10 кВт и сверху имеется вольтметр, по которому можно смотреть какое напряжение приходит на ТЭН или любое другое устройство.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Вернемся к бражной колонне. В процессе регулировки подачи воды игольчатыми кранами на дефлегматоре, меня почему-то не покидало чувство, что этот краник вот-вот сорвет и у соседей снизу пойдет "Золотой дождь". Быстросъёмы держаться на скользких пипках и никакой дополнительной фиксации нет. Для понимания, у нормальных аппаратах быстросъёмы устанавливаются на резьбовые соединения и когда речь идет об электричестве, воде и горючих материалах, техника безопасности тут должна быть превыше всего.


Так же советую обращать внимание на толщину шлангов, которые идут в комплекте. На бражной колонне он был всего 8 мм, а у нормального аппарата должно быть 10 мм. Разумеется чем толще, тем лучше, так как есть вероятность что в тонких трубках при больших температурах на дефлегматоре, образуется воздушная пробка и весь перегон пойдет коту под хвост. Быстросъёмы - это самый гениальный способ соединения шлангов на сегодняшний день!

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

На стадии перегона браги с спирт-сырца, по непонятным причинам, в отбор при определенной крепости начинали попадать какие-то хлопья, белого непонятного вещества. Первое что пришло на ум - это плохо промытые узлы конструкции колонны. После тщательной промывки аппарата и повторной перегонке, ситуация не поменялась. Было трудно вообразить, что пары спирта поднимаясь с куба, захватывают с собой частицы грязи.


Первая перегонка это такое дело, все равно какие тараканы льются с колонны. На втором дробном перегоне дело было куда интересней. Весь получаемый спирт на протяжении всего прогона имел неприятный вкус и странный запах. Подозрение пало на то, что колонна имеет плохую разделяющую способность, так как внутри царги использовалась регулярная насадка Панченкова, а сама царга которая шла в комплекте с бражной колонной имела длину всего 39 сантиметров. Это очень мало! Была заказана другая царга высотой 70 см и более эффективная спирально-призматическая насадка из нержавейки. Теперь по идее разделяющая способность колонны должна быть достаточной, чтоб сделать из вонючего спирта конфетку.


Но не тут то было, один и тот же спирт перегонялся 2 раза, но результат один и тот же, странный запах и вкус на протяжении всего погона. Долго ломая голову в чем же может быть проблема, у меня не оставалось ничего другого как принять тот факт, что вероятно я где-то нарушаю тех. процесс перегонки и что-то делаю не так!

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Ответы на все вопросы были на самом видном месте с самого начала покупки. Первое что меня смутило при работе с колонной, это плохо обработанные внутренние стыки клампа и куска трубы. Это мешало нормально засунуть в царгу сетку Панченкова. Я человек не гордый, сам могу всё обработать. Затем, спустя время, возьми да дерни черт проверить сталь на качество. У меня однажды был опыт работы с некачественной нержавейкой, правда спирт через нее прогонять не приходилось.


В общем все карты раскрыла травильная паста Антик H180М, в составе которой имеется нитратная и флуоридная кислоты. Простым языком это гель из кислот, которым очищают сварные швы после сварных работ. И тут, все стало на свои места. Оказалось что кламп в конструкции крышки для бака из нормальной нержи, а остальная труба - из технической. Воняет это болото вступившее в реакцию, непередаваемо! Та же ситуация была с 39 сантиметровой царгой. Вставка под кламп хорошая, а приваренная к ней труба - говно.


Дальнейшая задача заключалась в том , чтобы обмазать этой пастой все, что только можно и не можно. В результате кислотных процедур, открылась интересная картина. Весь аппарат это рандом из разных нержавеек. Если к примеру царга вступила в реакцию, то повороты на 90 градусов нет. Основной холодильник вступил в реакцию всем разнообразием трубок внутри, а дефлегматор нет. Выходит этот самогонный аппарат, солянка из разных нержавеющих сталей, заказанных у разных производителей, на разных заводах в разное время года. Какой бы хороший спирт вы не залили в куб, после взаимодействия со сталью холодильника он будет испорчен.


Но это еще не всё. Я ж еще и попугай заказал по которому можно смотреть крепость спирта в струе. А он по качеству оказался еще лучше чем вся бражная колонна вместе взятая. Не знаю, может производитель и не в курсе что у него на заводе отдел по закупкам устроил диверсию. Всякое может быть, но этот попугай стоит не дешево. Да что там говорить по ценам, к примеру диоптр тут стоит 68$, а в просторах интернета его можно найти в 3 раза дешевле. Бизнес и ничего личного. Диоптр - это самая первая вещь, которую нужно докупить к своему аппарату, чтобы можно было делать дробные перегонки на пред-захлебнем режиме, где разделение фракций спирт-сырца будет лучше всего.


Проверка качества стали магнитом, дело абсолютно бесполезное. К примеру как хорошая так и плохая царга магнитными свойствами не обладают. Сталь в повороте на 90 градусов хоть и хорошая, но прекрасно магнитится!

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Сегодня у каждого производителя самогонных аппаратов, можно найти какие-то нарушения в производственном цикле. Это детали от ректификационной колонны купленной чуть позже. Как и в вышеописанном случае, все детали конструкции были обмазаны травильной пастой для нержавейки. За 30 минут единственное что вступило в реакцию, это штуцер на игольчатом кране и то, эта реакция была в рамках нормальной. Но, небольшая проблема несмотря на хорошую сталь, все же смогла вылезти после нескольких ректификаций.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Внутренние швы холодильника Димрота начали ржаветь. Производитель ответил на это просто: мастер забыл промазать травильной пастой шов, после сварных работ, предложили отправить холодильник за свой счет на завод и все исправить. Это нормально! Потому что действительно после травильной пасты, никаких потемнений в дальнейшем не было и уверен производитель будет следить за этим моментом.


Забегая наперед скажу, что стоимость ректификационной колонны оказалась практически сопоставимой с бражной, и какой смысл покупать бражные колонны на сегодняшний день вообще непонятно, они морально устарели по своей конструкции и имеют сложности в эксплуатации. Это как автомобиль с механической коробкой передач, в котором постоянно нужно подкручивать краники и следить чтобы напор воды через дефлегматор не падал. Работа с ректификационной колонной будет показана в следующем посте, так как в рамках данного мы всего лишь рассматриваем на что нужно обращать внимание при покупке самогонного аппарата.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Посмотрим на простую деталь, которой комплектуется множество самогонных аппаратов. Штуцер под кран для системы охлаждения. Вот что мне с ним делать!? Он не подходит под кран на кухне. Выход из ситуации нашелся в ванной комнате, благо там кран старый и первый перегон получилось сделать с дюжиной шлангов валяющихся на полу от ванны до кухни.


Чтобы такого недоразумения не было, вам нужно докупить дивертор - это такая штуковина которая переключает напор воды в разные направления. Хотите посуду мойте, хотите самогон гоните.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Теперь давайте посмотрим каким может быть ниппель для установки термометра. Как видно, в кубе он реализован в виде привариваемой трубки, куда вставляется зонд термометра. Минус такого исполнения - это инерция и ухудшение точности измерения. Лучше когда зонд помещается внутрь измеряемой точки - напрямую, через зажимной ниппель. Этот был самостоятельно вварен в царгу.


В общем после всего увиденного было написано письмо на завод производителя с просьбой вернуть деньги за некачественный товар. Мы сошлись на том, что куб я оставляю себе, а верхушку на куб переваривают на нормальную нержавейку и за потраченное время мне компенсируют две пачки зря переведенных хороших американских дрожжей стоимость которых 15$

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Через неделю, крышка под кламп была переварена. Вопросов нет. Но в процессе возврата денег, выплыл интересный момент касательно стоимости куба. Цена на сайте указана без крышки, а стоимость ее разумеется считается отдельно. Плюс цена электрокороба, а плюс цена за ферримагнитное дно если вы хотите работать с индукционной плитой и общая сумма в итоге выплывает в хорошую копеечку. Про ферромагнитное дно, я узнал уже когда начал работать с ректификационной колонной, хотел мощность нагрева поднять, но разумеется у меня ничего не вышло.


В общем все это дело с самогонными аппаратами не из дешевых и всегда нужно быть на чеку, так как большая часть средств могут уйти на дополнительные расходники, которые будут стоить в три дорого у большинства подобных производителей.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Давайте еще раз глянем на куб. Можно обратить внимание, что зажим крышки тут выполнен через барашки, а откручивать их, занятие довольно ленивое. А теперь представьте что у вас весь самогонный аппарат собирается на таких барашках, представляете!? Есть и такие агрегаты, пол дня его собираешь, а потом так же разбираешь, никакого удовольствия. На сегодняшний день самые лучшие зажимы это клампы, одеваются и снимаются они за две с лишним секунды, рекомендую.


Что касаемо двух пачек дрожжей, которые мне пообещали скомпенсировать, производитель выполнил свое обещание и прислал две пачки дрожжей Pakmaya. Очень трогательно с их стороны, так как это не спиртовой штамм дрожжей и с обратной стороны написано сколько муки нужно смешивать с этой пачкой. Я тут вроде не выпечкой занимаюсь:)


В общем нет слов, одни эмоции. И проблема заключается не в том что производитель экономит на всем, на чем только можно, а в том что вы даже сказать об этом никому не сможете, так как комментарии на ютубе могут быть отключены. Благо есть сторонние сервисы где можно оставить отзыв и написать что вам не понравилось при работе с тем или иным товаром.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Этот пост должен был начинаться так: Стол. Правильно выставленный свет. Лежит куча замечательных железок для любимого дела. Красивое представление техпроцесса - получения спирта. А по факту что? Красивое представление не имеет ничего общего с реальным миром и к сожалению пост получился таким, каким получился.


Забегая наперед скажу, что если залить некачественный спирт разведенный с водой в дубовую бочку для получения коньяка или бренди, то вы её попросту испортите. Бочка впитает в дерево содержимое, а затем отдаст неприятные ароматы при второй заливке. На протяжении этого фильма пришлось 3 раза перегонять один и тот же спирт на бражной колонне, в разных температурных режимах и с разными техниками подачи воды на дефлегматор. Но результат был один и тот же, спирт с посторонним вкусом. Ситуацию поменяла ректификационная колонна. В самом начале фильма говорилось, что на протяжении всех экспериментов мы будем использовать исключительно классические сахарные браги.


Это не яблоки для кальвадоса, не виноград для чачи, ни варенье из которого можно получить приятные ноты исходного сырья в органолептике вкуса. А сахар, в нем нет ни единой ноты которая остается после перегона. Хотя деревенский самогон этим и славиться, там и головы, и вонючие хвосты в отборе, ацетон и уксусный альдегид с сивушными маслами и многим это нравиться. Но не мне.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Это я уже молчу про примитивные самогонные аппараты с сухопарникам или двойной перегонкой, продукт получаемый этими допотопными аппаратами чистят углем, яйцами, марганцовкой, проводят промежуточные очистки. Если самогонка плохого качества, то даже уголь не в состоянии исправить проблему, разве что чуть меньше сивухи будет ощущаться в органолептике вкуса. Он бывает разный по качеству и на этом кадре, это хорошо видно! Правый образец активированного кокосового угля оказался более активированным чем левый.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Мои старики к примеру на самогоне делали исключительно настойки, так как пить исходное сырье воняющее хрен пойми чем просто невозможно. Не исключаю что у меня вкуса нет, но дистилляция сахарной браги это дело не благодарное, тут нужна только ректификация.


Дистилляционные аппараты можно называть колоннами с хорошим укреплением, но чистый спирт без посторонних примесей на ней не получить. Ректификационная колонна более универсальна по своей конструкции и предназначена для качественного разделения жидких смесей в спирта-сырце. На ней уже можно получить чистейший спирт как в аптеке. Если уменьшить высоту царги, то можно получать и ароматные дистилляты из яблок и прочей хорошо пахнущей фигни с вашего сада или огорода.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Про работу с ректификационной колонной мы поговорим в одном из следующих выпусков, так как в рамках одного поста всего не показать. Там мы увидим сколько спирта можно получить из одного килограмма сахара, какие лучше использовать ареометры, основные отличия термометров и многое другое. Сделаем кучу настоек и проведем эксперименты с ультразвуковой ванной.


Все это ремесло оказалось довольно дорогим, трудозатратным, времязатратным, но мне оно по душе, это можно назвать новым видом хобби, в котором ты каждый день познаешь что то новое и интересное, помаленьку бухая при этом.

Как выбрать самогонный аппарат!? Наука, Физика, Научпоп, Самогонный аппарат, Самогон, Дистиллятор, Длиннопост, Hamster Time, Сделай это, Опыт, Видео

Для справки. Этот выпуск планировался как мануал по перегонке сахарное браги в спирт, который можно настоять в бочке, сделать настойки, использовать в качестве антисептика и многое другое. Но в процессе съемок тут явно пошло что то не так и отснятого материала оказалось больше 11 часов. В следующих выпусках будет грубая математика, в процессе которой мы получим превосходный спирт крепостью 96.8 градусов. Но, это всё потом! А на сегодня думаю достаточно.

Архив с полезностями

Наш Instagram

Показать полностью 23 1
294

По стопам Сифуна. Рентген

Хомяки приветствуют вас друзья!


Этот пост будет посвящен эксперименту одного московского школьника, который в 2008 году облучил свои пальцы из самодельной рентгеновской установки, собранной дома из говна и палок. Сегодня мы пойдем по его стопам и увидим, чем бы могла закончиться эта история, если бы он не получил лучевые ожоги раньше времени. В ходе поста соберем подобную установку, посмотрим что находится внутри лапы вороны и узнаем из чего состоит внутренний мир Принцессы Фионы. Так же, проведем расчет дозы полученной Сифуном на примере листочка растения, попробуем провести рентгеноструктурный анализ кристалла соли и всё с таком духе.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Прежде чем приступить к флюорографии различного барахла, давайте вспомним что произошло в далеком 2008 году. На дворе 25 декабря, канун нового года. Сифун — на то время школьник-экспериментатор, собирает у себя дома рентгеновскую установку, которая с большим успехом запускается и начинает светить невидимыми лучами с кончика довольно экзотической микрофокусной трубки БС-1, предназначенной для структурного анализа различных кристаллических соединений. Сделав предварительные замеры мягкого рентгеновского излучения дозиметром ДП-5 и определив оптимальное расстояние от кончика трубки до усиливающего экрана, школьник принялся совать в пучок излучения свои пальцы, чтобы лицезреть их внутреннее содержимое.


В процессе был получен ряд удачных фотографий. Данная фотосессия продлилась не больше двух минут. После чего опыт прекратился! Фото были выложены на форум единомышленников, где все их оценили с достоинством. Через два дня после облучения Сифун написал, что у него на пальцах покраснела кожа - как при ожогах первой степени. Спустя две недели, он загремел в больницу с осложнениями. Вначале на пальцах вылезли пузыри, а затем и вовсе намечалась пересадка кожи. Долгая реабилитация и спустя два года, рука почти зажила, оставив следы на всю жизнь.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

С тех пор трубка БС-1 обросла неким мистическим культом. Достать такую оказалось не просто, так как, во-первых — она редкая и узкоспециализированная, а во-вторых — дорогая. К счастью у меня оставалась вторая почка, потому, заполучить желаемый образец не составило особого труда.


И так, перед вами микрофокусная рентгеновская трубка БС-1 с анодом из хрома, прострельного типа. Судя по паспорту, анод тут может состоять из разных металлов: серебро, медь, молибден, рений и хром. Мне попался последний вариант. Выход лучей с кончика трубки происходит через бериллиевое окно, которое хорошо пропускает низкоэнергетическое рентгеновское излучения. Судя по некоторым источникам, такие трубки применялись как в медицине, так и в промышленности для осуществления структурного анализа, который позволяет определять атомную структуру вещества.


На тыльной стороне трубки имеется три контакта. Два крайних — это накал, а тот что посередине —  это электрод электростатической фокусировки рентгеновского пятна выходящего с кончика трубки. В рамках данного повествования, фокусировка не использовалась по причине отсутствия желания. Не хотелось увеличивать дозовые нагрузки на свой и так не блистающем здоровьем организм. Так же для этого дела можно использовать магниты, совместно с отклоняющим потенциалом для фокусировки.

Но, я слишком стар для этого дерьма...

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Схема рентгеновской установки примитивна до такой степени, что ее способен собрать кто угодно, даже дворник с "высшим инженерным образованием".


На трубку нужно всего лишь подать накальное напряжение в 1.5 вольта с током в 3.9 ампера, а между накалом и анодом приложить потенциал в 30-40 киловольт, чтобы разогнать свободные электроны, столкнуть их об пластину анода и вызвать тормозное излучение. В результате чего родится тот самый рентген. Для этого используется генератор переменного высокого напряжения на лампе 6П45С и умножитель Кокрофта-Уолтона.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Давайте более детально рассмотрим отдельные узлы конструкции. Начнем с накального трансформатора. Сделать что-то похожее с удовлетворяющими характеристиками можно с помощью тороидального сердечника. Чтобы получить 1.5 вольта, достаточно намотать 6 витков провода общим сечением 1.5 квадрата. Хоть в паспорте заявленный ток указан в 3.9 ампера, на практике, по мере нагрева нити накаливания он немного падает и нормализуется примерно на 3 амперах.


Сразу нужно обкашлять некоторые моменты. Накальный трансформатор должен иметь надежную электроизоляцию вторичной обмотки. Дело в том, что высокий потенциал, который присутствует в процессе работы установки, может пробить в сеть и спалить например ваш компьютер с тонной фоточек на борту. Кому это нужно?!


Обеспечить хорошую электроизоляцию можно с помощью каптонового скотча, намотанного поверх тора и куска водопроводного шланга от системы осмоса, внутри которого помещается провод вторичной обмотки. Забегая наперед, следует учесть, что все предметы вокруг установки будут накапливать статику, а после отключения питания схемы, будут стремиться ударить вас током. Меня, пару раз хорошо пробивал ЛАТР, как ни странно на нем больше всего скапливалось заряда. Заземлен он не был.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Переходим к ламповому автогенератору переменного высокого напряжения. Задерживаться на нем особого смысла не вижу, так как про это был целый отдельный выпуск, который назывался "Радиоволна из параллельного мира". Дело было около двух лет назад. Тогда, по случайному стечению обстоятельств, дуга, создаваемая высоковольтным генератором начала каким-то образом разговаривать...


Я долго не мог понять в чем дело, временами думал, что сошел с ума. Оказалось что контур собранной схемы каким-то образом оказался настроен на частоту местной радиопередачи, которую найти получилось не с первого раза, так как она оказалась за границами современного УКВ радиовещательного диапазона. Спустя пол года, ломая голову откуда же наводится голос в высоковольтной дуге, оказалось что это волна 69,02 FM которая называется "Яскраве радіо". Тут крутят исключительно украинские композиции и отсутствует любые намеки на привычную всем рекламу. Интересно за какой счет существует радиостанция, которую на современных радиоприемниках никто никогда не услышит?! Вот наш канал к примеру существует благодаря спонсору PCBWay, который специализируется на производстве печатных плат.


В общем, говорящий автогенератор был отложен на полку с паранормальными предметами, а вместо него было собрано другое, идентично первому устройство, в котором было слышно только эфирное шипение. На нем же продолжались дальнейшие эксперименты.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

И так, на выходе строчного трансформатора формируется высокое напряжение переменной частоты, которое может доходить до десятка киловольт. Но для питания рентгеновской трубки оно не подходит по двум причинам, первое — напряжение недостаточно большое, второе — оно должно быть постоянное, а не переменное.


Для этого, в схему добавляется многоступенчатый умножитель Кокрофта-Уолтона. Он состоит из диодов и конденсаторов, которые, представляют собой устройство для преобразования относительно низкого переменного напряжения в постоянное высокое.

В моем случае умножитель содержит 13 ступеней и умножение происходит в 13 раз, с многократным запасом. Диоды тут использованы КЦ106Г, способные выдержать максимальное постоянное обратное напряжение в 10 кВ. Конденсаторы, выбранные под это дело, откровенное дерьмо! Не рекомендую такие использовать так как их постоянно пробивает. Два таких умножителя, померли на моих руках в процессе экспериментов.


Собственно и всё! Как и говорил ранее, устройство рентгеновской установки простое как угол дома. И это откровенно пугает, так как не однократно общался с людьми, которые дома пытаются собрать что-то подобное, используя вместо трубки отечественные кенотроны.

Ну ладно я то, но вы же умные люди!

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

В общем засовываем в трусы свинцовою пластину и начинаем КВН.

С лабораторного автотрансформатора подаем питание на схему лампового высоковольтного генератора. Напротив трубки лежит зонд, название которого известно большинству как дозиметр ДП-5. Диапазон измерения выставлен с коэффициентом умножения на 1000. При минимальном напряжении на аноде трубки, стрелка дозиметра зашевелилась и зашкалила по фону свыше отметки в 5 рентген. Не хило так, подумал Штирлиц...

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Любопытный момент был замечен при измерении уровня фона отечественным дозиметром Регул-001. При подаче напряжения на трубку, измеритель отказался работать. Вероятно, тут всему виной так называемый зашкал. Электроника у него не предназначена для работы в мощных радиационных полях. Не все дозиметры одинаково хороши!

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Теперь переходим к самой интересной части программы. У Вильгельма Конрада Рентгена в 1895 году от рентгеновских лучей в лаборатории, засветились кристаллы цианоплатината бария. У Сифуна в 2008 году от рентгеновских лучей засветились пальцы. У нас же сейчас светится обычная стрелочная шкала с люминофором, который обладает фосфоресценцией, то есть послесвечением после воздействия как видимого, так и не видимого света.


В этом примере есть некий парадокс, так как свечение материалов под воздействием ионизирующего излучения принято называть радиолюминесценцией. Так вот, если у вас на дозиметре ДП-5 начала светить стрелочная шкала, вероятно вы не там свернули и оказались в ядерном реакторе.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Для получения рентгеновских снимков применяют усиливающие экраны. Они бывают разные. В моем случае обычная бумага, на которую нанесен тонкий слой мелкозернистого кальций-вольфраматного люминофора. Этот экран судя по маркировке ЭУ-В2А имеет среднее усиление под классическую синечувствительную пленку. Не нужно путать усиливающий экран и рентгеновскую пленку. Пленка — это пластиковый лист со светочувствительным покрытием, которая помещается в кассету между двумя усиливающими экранами. После экспонирования на пленке образуется скрытое изображение, которое превращается в видимое в процессе химико-фотографической обработки специальными реактивами. Подобно принципу обычной фотографии 19 века.


Поместим между экраном и трубкой БС-1 обыкновенную зажигалку. Выключаем свет. Можно заметить, что тень от зажигалки на бумаге какая-то невыразительная и явно желает лучшего. Это связано с малым временем выдержки видеокадра на фотоаппарате и недостаточной светосилой объектива. Фотография с выдержкой 4 секунды меняет картину. Тут видны все внутренности зажигалки. Можно заметить что ее тень в несколько раз увеличена в размерах. Это связано как раз с микрофокусностью трубки. По умолчанию, без применения электростатической отклоняющей фокусировки, угол рассеивания выходного пучка, судя по картине на бумаге равен 130 градусам.


Принцип увеличения изображения подобен фонарику и театру теней на потолке.

В связи с этой конструктивной особенностью, получать качественное изображение объемного предмета выходит невозможно, по причине расходящихся лучей, которые размывают заднюю стенку объекта.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Пора привести аппарат в человеческий вид, а то все как-то на соплях держится. С точки зрения безопасности, трубку БС-1 можно разместить внутри сантехнической 11 сантиметровой трубы, которая в дальнейшем будет обмотана слоем экрана в виде листового свинца. Из него же за кадром делаем свинцовые трусы. Чтоб там знаете ли, яйца лишний раз не светить. Это не я придумал, а вот этот синий доктор, он еще советовал стакан красного вина накинуть, чтоб лейкоциты быстрей восстанавливались и плитку черного шоколада съесть.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Вся установка собрана на куске ДСП плиты. Габариты: полметра на полметра. Меняем положение рубильника и подаем питание на накал трубки БС-1. Ту же самую операцию проделываем с лампой 6П45С на высоковольтном генераторе. Ждем пока все разогреться.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Прежде чем подавать анодное напряжение на установку и приступить к фотографированию теней на усиливающем экране, давайте осветим пару важным моментов в этом деле.


Я всегда придерживаюсь принципа "мамкиного фотографа", это когда навел камеру на объект, нажал кнопку спуска затвора в авто режиме, и алгоритмы камеры выставили все настройки выдержки, экспозиции и ISO вместо тебя. Тут такое не прокатит! Прежде чем делать какие-либо манипуляции, необходимо сфокусироваться на усиливающем экране. Так как он белый, на помощь приходит любая картинка с ярким рисунком, которая поймает на себе взгляд камеры. Переключателем на объективе отключаем автофокусировку.


Для чего нужны эти телодвижения?! После отключения света, автофокус 100% потеряет объект из виду, в результате чего мы можем получить размытый снимок. Далее выбираем букву "М" - это ручная съемка. Открываем дырку диафрагмы объектива на максимум. В моем случае это значение 5. Время выдержки кадра можно установить от 2 до 10 секунд. Поставим 4, если что, потом поменяем. Значение ISO поставим 400. Выше нет смысла, так как изображение засыпет шумами. Посмотрим в видоискатель и убедимся что Принцесса Фиона находится на месте.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Уходим в соседнюю комнату. Тут у нас имеется дозиметр со слюдяным счетчиком, ЛАТР и в общем всё удаленное управление установкой. Чтобы в руку лишний раз не светило, установим перед ручкой регулировки напряжения защитный экран, который представляет из себя кусок железа от старой газовой колонки. Проводить фотосессию мы так же будем из укрытия. С недавних пор фототехника Canon обзавелась беспроводным дистанционным управлением по сети Wi-Fi, что позволяет делать фотографии на определенном расстоянии.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Выключаем свет и постепенно поднимаем анодное напряжение на трубке. Видеохроника не может похвастаться яркой и красочной картинкой, в отличии от фотоснимков полученных с помощью выдержки. Техника 21 века так сказать, фото на фотоаппарате можно просматривать прямо с телефона в прямом эфире. В общем вот что у нас получилось. Принцессу Фиону увеличило в размерах раза в три, вместе со всем ее внутренним содержимым. С этого же ракурса, были получены другие рентгенограммы различных предметов.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Это - лапа вороны. Внутри нее превосходно видны отдельные кости.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Куриное яйцо на удивление практически полностью поглотило мягкое рентгеновское излучение исходящее от трубки, оставив позади себя обычное темное пятно.


Лучи так же не могут пробиться через керамику. На фото глиняное яйцо времен Древней Руси. Про проникающую способность тут вообще можно не говорить, так как обычный диод размером 5*5 мм, который мы сегодня применяли в схеме умножителя напряжения, через себя абсолютно ничего не пропустил. Силёнок у трубки не хватает, чтобы пробивать твердые предметы.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Уверен многие догадались что это. Это казак, вырезанный из кости какого-то животного со следами ремонта внутри. (предполагаю 16-17 век)

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Снимки — это конечно дело интересное, но хомяк за кадром начал волноваться. Его интересует какие дозы можно получить, находясь рядом с установкой. Многие читатели наверняка начнут писать в комментариях что автор псих, вокруг тебя живут соседи и что я вовсе про них не думаю.

Дело в том, что 99% такого мягкого излучения поглощаются первыми сантиметрами кирпичных стен. Все остальное что сейчас регистрирует слюдяной счетчик СБТ-10 — это отраженный по комнате рентген.


Представьте, что в установке стоит обыкновенный фонарик, который светит в сторону окна, но при этом имеет обратное отражение от поверхностей предметов. Немного невидимого света долетает до счетчика через открытый проём двери. В зоне прямой видимости, уровень фона по показаниям профессионального дозиметра Радиаскан-701 с закрытой крышкой фильтра, показал фон в 5.3 мР/Ч. В то время, как это же измерение без крышки с открытым чувствительным слюдяным счетчиком БЕТА 1-1 перевалило за 85 мР/Ч, что в 16 раз больше.


Отсюда вывод. Пытаться измерить мягкий рентген обычными бытовыми дозиметрами не рассчитанными на этот энергетический диапазон — бессмысленно. Приборы будут врать в любую сторону на порядок. Измеренный энергетический диапазон рентгеновского излучения трубки БС-1 лежит в пределах 20 кэВ на малых анодных напряжениях и порядка 80-100 кэВ с напряжением под 30-40 кВ. Измерения проводились самодельным гамма-спектрометром.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Теперь время рассказать историю, связанную с моим новым, только что купленным на то время фотоаппаратом. Если приглядеться, на этом кадре хорошо заметны некие артефакты. Белые точки на матрице фотоаппарата, которые вспыхивают когда в них попадает ионизирующее излучение. По началу, данные артефакты в процессе съемок меня никак не смущали. В хронике с видеоматериалом из четвертого атомного реактора в Чернобыле, вообще матрицу засыпает сплошным снегом и ничего страшного, техника работает как часы.


Додуматься поставить перед фотоаппаратом освинцованное стекло, как это сделал Руслан Гик в своих фильмах, у меня фантазии не хватило. Все эксперименты показанные в этом выпуске, снимались от силы 2 вечера. В общем фотоаппарат стоял прямо напротив рентгеновской трубки и снимал изображение на усиливающем экране.


С каждой новой фотографией в матрицу прилетали все новые и новые порции рентгеновского излучения. После того как весь материал был отснят и были пересмотрены все фотки, я заметил один неприятный момент. По мере хронологии, на каждом новом снимке в определенных местах, появлялись и больше не исчезали - белые точки. Пересматривая кадр за кадром, по моей щеке текла слеза. Это появлялись битые пиксели на матрице, только что купленного фотоаппарата. Как будто из пулемета кто-то расстрелял. Забегая наперед скажу, что фотоаппарат был сдан в сервисный центр по гарантии, где все пиксели программно заблокировали. В описании написал что пиксели сами посыпались, а сам я зайчик-побегайчик)

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Плавно, мы подошли к прямому назначению трубки БС-1. Рентгеноструктурный анализ. В теории, если направить пучок рентгеновского излучения на кристалл соли, то мы получим лауэграмму — рисунок с пятнами на пленке, получаемый в следствии отражения рентгеновских лучей от определенного семейства атомных плоскостей в кристалле.


Пересматривая советскую хронику, принцип такого эксперимента казался довольно простым.

В местном супермаркете была куплена соль с довольно красивыми и крупными кристаллами. Самые красивые из них были отобраны для дальнейших опытов. Поставив образец перед кончиком трубки и подав питание на анод, можно было наблюдать что кристалл соли начинал светить красивым розовато-бело-голубоватым светом. Каких либо намеков на Лауэграмму на усиливающем экране замечено не было. Вдоволь насмотревшись как светится соль с магазина, было решено сделать свинцовую пластину с крохотным отверстием, чтоб можно было пропускать через него тонкий пучок рентгеновского излучения, который уж точно бы отразился от кристаллической решетки кристалла. Но, к большому сожалению, получить желаемый результат в домашних средневековых условиях не получилось. Тут и кристалл нужно вращать перед пучком, и угол менять и фокусировка излучения должна быть прямо в образце.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Вернемся в тот прекрасный зимний день, когда Сифун экспериментируя дома облучил свои пальцы. Давайте попробуем подсчитать примерную дозу, которую получила его кисть. Разместим зонд дозиметра ДП-5В на расстоянии 10 сантиметров от окна рентгеновской трубки. Бета фильтр на зонде открыт, так как мягкое рентгеновское излучение как мы уже знаем обладает плохой проникающей способность и вряд ли пробьется сквозь металлический кожух. Устанавливаем рубильник переключения режимов в положение измерения 200 рентген. Поднимаем анодное напряжения с помощью ЛАТР-а и наблюдаем за показаниями стрелки дозиметра. Максимальное значение, которое мне удалось зарегистрировать 40 Р/Ч. Тут еще стоит учесть геометрию размещения счетчика СИ3БГ внутри зонда, который включается только в диапазоне измерения в 200 рентген, он дубовый как пробка, его еще называют "счетчиком апокалипсиса".


В общем у нас есть цифра 40 рентген на расстоянии 10 см. Трубка у нас использовалась без фокусировки, а значит в воздушной среде излучение будет ослабевать пропорционально квадрату расстояния от источника. Проведя простые арифметически вычисления можно высчитать что на расстоянии 1 сантиметра от трубки, уровень излучения будет равняться 4000 рентгенам в час. Предположим пальцы Сифуна находились на расстоянии 3 сантиметров от трубки в течении 2 минут. Делаем пересчет и получаем дозовую нагрузку в 14.8 Рентгена. Теперь вспомним показания Радиаcкан-701, где его значения без крышки фильтра выросли в 16 раз. Умножаем 14.8 на 16 и получаем 237 рентген дозовой нагрузки мягкого излучения на руку. Это мы еще не берем в расчет, что его пальцы накануне жарились под СВЧ излучением магнетрона от микроволновки. Учитесь как нужно экспериментировать!


Думаю, Сифун, сам того не подозревая стал человеком Легендой, на уровне с самим Конрадом Рентгеном и Олегом Айзоном, который по неизвестным причинам куда-то пропал. Как говорил Евгений Соловьев с канала "У инженера на коленке", если бы Сифун догадался поставить перед берилевым окном простейший фильтр в виде стекла, он бы отсек мягкую гамму и последствия облучения были бы меньше.

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Хорошим примером для демонстрации воздействия мягкого рентгеновского излучения, оказался листочек обыкновенного растения, которое живет у меня на подоконнике. Исходные параметры сделаем такие же, как мы посчитали выше. Расстояние от трубки до листика 3 сантиметра, время непрерывного воздействия лучей 2 минуты. Запускам установку и идем пить чай.


На следующий день после лучевой терапии, место куда светила трубка слегка поменяло цвет и стало светлеть. Спустя три дня это место начало засыхать. Спустя 5 дней я заметил что стебелек растения на котором росли два листочка отвалился. Листочек, который подвергся двухминутному облучению полностью завял.


Отсюда следует знать, чем выше анодное напряжение на трубке, тем более жесткое излучение с большей проникающей способностью она обеспечивает. Жёстколучевые медицинские трубки начинают свою работу от напряжений 100 кВ и выше. Мягкое излучение обладает гораздо меньшей проникающей способностью. Для защиты от него достаточно тонких экранов. Без экранирования оно крайне коварно тем, что практически полностью поглощается мягкими живыми тканями со всеми вытекающими отсюда последствиями. Потому следует различать мягкое и жесткое излучения. Опасность их конечно же относительна, и то и другое советую обходить стороной!

По стопам Сифуна. Рентген x-Ray, Рентген, Научпоп, Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост, Hamster Time

Для справки. Сразу после съёмок этот выпуск, несколько лет назад планировался отправится в мусорное ведро, так как тут содержатся материал, не предназначенный для неокрепших умов, что привело бы к написанию всякого бреда в комментариях. Но, ситуацию поменяли обстоятельства. Мне в инстаграмме часто пишет народ, который дома собирает подобные устройства на кенотронах, чтобы своими глазами лицезреть невидимые лучи и почувствовать себя "мамкиным экспериментаторами". Я тоже с этого начинал, это красиво, не спорю. Но как только пришло понимание как ионизирующие частицы взаимодействуют с клетками организма, у меня развилась радиофобия. Теперь при слове рентген, флюорография и прочие связанные слова с этими вещи, я не замечая того, ухожу в себя. Вся эта тема сомнительная, если бы мать увидела чем занимается ее сын, она бы наверняка сказала: "Ты идиот, идиот!"


Расскажу еще одну сказку, про новый, только что купленный регулируемый блок питания. При попытке запустить строчный автогенератор на транзисторах, напряженность поля с выхода умножителя оказалась настолько большой, что в схеме что-то пробило и обратка пошла на клеммы блока питания, частично выпалив его внутренности. В итоге пропала регулировка напряжения и улетела в иной мир защита по току. Устройство так же было отправлено в сервисный центр, где его благополучно отремонтировали. В описании написал что он вышел из строя при зарядке аккумулятора). В общем чего хочу вам сказать, больше пейте пивас и меньше занимайтесь дома всякой фигней.

Наш Instagram

Показать полностью 23 1
232

Плазма на ламповой голове

Хомяки приветствуют вас друзья.


Сегодняшний пост будет посвящен генератору факельного разряда на самой распространенной радиолампе советского производства 6П45С. Факел тут образуется за счет высокочастотного электрического разряда, который при нормальном атмосферном давлении напоминает пламя обыкновенной свечи. За исключением, что температуры тут просто огромные. Плазма как-никак. В ходе рассказа узнаем как собрать такое устройство, заглянем в его внутренний мир и узнаем какие факторы влияют на работоспособность схемы. По классике жанра доведем генератор до слез, раскалим анод до красна и узнаем что может вывести радиолампу из строя.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Схема тут довольно проста и состоит из минимального количества радиоэлементов, которые можно найти на местной барахолке. Что-то можно достать из старого телевизора, а что-то придется сделать самому. В общем пойдем по порядку.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Сердцем устройства является лучевой тетрод 6П45С, который применялся в выходных каскадах строчной развёртки телевизионных приёмников. Молодое поколение вряд ли помнит период, когда все в один момент начали выкидывать телевизоры на помойку. Нам в школе казалось что они вот-вот объединяться и захватят мир...


Чтобы заставить сердце генератора биться, на него нужно подать накальное напряжение в 6.3 вольта с током не менее 2.5 ампер. Для это прекрасно подойдет накальный трансформатор ТН-34, если запараллелить у него пару выходных обмоток.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Анодное питание тут обеспечивается за счет удвоителя напряжения выполненного на паре диодов и конденсаторов, составляет оно 600 вольт.


Вся остальная обвязка — это Г-образный фильтр по питанию, мощный резистор на 50 Вт, который ограничивает ток и задает напряжение смещения на второй сетке лампы, и резонансный контур с обратной связью на первую сетку. Эта схема — обыкновенный усилитель, который за счет обратной связи зацикливается и превращается в автогенератор.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Сетевой дроссель и контурная катушка индуктивности мотались на сантехнических трубах диаметром 50 мм. Дроссель имеет 30 витков проводом 0.6 мм, а вот к контурной катушке индуктивности мы еще вернемся при настройке схемы.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Так же нам понадобиться разная мелочовка, кучка высоковольтных контурных конденсаторов, выключателей, панелька для радиолампы и кусок меди, из которой мы сделаем воздушный переменный конденсатор обратной связи.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Все перечисленные выше потроха, желательно поместить в какой-нибудь корпус. Пластмассовая коробка с барахолки самое оно! Бурим в ней скважину диаметром 25 мм, тут разместиться панелька для радиолампы. Желательно это делать так, чтоб опилки как можно больше загадили стол и окрестности.


Внутри корпуса размещаем все массогабаритные элементы включая накальный трансформатор. Распаиваем все соединения согласно схемы показанной в начале. Разводить плату под схему факельника не имеет смысла, так как в каждом индивидуальном случае габариты радиоэлементом могут и будут отличатся. Но, если появится такая потребность, вы всегда сможете заказать свою печатную плату на всемирно известном сервисе PCBWay

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

В буквальном смысле, схема факельника собирается за пару часов. И первое, что необходимо проверить после установки радиолампы — это накал.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Через рубильник подаем питание в 6.3 вольта и смотрим как оживает сердце теплого электровакуумного прибора.


Прекрасно, накал работает. Вы наверное сейчас не заметили, но нить накала вместе с железкой, которая его окружает в процессе нагрева несколько увеличились в размерах. Тепловое расширение металла так сказать в наглядном виде.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Для того, чтобы схема начала что-то генерировать, необходимо намотать контурную индуктивность. В идеале такие вещи для высокочастотных цепей принято мотать на керамических каркасах, найти которые для простых смертных практически невыполнимая задача. Потому берем кусок сортирной трубы диаметром 50 мм и на ней мотаем необходимую катушку. Провод везде использовался медный диаметром 1 мм. Количество витков подбиралось экспериментально, путем намотки сразу нескольких контурных катушек индуктивности с разными параметрами, и с разной высотой намотки.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Чем больше витков в катушке, тем больше ее индуктивность. Следовательно, частота генератора будет стремиться в меньшую сторону, на осциллографе видим 8.5 МГц. Факел при этом едва достигает трех сантиметров.


Скинув немного витков, факел особого прироста не дал, частота работы автогенератора при этом поднялась свыше 10 МГц.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Продолжив отматывать провод, оптимальным соотношением с наибольшей длинной факельного разряда оказалось 30 витков. На чем и остановился процесс подбора контурной катушки индуктивности. Частота при этом составила 12.3 МГц. Длина огонька в ламповой электронной свече получилась примерно 5 сантиметров, при условии, что он вырывается из голого терминала.


И вот тут внимание! Если сделать терминал слишком коротким и закрепить его через зажим клеммной колодки, температура достигнет таких величин что расплавит переходник, превратив его желе. Дело в том, что огонек который вырывается с острия терминала имеет температуру, которая местами превышает 12 тысяч градусов. Это по сути электрическая сварочная дуга, которая имеет высокую частоту.


Если в роли терминала использовать платиновую проволоку, температура плавления которой имеет почти 1800 градусов, она мигом плавится превращаясь в каплю драгоценного металла, которая после остывания не окисляется в атмосфере кислорода и сохраняет свою безупречную зеркальность.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Если использовать вольфрамовые или вольфрам-ториевые электроды, которые являются чемпионами по тугоплавкости с температурой плавления около 3400 градусов, то они выгорают в течение нескольких минут работы. Потому тут рекомендую использовать терминалы потолще, чтоб они успевали рассеивать тепло, иначе кина не будет. Надоест их затачивать в процессе работы.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Защитить электроды можно с помощью остекления. Тут есть два приятных момента. В первом - факел вырывается не с конца металла, а с конца капли стекла. Выходит оно как защитная смазка в двигателе автомобиля. Во втором - ионы натрия содержащиеся в стекле увеличивают длину разряда, при этом окрашивая его в желтый цвет.


По настроению факел мог быть тонким и длинным, а иногда его плющило как тех чуваков которые по утрам ищут закладки у окна соседнего дома. Подозреваю это зависит от частоты автогенератора и пучности стоячих волн на конце терминала. Как ни крути, выглядит это красиво и необычно. С терминалами и контурными катушками индуктивности разобрались.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Теперь давайте посмотрим на что влияет воздушный конденсатор переменной емкости, который служит в роли обратной связи лампового автогенератора. Состоит он из двух медных пластин размером 35 на 40 мм, емкость которых составляет примерно 30 пФ (плюс-минус). Зачищаем напильником все острые углы, которые могут торчать и увеличивать шанс пробоя электрической дугой и тут же закручиваем болт в нижнюю пластину, который противоречит предыдущему действию с напильником.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Чем меньше будет расстояние между пластинами в процессе работы генератора, тем меньше будет факел и меньше будет нагрев лампы 6п45с.


Если увеличить расстояние до 1.5 см, то факел выйдет побольше, но лампе при этом придется не легко. Подаем анодное напряжение и наблюдаем за всеми протекающими процессами.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

В данном случае раскаленный анод говорит о том, что через него протекает превышающий ток в 800 мА, что является пределом по нагрузочной способности указанной в характеристиках радиолампы.


Температура анода в момент выключения генератора составила 350 градусов. Температура резистора на второй сетке радиолампы составил 160 градусов, что не есть хорошо. Его рассеиваемая мощность оказалась слишком мала для данной схемы. Потому был взят 50 ватный резистор с сопротивлением 7.5 кОм. Ток протекающий через него естественно никто не измерял, сопротивление подобрано экспериментально, методом его подбора прямо в процессе работы генератора. Главное языком не касаться рабочих частей схемы, чтоб не пробило. Температура резистора при этом составила 120 градусов.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Давайте посмотрим как влияет на работу схемы емкость, включенная последовательно с медными пластинами обратной связи. С недавнего времени моя коллекция пополнилась разнообразными высококварными конденсаторами К15У, потому подбор будем производить с их помощью.


Сейчас в схеме стоит емкость 15 пик, факел при этом сантиметров 5 в высоту. Убавляем напряжение на аноде лампы с помощью ЛАТР-а и в прямом эфире меняем конденсатор, увеличивая его до 100 пикофарад. Разницу в работе я не увидел. Потому оставил конденсатор на 15 пикофарад, так как он довольно дешевый и его не жалко.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Генератор работает в нормальном режиме. Факельный разряд довольно длинный, а анод радиолампы до красна не раскаляется.


Что здесь важно? Экспериментально подобрать контурную катушку индуктивности, оптимальное расстояние между пластинами обратной связи и конденсатор включенный последовательно с ними. Температура радиолампы при этом составит 140 градусов. Медный провод в резонансном контуре в любых режимах работы греется, следовательно сантехническую трубу сплющивает и провод начинает болтатся туда сюда как ветки дерева на ветру.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Если в индукторе разместить термостойкий тигель, то в нем можно демонстрировать различные фокусы. Внутри этой кварцевой ампулы находится химический элемент — натрий. Если его поместить в индуктор с высокочастотным переменным полем, ампула вспыхивает и начинает излучать спектр с узкими атомными линиями, которые используют при калибровке различных фото-спектрометрических устройств.


Если присмотреться на пузырек в процессе работы, то видно как натрий испарятся со стенок колбы, начиная светить все ярче и ярче, пока благородный свет не начнет освещать все жилище подобно утренним лучам солнца. Главное себе глаза не выжечь от жесткого ультрафиолета. В ампулах могут быть какие угодно химические элементы и все они светят разными цветами.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Не будем тянуть кота за яйца и засунем внутрь индуктора лампу Ильича. Как по мне, это самое интересно что происходило с мной за последние пару минут.


Струя плазмы, вырывающаяся с держателя нити накаливания постепенно нагревает стеклянный баллон лампы, внутренности которой сейчас находятся в среде защитного газа, вероятно аргона. Стеклянный прыщ на колбе держался до последнего, до тех пор, пока в нем не образовалась пробоина, нарушившая герметичность корпуса, что привело к попаданию внутрь кислорода. На открытом воздухе вольфрамовая нить накаливания незамедлительно начала выгорать, создавая внутри колбы яркие спецэффекты.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Рубрика по просьбе подписчиков. Многие писали под предыдущим видео с транзисторным факельником, что он излучает радиацию. Ложные показания на бытовых дозиметрах могут давать электромагнитные помехи, но как видно Радиаскану 701 работать в мощных полях факельного генератора, вполне комфортно. Крышка фильтра при этом снята.


Попробуем поднести к прибору сахарницу из уранового стекла. Дозиметр замечательно реагирует на превышение радиационного фона, следовательно, генератор факельного разряда не является источником радиоактивного излучения. Едем дальше.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Радиолампа, она понимаете ли не резиновая и решив попускать факел из пластин обратной связи, "естественно" факел пробил между пластинами. За считанные секунды анод лампы в таком агрессивном режиме раскалился докрасна и это привело к последним вздохам лучевого тетрода 6П45С. Он служил верой и правдой в течении всего эксперимента, после чего электронная эмиссия покинула тело. Факел при этом выглядит так: лампа вроде пытается что-то генерировать, но факел при этом едва достигает по длине одного сантиметра.


Внутри этой колбы содержится много чего интересного, включая золото. Так сказано в справочнике драг металлов. Потому берем в руки скальпель и аккуратными движениями извлекаем внутренности. Такое покрытие в радиолампах называется активированием нити накала, сверху вероятней всего окись алюминия, которая обеспечивают надежную электроизоляцию. Под микроскопом видно, что материал в некоторых местах начал кристаллизоваться, а в некоторых трескаться. Сколупнув сахарную пудру с поверхности нити, там оказалось желтое вещество, напоминающие таблетки моей бабули, которые я ел втихаря в детстве...

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Золото, которое указано в списке драгметаллов, содержится на сетках в виде тонкого слоя позолоты. По данным из справочника, из сотни таких ламп можно добыть 3.5 грамма золота. Радиолампы - это вам не транзисторы. Они умеют удивлять как в процессе работы, так и после смерти. Такие сетки можно использовать например при создании искрового детектора для регистрации альфа частиц.

Плазма на ламповой голове Наука, Физика, Наука и техника, Видео, Длиннопост

Для справки. Настройка сегодняшнего устройства довольна проста и c ней справится даже начинающий радиоэлектронщик. В схеме нет резонатора в отличии от транзисторного факельника, где нужно было согласовывать резонансы. Факел тут вырывается прямо с горячего конца контура, амплитуды напряжения хватает чтоб возвысить плазменный огонек на довольно приличию высоту. Если использовать мощные лампы с более высоким анодным напряжением, то можно получить факел с полметра в высоту, но для простой демонстрации работы устройства, это конечно перебор.


Как говорится в народной поговорке: Лучше меньше, да лучше.

Наш Instagram

Показать полностью 22 1
320

Генератор факельного разряда

Хомяки приветствуют вас друзья.


Сегодняшний выпуск будет посвящен любопытной электронной свече, пламя которой имеет необычную природу происхождения. Генератор факельного разряда, второе народное название которого "Факельник". Их существует несколько видов, конкретно этот собран на обыкновенном транзисторе. В ходе рассказа узнаем как настроить такую систему и рассмотрим факторы которые могут влиять на работу устройства. Параллельно будем экспериментировать с высокочастотными полями, зажигать экзотические лампочки, передавать энергию без проводов и в общем все как вы любите. Под конец попробуем довести генератор до критического состояния и посмотрим сколько он проработает.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Эта история начинается с одного человека, который написал мне в инстаграме что-то типа:

Привет, я знаю как настраивать "Факельник"

Как раз в это время я пил пивас на кухне и думаю...

Да, а чего это я не знаю как настраивать "Факельник", и начал разбираться


В принципе это устройство довольно простое, но из-за того что оно работает на высоких частотах свыше 10 мГц и довольно больших токах, в его основе должны лежать несколько специфические радиодетали.


Схема состоит всего из шести отдельных элементов и хомяк с любопытством спешит их изучить. Слева на право. Резонатор, дроссель по питанию, контурная индуктивность на керамике и контурный серый конденсатор, MOSFET транзистор на радиаторе и коричневый слюдяной конденсатор КСО. Эти кадры как вы понимаете снимались в самом конце, когда всё было настроено и резонансы были подогнаны друг к другу.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Принципиальная схема тут выглядит как те три березы в поле, но в них довольно легко можно потеряться. Более научно этот генератор называется Генератором Колпитца или ёмкостной трехтонкой.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Изначально вся схема существовала в виде навесного монтажа, но показывать такое, как бы не принято, потому обвес транзистора приобретает более красивый вид. Точней не так. Длина всех проводников в обвязке транзистора должна быть как можно короче, чтобы в них различных паразитных наводок было как можно меньше.


Тут стоит супрессор на 18 вольт параллельно подстрочному резистору и несколько обычных резисторов в делителе затвора. Так же на ноге истока параллельно питанию схемы сидят девять керамических конденсаторов по 10 мкФ, в теории должно быть 90 мкФ, а по факту 73 мкФ. MOSFET транзитор должен размещаться на большом радиаторе, так как нагрев в процессе работы будет адский. Дроссель по питанию намотан на ферритовом 25 мм кольце и имеет 20 витков проводом 1 мм. Были попытки намотать дроссель на обычной керамике, но работа схемы при этом выглядела без изменений. Ферритовое кольцо компактней и в теории должно фильтровать ВЧ помехи идущие от "Факельника" к блоку питания.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Справа от транзистора разместился непревзойденный конденсатор КСО. В переводе аббревиатуры называется "конденсатор слюдяной опрессованный", если в конце стоит буква Т то он еще и термостойкий. В детстве я такие артефакты на помойку выкидывал, не подозревая что современные пленочные конденсаторы обладают собственной индуктивностью и диэлектриком который греется на высоких частотах. Кроме того что внутри конденсаторов КСО находится слюдяной диэлектрик, так тут еще и обкладки состоят из настоящего серебра, правда его тут с гулькин нос, но тем не менее.


В общем когда мне понадобились такие высокочастотные конденсаторы, под рукой их конечно не оказалось. Небольшое количество для экспериментов мне прислал Юрий Попов, за что ему огромное спасибо. В дополнении к конденсаторам в почтовой коробке оказались детали к искровой катушке Тесла и многие другие ништяки, включая радиолампы. На цоколе одной из них есть надпись известного американского завода Westinghouse, это прямо коллекционный экспонат. Вообще мне по душе всякие старые радиодетали, потому в очередной визит на местный радиорынок я скупил все конденсаторы КСО которые там были. Как говориться: запас карман не жмет, положу их в сейф и буду нырять в них как Скрудж Макдак в свое золото)


Так как схема у нас резонансная и ее нужно будет иногда подстраивать, добавим в параллель КСО-шке пластинчатый воздушный конденсатор переменной емкости, которая составляет от 10 до 940 пФ.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Самые важные элементы в конструкции генератора. Контурная катушка индуктивности и контурная емкость. Начнем с индуктивности. Моталась она на керамической основе от какого-то советского радиопередатчика. Использовать в этом деле сантехнические трубы не рекомендую, пластик будет нагреваться ВЧ полем и вносить лишние потери в работу схемы. Индуктор имеет диаметр 35 мм, содержит 9 витков и намотан медным проводом диаметром 1.5 мм. Шаг между витками в высокочастотной технике используют для уменьшения паразитной межвитковой емкости внутри катушки индуктивности. При намотке таких вещей применяют посеребренные проводники, чтоб уменьшить скин-эффект возникающий при протекании переменного высокочастотного тока. Это уменьшает нагрев и в следствии улучшает характеристики контура.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Серый конденсатор. В данной схеме он не простой. К15У - это хитрая керамическая емкость которая имеет большую реактивную мощность. Грубо говоря это мощный конденсатор, который легко работает с большими переменными токами высокой частоты. У меня наверное со временем развилась какая-то болезнь, но при виде кучи конденсаторов у одного из торговцев черным деревом на радиорынке, тут же скупил все! Что касается точности, то 100 пФ значит 100 пФ несмотря на указанное 20-ти процентное отклонение.


Использовать конденсаторы КВИ-2 и КВИ-3 в схеме "Факельника" не рекомендую из-за их чрезмерного перегрева в процессе работы. Диэлектрик у них не предназначен для работы с такими высокочастотными токами.


Один знакомый прислал мне пару фоток, где у него КВИ-2 прекрасно выгорали как семечки. Что касается КВИ-3, то тут та же беда. Для сравнения, два конденсатора рассчитанные на одно и то же напряжение. Только у К15У емкость на 70 пФ меньше и при этом он по габаритам в два раза больше. Здесь размер как бы имеет значение) Вообще для этих дел идеально подойдут вакуумные конденсаторы, в них вообще нет диэлектрика. Нет диэлектрика - нет потерь, нет потерь - нет проблем. Только с габаритами тут выходит заминочка.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Следующий и последний элемент схемы факельного генератора это четвертьволновой резонатор. Грубо говоря это длинная линия в которой волны накладываются друг на друга, многократно усиливаются и вырываются в виде высоковольтного факела. В идеале его нужно мотать на керамической основе, но у меня она оказалась коротковатой для укладки нужной длинны провода. Потому в ход пошли сантехнические трубы диаметром 32 мм. Тут намотано 70 витков проводом 1 мм. На этой замечательной ноте рассмотрение отдельных частей схемы генератора можно считать исчерпывающим.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Теперь можно переходить к настройке. Вкратце про схему. Это обычный однотактный усилитель выполненный на одном полевом транзисторе. У него есть цепь смещения затвора, Г-образный фильтр, резонансный контур и делитель напряжения с положительной обратной связью на затвор, который превращает усилитель в автогенератор.


В начале нам необходимо отключить резонансный контур от схемы и выставить напряжения смещения на затворе. Для этого включим блок питания и установим на нем напряжение 20 вольт и ток скажем 3 ампера. Вставляем часовую отвертку в подстро́ечный резистор и начинаем его крутить в разные стороны. Наша задача поднять напряжение на затворе до такого уровня, когда ток покоя данного усилителя будет равен 100 миллиамперам. Напряжение при этом составило 3.6 вольта. Все, цифровой блок питания нам больше не понадобится, жалко если сгорит.


Заменим его импульсным блоком питания от ноутбука с напряжением 19 вольт и заявленным выходным током в 3 ампера. Интересно, но на активную нагрузку в виде нихромовой нити выходной ток равен 4 амперам, а напряжение просаживается до 10 вольт. А вот при работе с "Факельником" и напряжение что нужно, и ток выходит на ампер больше заявленного. Блоки от ноутбуков всегда удивляли своей выносливостью.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Что касается работы генератора, то все измерения в цепи питания рекомендую производить исключительно стрелочными приборами. Это связано с тем, что под воздействием высокочастотных полей все вокруг сходит с ума: вольтметр, амперметр который клещи, амперметр который китайский, разные электронные часы. Сходят с ума осветительные приборы, видеокамеры и люди, многие среди нас давно чокнулись, потому устройство действует не на всех. Шутка!

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Вернемся к настройке устройства. Чуть ранее мы настроили ток покоя усилителя, теперь пора присоединить контур вместе с емкостным делителем напряжения и обратной связью.


Для начала индуктивность намотаем как можно больше, скажем 10 витков и по мере настройки будем их отматывать, если нужно. Как определиться с необходимой емкостью конденсатора? Берите 100 нФ и не ошибетесь. Проще отмотать пару витков от катушки индуктивности, чем каждый раз покупать новый конденсатор с другой емкостью. А шаг у них довольно большой, по 50 пик и выше.


Первое время пробовал подбирать емкость переменным конденсатором. Но из-за малого расстояния между пластинами их начинало шить высоким напряжением. А это не есть хорошо, так как он напрямую соединен с затвором транзистора. На многих форумах утверждают что после пробоя затвора высоким напряжением MOSFET моментально отправляется на помойку, но у меня все работает, шьет и работает. В дальнейшем этот конденсатор был вынесен на нижнее плече емкостного делителя напряжения, так безопасней и он как бы не для того был создан.


Отмотав один виток от контурной катушки индуктивности, мы смогли найти резонанс. Это выражено по максимальной амплитуде сигнала на осциллографа, максимальному току потребления на амперметре и по максимальному отклонению стрелки индикатора электрического поля. Напряженность в горячей точке контура будет настолько высока, что если коснутся ее отверткой то можно вытягивать довольно длинные толстые дуги. Конечно же соблюдая при этом все меры безопасности!

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Индикаторов для измерения полей в процессе экспериментов использовалось два. Первый, что в классическом исполнении реагирует исключительно на электрическое поле и в зависимости от его напряженности будет отклонятся стрелка на шкале микроамперметра. Схема тут абсолютно не требует дополнительного питания.


Вкратце о работе стрелочного индикатора электрического поля. Сигнал, который наводится в антенне через разделительный конденсатор С1 поступает на диодный детектор построенный по схеме удвоения напряжения. Диоды здесь применены высокочастотные Д405. В результате на их выходе формируется постоянное напряжение, пропорциональное интенсивности сигнала поступающего на антенну. Конденсатор С2 является накопительным. Переменным резистором можно установить необходимую чувствительность устройства в процессе работы.


Второй прибор более современный. Но он уже реагирует на электромагнитные поля и в зависимости от их плотности по возрастанию будут загораться светодиоды, а питается он от батарейки типа крона.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Современная реализация индикатора электромагнитного поля представляет собой прибор, построенный на кучке микросхем. Это устройство не найти в сети всемирной паутины, им поделился один хороший человек, который специализируется в сфере аналоговых металлодетекторов.


Схема устройства довольно проста. На быстродействующем операционнике MC33174 построен усилительный и детектирующий каскад, сигнал с которого поступает на компараторы микросхемы LM339, компараторы открываются по очереди и поступают на микросхему логики "исключающее или", которая хитрым образом зажигает индикацию только по одному светодиоду. Мало потребляющий таймер LMC555 формирует отрицательное напряжение для работы операционника и компаратора. Давайте закажем несколько плат на сайте Pcbway и посмотрим как это устройство работает на практике. Архив со всеми полезностями можно скачать тут.


После того как все спаяно, важно намотать хорошую катушку с индуктивностью в 15 мГн и пропитать ее эпоксидом для жесткости. Размер катушки: внутренний диаметр 34 мм, внешний 42 мм, а высота намотки 8 мм. Предпочтительней делать плоскую намотку, но у меня не нашлось нормальной приспособы для этих дел. Плата спроектирована под корпус Z14. Данный детектор был разработан для определения плотности электромагнитного поля в катушках металлодетекторов.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Вернемся к факельнику. Катушку индуктивности с её ВЧ полем можно смело называть индуктором, так как внутри него можно спокойно нагревать металлы. Не до красна правда, но иголка разогревается достаточно чтобы воспламенить спичку. При длительной работе болт, который крепит керамику к основанию стеклотекстолита прожег в нем черное пятно.

О напряженности поля в индукторе можно судить по неоновой лампочке, которая ярко вспыхивает вблизи горячего конца контура. Часто пользуюсь неоновыми лампочками для определения напряженных мест, напрягает когда схема может пробить если дотронутся куда не нужно.


И так, мы настроили резонанс в контуре, теперь наша задача намотать резонатор с конца которого будет вырываться тот самый факел ради которого мы тут собственно и собрались.


Прежде чем мы перейдем к этой части, давайте посмотрим как в поле индуктора зажигаются высокочастотные спектральные лампы ВСБ-2. Для тех кто впервые про них слышит, это такие ампулы из кварцевого стекла, внутри которых находятся различные химические элементы.

К примеру, натрий будет светить желтым светом, а галлий сиреневым. Каждый химический элемент излучает свой спектр с узкими атомными линиями, которые используются для калибровки различных спектрофотометрических устройств. Думаю на эту тему будет отдельный фильм, там есть что рассказать.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Давайте проведем расчет длинны провода четвертьволнового резонатора. У нас известна рабочая частота 10.84 мГц. Воспользуемся простой формулой для определения длинны волны. Для этого скорость света нужно поделить на частоту, получаем 27.6 метра. Делим результат на 4 и получаем необходимую длину провода для четвертьволнового резонатора.


Дальше берем рулетку, отмеряем нужный кусок провода согласно расчетам и наматываем его на керамическую оправку. В принципе все просто, если бы не одно, но! Так как провод при намотке укладывается виток к витку, у нашего резонатора появляется межвитковая емкость, которая может увести частоту и делать из него катушку, в которой будет происходить черт пойми что.


Разряды в итоге вышли очень маленькие. Домотаем еще провода и посмотрим что поменяется. Разряды стали толще и длинней. Дальше была взята сантехническая труба диаметров 32 мм и на нее намотано примерно метров 10 провода. Отматывая по витку визуально проводим наблюдение за величиной факела. На определенной длине провода схема была согласована и огонек с легкостью вырывался с терминала резонатора. Отсюда вывод: много провода - плохо, мало провода - тоже плохо. Мотаем заведомо больше витков, отматываем и наблюдаем за работой устройства.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

На схеме это выглядит как согласование антенны с задающей частотой контура. Один конец резонатора не совсем висит в воздухе, он создает емкость между свободным концом и землей. В общем тут все сложно. Мне в первые довелось работать с такими высокими частотами и все что вы видели ранее, настраивалось исключительно экспериментальным путем.


У кого-то может возникнуть вопрос. Имеет ли значение в какую сторону мотать четвертьволновой резонатор. Отвечаю - нет! Что по часовой, что против часовой, факел был практически одинаковым. Идеальной настройкой системы можно считать тогда, когда вся энергия с контура передается прямиком в резонатор, многократно усиливаясь по амплитуде, что в результате приводит к вырыванию факела с конца терминала. Резонанс тут настолько острый, что простое влияние руки, создающая дополнительную емкость, сносит его на нет. На самом деле частоты в 10 мГц не такие уж и большие, но все настолько тонко и критично.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

В процессе работы MOSFET транзистор вместе с массивным радиатором будут сильно нагреваться, а пирометр показывал температуру от 80 до 100 градусов. Контурная катушка индуктивности греется примерно так же. Конденсатору К15У такие высокочастотные токи вообще нипочем, нагревается до 40 градусов. Отсюда вывод: что радиатор вместе с контуром нужно охлаждать, но тут есть одно но, в процессе работы поток воздуха будет сдувать факел. Потому лучше пусть схема три минуты работает и три обдувается.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Некоторые особенности и предостережения при работе с устройством. Все настройки, которые были показаны ранее проводились с напряжением питания схемы не превышающие 20 вольт. Этого достаточно чтобы получить факел размеров в сантиметр - полтора. Из-за большой напряженности поля вокруг резонатора, часто начинал мигать свет на осветительных приборах, там этим делом управляет процессор и ему становится плохо. Один человек говорил, что у него паяльная станция сгорела рядом с таким генератором. У меня же на фотоаппарате поле влияло на объектив и его электронную систему фокусировки.


Отсюда вывод: все измерения при настройке следует проводить дистанционно, не подключая щупы к отдельным частям схемы. Есть риск спалить осциллограф.


Так же старайтесь не касаться проводов питания и любых металлических предметов рядом с работающим генератором, есть риск получить ожог высокочастотным током, который в них наводится. Пока делал эксперименты с передачей энергии без проводов, все пальцы пообжигал. В квартире при этом стоял запах жареной курицы. Приготовление себя довольно интересное занятие, но такие вавки довольно долго заживают.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Передача энергии без проводов. Так как ранее мы намотали два практически идентичных резонатора, то по теории они должны работать в резонансе друг с другом. Это хорошо видно по горячей длинной дуге, которая тянется с нижней части никуда не подключенной катушки. Если тут наводится такая энергия, то ее можно использовать для питания какой-нибудь лампочки.


Подключаем ее к контактам катушки и видим, что ничего не горит. С проводов при этом продолжают тянутся довольно горячие дуги. Сопротивление в виде лампочки параллельно катушке похоже ухудшает ее добротность и потому ничего не выходит.


Если подключить ее последовательно с резонатором, то это кардинально все меняет. Конец лампы подключается на землю. Тут главное правильно подобрать расстояние между катушками, иначе нить накала перегорит. Если к земляному концу лампы коснутся рукой, через отвертку конечно же, чтобы ожоги не получить, то лампа тут же загорается, при этом через несколько секунд от ВЧ токов начинает активно нагреваться палец изнутри. Эффект микроволновки так сказать.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Многие писали в инстаграме, что ко мне домой вот-вот пожалуют радиочастотные службы на чашку чая с судовыми письмами. А ведь интересно, можно ли считать факельник радиопередатчиком? В проверке этого мифа мне помог один радиолюбитель, с которым мы живем практически по соседству, примерно в 5-ти километрах друг от друга. Он прямо фанат своего дела, у него дома куча различного оборудования, антенн и прочего интересного для выхода в радио эфир, его сканирования и прослушивания.


Мы с ним скоординировались и ровно в назначенное время начался эксперимент. Прием осуществлялся на USB приёмник RTL-SDR. Грубо говоря это такая штуковина, которая позволяет оцифровать и передать на компьютер кусок радиодиапазона, который комп обрабатывает и выдает картинку в виде водопада, где видно любые колебания что происходят в эфире. На частоте 11 мГц на протяжении всего испытания не было ни единого шороха. Прибор включали и выключали. На водопаде чистота и это несмотря на то, что в передатчик вкачивается почти 200 Вт мощности, с потерями на нагрев правда, но то такое. Для примера, старенькая игрушечная рация "Моторола" имеет мощность передатчика всего лишь в 0.5 Вт, но при этом пеленг пытался пробиваться с расстояния в 5 км.


Отсюда вывод: факельник способен забить эфир разве что вашим соседям по дому, которые слушали радио или смотрели футбол по телевизору. Потому радиочастотные службы могут спать спокойно. В отличии от моих соседей.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Переходим к самой интересной части программы. Какое же максимальное напряжение можно подавать на схему генератора? На форумах внятного ответа я не нашел, а проверить это имея регулируемый блок питания как два пальца. С увеличением напряжения растет длинна факела и незначительно вырастает ток потребления. Преодолев отметку в 50 вольт начал мигать свет. Помигал и перестал. Дальше двигаться нет смысла, просто наблюдал как долго оно проработает.


Как и полагается, все сгорело. Теперь по крайней мере понятно верхнюю границу мощности устройства, которую преодолевать не стоит. Настоящий джентльмен всегда и с интересом оценит разрушения, вызванные его экспериментом. Главное все делать в очках!

Температура радиатора составила градусов 200. Реактивная тяга с под ног транзистора заровняла текстолит, оставив черные следы. Закоптился так же радиатор, расплавился припой на smd конденсаторах. Ситуация с транзистором не совсем понятна, похоже переход сток-исток не выдержал издевательств, та как именно между этими ногами образовался прогар.


Меняем сгоревшую деталь и возвращаем генератор обратно в строй. Довольно компактное получилось устройство, ему не хватает только защиты от перегрева. Можно поставить на радиатор биметаллический датчик температуры, который будет размыкать цепь питания. Это важно, мосфеты как показала реальная практика сильно боятся перегрева.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Теперь давайте рассмотрим какие терминалы лучше использовать для выхода факельного разряда. Первый и самый тонкий это платиновая проволока, второй вольфрамовый электрод для сварки, третий вольфрам-ториевый электрод и четвертый это быстрорежущее сверло.


И так, платина в первые секунды начинает плавится, несмотря на то, что температура ее плавления почти 1800 градусов. Не подходит. Дальше вольфрам-ториевый электрод, вольфрамовый электрод и быстрорежущее сверло. Сказать что между ними есть какое-то отличие в работе, это ничего не сказать. За исключение вольфрам-ториевого электрода. Когда он прогреется, радиоактивный торий слегка ионизирует атомы воздуха, тем самым облегчая выход разряда из терминала. Температура плавления вольфрама сумасшедшая — 3422 °C, это абсолютный чемпион по тугоплавкости из всех существующих металлов.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Теперь давайте посмотрим как в высокочастотном поле загораются различные газоразрядные лампочки. Лампу дневного света мы уже видели, а ультрафиолетовую нет. Свечение у нее какое-то зелено-голубоватое что ли, на нее лучше долго не смотреть, а то и ослепнуть можно. Лучше возьмем что-либо попроще, это неоновая газоразрядная лампа ТН-30. У нее цвета переливаются из синего в красный, из красного в синий, довольно красиво. Спектральная лампа ЛТ-2 с содержанием талия. Оранжевым светит не талий, а тот же неон в качестве буферного газа. Разноцветные неонки. В общем набросал под факельник всего что было в хозяйстве.


Как по мне, самое красивое в этом всем эксперименте, это наблюдать как светятся различные экзотические лампы в необычной высокочастотной среде. Я не знаю что там происходит с яйцами в штанах, но злоупотреблять здоровьем своих соседей, а уж тем более своим, с такими высокочастотными полями в течении длительного времени не стоит.

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Этот выпуск снимался около двух месяцев, а материала было отснято намного больше чем было показано. В дальнейших планах, куча интересных проектов. Ламповый факельник, различные спектральные лампы в ВЧ полях и прочий беспредел. Если все пойдет по плану конечно. Как было сказано в одной советской хронике...

Генератор факельного разряда Электроника, Наука, Сделай это, Физика, Как это сделано, Видео, Длиннопост

Для справки. Этот выпуск и возможно два следующих появились благодаря людям в инстаграме, которые поделились своим опытом, материалом и знаниями в разных областях науки и техники. Прям как то название в том советском журнале "Наука и техника". Я то на самом деле обычный двоечник, который мало что учил в школе пытаясь понять как работает мир вне страниц книг и рамок школьного дневника.

Архив с гербер-файлами и прочими полезностями

Наш Instagram

Показать полностью 23 1

ТОП 15 ЛУЧШИХ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ МАСТЕРСКОЙ С ALIEXPRESS

Хомяки приветствуют вас друзья!


В сегодняшнем выпуске мы покажем 15 вещей без которых жить можно, но сложно!

79

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами

Как же надоел этот город. Куча машин, шум, воздух наполненный тысячами тонн сгоревшего топлива. Вечная суета, все куда-то спешат, проживая жизнь день за днем забывая про самое основное. Про себя! Как вы отдыхаете? Кто-то едет на рыбалку, кто-то на охоту, а кто-то за грибами. Мы же отправляемся в одно удивительное место, где можно изучить свою историю, историю наших предков, историю древних существ, живших на земле много миллионов лет назад. Мы охотники за сокровищами. И сегодня вы узнаете что может таить в себе земля под вашими ногами.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Мне всегда нравилось уединение вдали от города. Там как то все спокойней, тише, чище.

По старой традиции начинаем накидыватся с самого утра, чтобы остановить время путешествуя в далекие края. Самое важное правило в любом путешествии, это хорошая компания. В нашем случае есть специалист по местности, эксперт по находкам, мастер выживания, оператор и человек фильтр который со всеми бухает. Это Я! Моя основная задача - наливать. Шучу!

Дорога у нас оказалась непростая. Где-то приходилось толкать машину севшую в грязь, а где-то идти много километров через бесконечный лес с амуницией за плечами. Шли мы достаточно долго.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Нет лучше красоты, чем смотреть с высоты! Это река Днепр. Пришли мы на место фактически к закату. Солнце смотрело на нас из-за горизонта, как бы намекая что дальнейшее время придется проводить в темное время суток. Сопроводив закат взглядом мы передохнули какое-то время и сфотографировали момент на память.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

В процессе похода все изрядно проголодались. К тому же близилась ночь, потому первое, что нужно было сделать это развести костер и приготовить хорошую порцию сытной еды. Еда это вообще отдельная тема во время походов. Сейчас у нас готовится вкусный плов. Время его приготовления занимает два часа. Пока он настаивается, пойдем посмотрим что там твориться на берегу реки.


Найденный пляж, одно из самых уникальных мест которые мне доводилось встречать. На первый взгляд он может показаться самым обычным местом, но представление об этом развеивается, когда начинаешь всматриваться в воду. Когда-то, много миллионов лет назад на этом месте был бескрайний океан, в котором жили множество удивительных существ. Одним из семейств тогдашнего разнообразия были свирепые акулы. Они любили поесть в свободное от работы время и редко следили за здоровьем своих зубов, вследствие чего они выпадали, и падали на дно, покрываясь сверху многометровыми донными отложениями.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

В процессе движения земной коры, некоторые участки, которые таят в себе тайны океана могут приподняться и как страницы книги рассказать историю о той жизни, которая обитала тут много миллионов лет назад. Вдоль берега видно богатый выход морских отложений юрского, мелового и возможно еще каких-то более поздних периодов. К этому мы еще вернемся.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Спали мы в первую ночь как бомжи. На утро все оказались кто где. Кто-то в кустах, кто-то развалился прямо на берегу. Ночью особо выбирать не доводилось. Дождавшись первых солнечных лучей и пения птиц, мы дружно почесали искусанные комарами лбы и начали решать что будем есть на завтрак. Утро должно быть легким, а значит будем есть овсянку. Быстро, сытно и невкусно. Просто добавь воды. После трапезы кашу-малашу запиваем отваром из альпийских трав.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Набравшись сил, мы наконец приступили расставлять палатки. Первое правило в этом процессе, одну минуту работаем, десять отдыхаем ... или на оборот, это кому как нравится.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Вернемся на пляж и детальней изучим берег. Все окаменелости которые попадаются на этом месте берут свое начало из отвалов. Обрывы тут состоят из белой глины. Вода подмывает породу, та частично отваливается и все находящиеся в ней окаменелости оказываются в воде.


Тут видно как слои глины разделены двумя линиями. Я не эксперт в строении почв, но есть предположение, что эти следы оставил большой ледник, который в те времена любил ползать туда-сюда. В некоторых местах, линии разделяющие породу содержали в себе кристаллы гипса или кальцита, еще не разобрался. Эти же структуры пытались прорости по всему объему отпавших валунов и весь этот беспредел протянулся на много километров вдоль береговой линии. Это место - настоящая находка для какого-нибудь начинающего палеонтолога.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

И так, как же найти окаменелые зубы акул!? Тут все просто. Нужно медленно ходить по берегу и тщательно всматриваться в воду. Первое время долго не мог адаптировать зрение к нужным артефактам, но как оказалось они отлично выделяются цветом и формой. Походив пару часов по пляжу и собрав все видимые зубы, мы применили лайфхак с перемыванием песка. Для этого нужно мелкое сито или к примеру сковорода для барбекю.


По статистике, примерно каждая десятое пересеивание давало по одному акульему зубу. Часами на пролет мы ходили и перемывали камушки с берега, прям как те старатели, что добывают золото в приисках. Раньше мне даже в голову не пришло, что глина, которая осыпается с Днепровских круч может содержать в себе доказательства существования древних акул, которые обитали тут 60 миллионов лет назад. Немыслимо.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Кроме зубов тут попадались и другие не менее интересные вещи. К примеру окаменелые позвонки разных рыб, отпечатки древних двустворчатых моллюсков на кусках глины и фрагменты окаменелого черного дерева, которые в изобилии валялись везде где ни попадя.


Забегая на перед скажу что оно оказалось непростое. Слышали когда-нибудь про радиоактивные ископаемые? Так вот, гамма-спектрометр при измерении минерала на содержание радионуклидов, показал в образце повышенное содержание природного урана. Превышение это настолько незначительное, что замер длился в течение 10 часов. На спектре видны пики, характерные для радия 226, а радий это как раз дочерний продукт распада урана.


Рекомендую посмотреть фильм на канале про гамма-спектрометрию. Радиаскан 701 с чувствительным слюдяным датчиком намерял от образца 20 мкР/ч при фоновых 11 мкР/ч.

Сами зубы на удивление оказались чистыми, в них ничего не было обнаружено.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Вернемся на пляж. Посмотрев на отвал можно заметить сколько инородных вкраплений в нем содержится. Подозреваю когда-то это были живые существа которые оставили свой отпечаток на глиняном полотне. Возможно один из них был нашим далеким пра-пра-прадедом. Кто знает. Коричневый цвет артефактам придает содержание железа в образце. Что бы это ни было, попробуем извлечь один экземпляр для детального изучения.


Мне вот любопытно, сколько всего интересного спрятано под нашими ногами. Мы Каждый день ходим по земле и даже не догадываемся какие тайны в ней могут таиться.


В результате операции у нас в руках оказался бесформенный кусок неизвестного происхождения и с непонятными включениями внутри. Возможно это какая-то минеральная конкреция. Пожалуй выбросим каку.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Кроме зубов и окаменелого дерева здесь повсеместно попадаются фрагменты керамической посуды времен Древней Руси. Это не спроста. Когда-то на этих холмах располагались древние поселения. Культурный слой бывшей жизнедеятельности в процессе отвалов оказался в воде и этого добра на берегу оказалось в избытке. Вот один из таких холмов.


Обратите внимание на глубину культурного слоя сверху в виде черного грунта. Эти земли когда-то удобрялись, чтобы на ней можно было выращивать злаки и пшеницу для производства пинты. Представляю какой вид открывался местным жителям в те далекие времена. Позже мы поднимемся на вершину утеса и попробуем там найти что-то интересное. А сейчас посмотрим что у нас получилось найти на берегу Днепра.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

К сожалению больше половины найденных зубов оказались поломанными. Но были и достойные образцы. Дальнейшее их изучение показало что на месте бывшего океана обитало как минимум четыре вида древних акул. Там есть целая наука по идентификации данных артефактов, которую в рамках данного выпуска мы касаться не будем.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

За день мы знатно нагуляли аппетит, потому самое время подкрепиться.  Более увесистым аргументом против голода будет уха! Приготовление пищи на природе напоминает некий ритуал, в который подобно искусству затягивает художника в процесс создания шедевра на полотне.

Напоследок, по старой традиции нужно опустить в получившиеся чачу тлеющее бревно, говорят это придает ухе, вкус костра. Ну все, насыпаем себе, не жалеем, рыбы побольше.


За столом в это время наполняются фужеры и звенит хрусталь. Тут важно больше двух стаканов не закидывать, иначе усталость придет быстрей чем ночь на дворе. А у нас еще полно работы впереди.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

После обеда рекомендую отдохнуть и набраться сил перед следующим марш-броском. За это время можно изучить меню нового приобретенного металлодетектора Gauss от фирмы M@rs MD. Пакуем амуницию и выдвигаемся на поселение Древней Руси. Проведем разведку боем так сказать.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Дойдя к месту назначения, на поселении нас ждало разочарование. Место крестиков и прочих атрибутов тех далеких времен нам полезли находки времен Второй мировой войны. Это гильза от советского крупнокалиберного пулемета типа ДШК, размер 12,7 * 108 мм.


Рядом, в паре метрах в земле лежала гильза поменьше, на этот раз немецкая. Когда-то на этом месте сидел немец и надеялся что сможет захватить власть над миром.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Почему мы остановились на металлодетекторе Gauss MD. За много лет поиска наша команда поняла одно нерушимое правило в поисковом деле. Прибор обязательно должен быть легким. Для меня дрыща выходить день махая клюшкой это еще та задача. Марсовцы создали двухчастотный прибор весом всего в 1.25 кг. Ко всему цена заманчивая, несмотря на богатую комплектацию прибора. Тут и наушники беспроводные, и пинпоинтер, две катушки в комплекте, плюс удобная магнитная зарядка, которая позволяет зарядить прибор прямо в поле от павербанка. Те кто разбираются в теме, меня поймут, что найти хороший прибор по принципу цена-качество это задача непростая.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Мы сравнивали Гаус с Эквиноксом, Рейсером вторым и с Аськой 250, все они не дотянули по дальности обнаружения целей в грунте.


В приборе реализовано три интересных режима поиска. Один аналоговый и два цифровых. Преимущество цифрового режима состоит в том, что его алгоритмы обработки помогают подавить паразитный сигнал от грунта и хорошо дискриминировать цветные цели.


Что необходимо иметь на поисковом выезде? Первое, это хорошо дискриминирующий металлодетектор. В идеале если он будет с наушниками чтобы лучше различать слабые сигналы в земле. Зачастую в далеких уголках тридевятого царства может отсутствовать мобильная сеть, потому обязательна нужна рация для связи. Перекапывать тонны грунта рекомендую давно зарекомендовавшей себя лопатой Fiskars длинной 80 сантиметров. Так же нужна сумка для находок и ручной пинпоинтер для ускорения обнаружения целей в ямке.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Что-то мы отвлеклись от поиска на поселении Древней Руси. Шел второй час разведки на местности, кроме военных атрибутов тут ничего не попадается. Похоже война активно прокатилась через эти земли. Что не сигнал, то гильза. Иногда попадались немецкие, иногда советские. Все стрелянные. Ребятам удалось зацепить хороший глубокий сигнал. Для понимания происходящего, эту яму в слое глины мы копали около тридцати минут. Грунт вообще не копается. В результате тут оказались две трубы разного диаметра. Кто и для чего их использовали останется загадкой.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Подобные покапушки напомнили мне как начиналось мое увлечение в данной тематике 11 лет назад. Это был третий курс университета, и один знакомый попросил собрать самодельный металлоискатель, попутно рассказывая о кладах и прочих интересных фактах из мира археологии. Увлечение в электронике помогли мне разобраться в теме и вскоре был собран цифровой импульсный металлоискатель Clone Pi-2. Он вроде как даже определял тип металла, показывая разные секторы на нижней шкале экрана. Сейчас в интернете схемы этого прибора уже не найти, автор почему-то удалил все наработки. Но по хорошему стечению обстоятельств у меня остались все исходники.


Примерно три года мы проходили с такими самоделками и это были ярки времена. Мы чуть ли не жили в лесу по выходным. Иногда случалось такое, что самоделка на ровном месте начинала глючить, это было нормально. Учитывая уровень сборки прибора на то время мне становиться смешно, но тогда мы ничего другого позволить себе не могли. По хорошему плата тут должна быть экранирована, покрыта маской, и прочим. Тогда мы рисовали дорожки фломастерами для CD дисков.


После полевой настройки прибора на коленке, металлоискатель успокаивался и можно было продолжить поиск. Дальность обнаружения тут не очень большая, но найти крупные объекты в земле не составит особого труда. Скучаю за теми теплыми временами.


Теперь важный момент! С каким бы приборам вы не копали, у поисковика существует одно неписаное правило, закапывать ямки после себя! Если вы не способны оставлять природу в нетронутом состоянии, вам даже прибор в руки брать не стоит. Запрещаю!

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Вернемся на местность где мы встретили боевые действия. По статистике тут больше всего доминировали немецкие находки. Это гильза от 37 мм противотанковой пушки PAK-36. Довольно редкий экспонат. За все время разведки с металлодетектором на месте древнего поселения мы обнаружили исключительно военный хлам. Местность была полностью усеяна осколками, гильзами и прочей требухой. Для меня подобные находки особого интересна не представляют, потому отнесу все эти трофеи в местный школьный музей. Может они заинтересуют детишек в изучении истории и прочего интересного.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Возвращаемся на базу. День сегодня был довольно жаркий и насыщенный. Не терпится спустится и окунутся в прохладную воду. Вам не передать тех ощущений, когда в конце дня ты смываешь с себя тонны пыли и песка. Это просто сказка. Распалив у лагеря костер, мы приготовили отменный вкусный шашлык. Он приготовился довольно быстро, и мы незамедлительно принялись его уничтожать, чтоб набраться сил перед следующим походом на дальние земли.


Однажды, прогуливаясь по бескрайним просторам нам посчастливилось найти клад. Да-да. Самый настоящий клад тех времен. Вот только дело в том, что представление о ценностях в разное время было своё. На метровой глубине находился схрон кричных заготовок. Кто не в курсе - это такие болванки из сыродутного железа, которые получали в специальных высокотемпературных печах методом обжига руды вместе с древесным углем. Дальше этот продукт отправлялся к кузнецу, где в процессе дальнейшей перековки материал превращался в наконечники стрел, ножики, топоры и прочий нужный в быту инструмент. Помню в школе рассказывали байку, что в те времена горсть железных гвоздей можно было обменять на целого барана!


Принеся домой пару найденных образцов, мне стало интересно как они выглядит внутри. Узнать это можно только распилив ком железа на части. Местами материал пилился легко, а местами нет. И это не спроста. На срезе было видно насколько разнородный материал по свой структуре. В процессе выплавки железо нахватало в себя частиц шлака, несгоревшего угля и прочего мусора. Частички железа которые напрямую соприкасалось с углем могли превратится в сталь, другие же нет. Это кричное тесто требует дальнейшей многократной перековки для получения более-менее однородного куска металла. А это требует много сил и терпения. Вот почему железо так ценилось.


Мне неоднократно приходилось слышать миф, что средневековая сталь в разы превосходила по качеству современную. Смешно ведь! Или нет? Мне стало интересно, можно ли найденную крицу 12 века превратить в готовое изделие.


Собрав небольшую посылку, мы отправили заготовки Славе из канала World of Armor. Он как раз занимается ковкой рыцарских доспехов, делает их краш-тесты и проверяет исторические факты про старинное вооружение. С удовольствием смотрю его работы! Всегда было интересно как из куска металла можно создать шедевр, имея только молоток, огонь и прямые руки. Если Слава сможет превратить крицу в какое то изделие, я буду бесконечно рад!

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Полагаю на сегодня достаточно приключений, будем понемногу двигаться к лагерю и собирать его в рюкзаки. Нам снова предстоит возвращение через густые чащи. Надеюсь на этот раз мы не потеряемся. Собрав манатки, мы уставились на самое фантастическое место на земле. Тут и окаменелости доисторических существ, и древняя Русь, и следы великой отечественной войны. Для поисковика сокровищ это просто какое-то раздолье. В общем держим путь к машине. После последнего марш-броска через бесконечный лес, мы наконец добрались к транспорту. Уставшие, грязные и по уши довольные прошедшим отдыхом.


Многие спрашивают, что самого интересного мы находили? Тут каждая находка по своему интересна. Но есть тройка лидеров, которые вызывают вопросы:


Глиняная писанка примерно 12 века. Похоже, что пасхальные традиции у нас начали существовать очень давно.


Фигурка казака вырезанная из кости какого-то животного. Довольно старая. Были предположения что это пузырек для жидкости с закруткой сверху, но просветив артефакт рентгеном, выяснилось, что это фигурка полнотелая, полостей в ней нет. Ниже были видны следы ремонта, какой-то металлический стержень находится между головой и туловищем. Детальный осмотр показал трещину на шее казака, чего мы раньше не замечали. Любопытный артефакт, вызывает только море вопросов.


Скелет это вообще фиг пойми что, патина как будто предмету лет 800, ничего подобного никто не находил. Единственное что интересно, так это тремя годами ранее, в сотне метром от артефакта был поднят кошелек серебряных Полтораков 1624 года. Связаны ли эти находки между собой мне не известно. Это самые любопытные предметы которые были найдены за много лет поиска.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Часто попадаются кошельки разных времен. Римские серебряные динарии найденные за много лет поиска, моя любимая монета. Неоднократно отливал подобные изделия из серебра и золота.


Что делать с остальными находками, которые из года в год накапливаются в коробках? Что-то можно отдать в музей, что-то подарить знакомым. Из некоторых предметов можно создать картину. К примеру коллаж из средневекового железа, некоторые предметы которых, мы сегодня подняли на поле.

В поисках ДРЕВНЕЙ жизни. История под ногами История, Прошлое, Культура, Палеонтология, Hamster Time, Металлоискатель, Акульи зубы, Видео, Длиннопост

Для справки. В процессе поездки больше всего досталось машине. Где-то на пути лестных дорог начали отваливаться пластиковые пороги, где-то при управлении задним ходом мы умудрились поцарапали краску на крыльях и бампере. Тачка не моя, не жалко. Подготовка к этому путешествию планировалась давно и все с нетерпением ждали отпуска чтобы побыстрей поехать на природу. Весь съёмочный процесс в среднем занял четыре дня.


Вода. Это вообще отдельная тема. Она тяжелая и донести ее в необходимом количестве вместе с амуницией не предоставляется возможным. В последние дни она естественно закончилась и нам пришлось фильтровать воду из реки старым дедовским способом с последующем ее кипячением. Чай воняющий болотом это непередаваемое ощущение.


Большую часть всего путешествия мы дурачились, рассказывали разные байки про клады и в общем развлекались как могли. За десятки пройденных километром мне посчастливилось привезти домой подарок на яйцах. Клещ прожил на мне около трех дней, после чего чисто случайно был обнаружен. Наелся он от пуза. Надеюсь не энцефалитный.


Снимать материал под осыпающимся утесом было на самом деле страшно. В некоторых местах булыжники висели буквально на волоске и ночью они часто падали с характерным громким хлопком. Не хотелось бы оказаться на пути таких обрушений.


Особый интерес представляет кусок янтаря, который нашел знакомый на берегу Балтийского моря. Примерно 40 миллионов лет назад, когда янтарь еще был в виде древесной смолы, в него попалось несколько маленьких комаров. Они оказались как бы в капсуле времени, которая перенесла их будущее с невероятной детализацией всех мелких деталей. Тут даже видно пух на усиках насекомого и соты на глазах. Невероятно.


У каждого должно быть хобби, кто-то собирает марки, кто-то монеты, мне же интересно какова судьба предметов, пролежавших в земле много сотен, тысяч или миллионов лет.

Как говорится, каждому - свое.

Архив с полезностями (Clone PI2)

Наш Instagram

Показать полностью 23 1
365

Точечная сварка под микроскопом

Хомяки приветствуют вас друзья!


Сегодняшний пост будет посвящен аппарату для точечной контактной сварки аккумуляторов типа 18650 и прочих. В ходе соберем такое устройство, разберем основные принципы его работы и детально изучим сваренные места под микроскопом. Аккумуляторам сегодня придётся нелегко. Казалось бы сварочный аппарат, который в буквальном смысле состоит из одного трансформатора и контроллера, что тут может пойти не так?!

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Представьте себе, что одним прекрасным утром у вас сдох шуруповёрт. Крутить шурупы отверткой не царское дело, потому нужно решать проблему. Виновниками этого происшествия стали никелевые аккумуляторы, которые преждевременно отправились в Вальхаллу пить вино и сражаться на мечах. На смену им пришли компактные, высокотоковые литий-ионные аккумуляторы, которые по характеристикам в разы превосходят своих предшественников.


По технологии такие банки соединяются точечной контактной сваркой, которая приваривает токопроводящую ленту к телу аккумулятора. Использовать паяльник тут не рекомендуют из-за возможного перегрева внутренностей батареи, что может привести к преждевременному выходу ее из строя. Устанавливаем на сборку так называемую BMS плату с балансиром и собираем шуруповёрт. Теперь он работает как новенький.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

На идею создания сварочного аппарата меня подтолкнул Витя. Человек который ремонтирует в буквальном смысле всё. Для перепаковки аккумуляторных батарей в различных устройствах он как раз применяет аппарат для точечной кантатной сварки. Соединение тут получается настолько прочным, что лента в буквальном смысле отрывается с потрохами. Меня впечатлил данный аппарат, и нужно было разобраться что и как в нем работает.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

На самом деле тут все оказалось довольно просто. Сердцем устройства выступает трансформатор от микроволновки с перемотанной вторичной обмоткой, и контроллер который обеспечивает подключение первичной обмотки МОТ-а к питающему напряжению сети на необходимое время для формирования сварочного импульса. Так же нам понадобиться блок питания для контроллера, пару медных кабельных наконечников, сетевой провод сечением в 1.5 кв. мм. и корпус, в котором разместиться все электроника. У меня давно валялся 700 Вт МОТ с отрезанной вторичной обмоткой, как раз появился повод куда-то его пристроить.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Извлекаем магнитные шунты и аккуратно зачищаем отверстия куда будет вставляться толстый провод. Особое внимание уделяем краям, они довольно острые и легко могут повредить изоляцию кабеля.


Что касательно самого кабеля, тот тут лучше не экономить и взять вот этого товарища. РКГМ сечением 25 кв. мм. Производство Россия "Рыбинсккабель". Это хитрый многожильный провод с изоляцией из кремний-органической резины повышенной твердости, в оплетке из стекловолокна пропитанного эмалью или теплостойким лаком. Он очень тонкий и гибкий. Изоляция провода абсолютно равнодушна к повышенным температурам, пламя зажигалки едва способно вызвать хоть какое-то тление. Длинна термостойкого змея 2.2 метра.


Внутренние отверстия магнитопровода смажем вазелином. Ту же процедуру проводим с кабелем. Несмотря на то, что кабель достаточно тонкий по сравнению со своими более дешевыми собратьями, в трансформатор нужно попытаться вместить 4-5 витка. Но вот незадача. 700 Вт МОТ позволяет вместить в себя только 3 витка. Не беда! На помощь приходит система рычагов и отвёрток. В общем, включив смекалку и мотаем 4 витка в такой небольшой трансформатор.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Кабельные наконечники. Хорошие, медные, на 25 квадратов. По технологии их нужно обжать специальным гидравлическим прессом. Пайка тут не рассматривается из-за возможного нагрева провода в процессе дальнейших экспериментов. Обжим провода тут проходит в 6- гранной матрице, которая равномерно обжимает медную гильзу со всех сторон, создавая качественное соединение. После опрессовки на наконечнике могут образоваться небольшие ушки, их необходимо удалить с помощью напильника. В результате у нас получаться красивые обжатые наконечники на концах провода.


Теперь их необходимо соединить к медным шинам на ручке для контактной сварки. Болт тут диаметром 8 мм и длинной 20 мм. Обязательно устанавливаем шайбу Гровера, она обеспечит надежный прижим, если соединительный узел ослабиться в процессе работы.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Самую простую ручку для контактной сварки можно заказать на алиэкспресс. Но мне приглянулся более продвинутый вариант созданный одним народным умельцем. Зовут его Генадий Збукер. Он сам собирает сварочные аппараты, дополняет их ручками которые сам проектирует и печатает на 3D принтере. Называется такая конструкция держатель электродов точечной сварки "ZBU 5.1" с кнопкой и пружинами. 3D модели ранних версий, таких ручек, можно найти на сайте Thingiverse, автор позаботился чтобы при желании каждый мог собственноручно сделать подобный держатель для электродов. Это заслуживает уважения! Так же у него на сайте можно заказать расходные материалы (не реклама, а рекомендация).


Что касаемо ручки для контактной сварки. Выполнена она довольно качественно. Печать корпуса тут осуществляется ABS пластиком. Особенность версии "5.1" в том, что на борту есть два вентилятора, которые способны охлаждать медные шины в процессе непрерывной работы. Питаются они от 5 вольт через разъем micro USB. Ток потребления не более 300 мА.


Из практики скажу, что нагреть ручку за время всех экспериментов мне так и не удалось. Электроды тут подпружиненные и имеют кнопку "концевик", которая при определенном усилии прижима срабатывает и дает команду на сварку. Это сжатие обеспечивает хороший электрический контакт со сварными поверхностями, гарантирует повторяемость качества сварных точек, устраняет образование искр и прожогов аккумуляторов. Именно из-за нагрева и одновременному сжатию заготовок такой способ сварки называли «электрической ковкой». При желании конструкцию электродов на ручке можно изменить для двухсторонней сварки.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Электроды выполнены из жаропрочной хромовой бронзы БрХЦр. Поскольку электроды при сварке быстро изнашиваются, к ним предъявляются требования по стойкости сохранения формы при нагреве до 600 градусов и ударных усилиях сжатия до 5 кг на квадратный миллиметр. В процессе работы такие электроды особо не прилипают и не обгорают. Импульс тока сварки аккумуляторов должен быть очень коротким, иначе есть шанс прожечь дыру в корпусе, что приведет к выходу его из строя.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Задача по управлению длительности импульса лежит на довольно простом контроллере, который был взят с одного сайта. Устройство собрано на базе Arduino NANO, с применением жидкокристаллического дисплея для вывода полезной информации. Управление по меню осуществляется с помощью энкодера. Элементарно и просто подумал я, и начал собирать устройство из имеющихся в хозяйстве модулей.


Функционал контроллера довольно простой. Он выдает два последовательных импульса с паузой между ними. Первый импульс называется "присадочным", а второй "основным". Он приваривает метал друг к другу. Все переменные времени импульса регулируются с помощью энкодера, включая паузу между ними. Управление силовым трансформатором осуществляется c помощью довольно мощного симистора на 40 А. Он устанавливается по входу первичной обмотки. Маркировка BTA41-600.


Для удобства пользования контроллером, все его модули можно разместить на одной плате. Это позволит не путаться в куче проводов идущих от ардуины. Травим плату и смотрим как все функционирует. Лампочка мигает, значит схема собрана правильно. Вид самодельных плат на сегодняшний день постепенно уходит в закат, потому что их производство выгодней заказывать в Китае. Цена правда от размеров во многом зависит, но это уже другой вопрос.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Размещаем модули контроллера для контактной сварки согласно своим указанным местам. Вы уже наверное обратили внимание, что контакты на плате позолоченные. Интересно было посмотреть как они себя покажут в процессе пайки. Особенность позолоченных контактов заключается в том, что они не подвержены различным видам окисления на поверхности металла, что позволяет хранить платы довольно длительное время. Это актуально для больших производств. Также припой растекается по таким контактам как масло по сковороде.


После сборки устройства на плату ардуины нужно загрузить скетч. Делаем это через программу FL Prog буквально в несколько кликов. Программа за пару секунд заливается в мозг и на экране высвечивается все нужные настройки для дальнейшей сварки.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Теперь сделаем красивую панель управления. Для этого нужно разметить все необходимые окна и будущие отверстия на пластиковой панели. Окна аккуратно вырезаем бормашиной, а отверстия сверлим тем шуруповёртом, который мы отремонтировали в начале.


Размещаем внутри корпуса МОТ, импульсный блок питания на 12 вольт и запихиваем внутрь сетевой провод. Длинна его полтора метра. Распределяем все необходим провода по своим разъемам, и в принципе все. С электроникой разобрались.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

В результате всех манипуляций у нас получился довольно красивый контроллер для точечной сварки. Силовые провода выводятся через отверстия в верхней крышке корпуса. Тут же разместился разъем для подключения кнопки "концевика". Все эстетично и просто. Вроде как показалось мне. Все подписчики канала знают, что ничего просто так не бывает. Что-то, да должно пойти не так. И это один из тех случаев! Пора проверить аппарат в деле.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Для сварки возьмем старый аккумулятор и никелевую ленту толщиной 0.15 мм. Установим время сварки 20 мс для каждого импульса. Это соответствует одному периоду переменного напряжения из сети. Если там 50 Гц, то это одна пятидесятая. В результате испытаний оказалось, что на самых коротких выдержках времени, ленту не то чтобы варит, а прожигает насквозь. Теперь это не аккумулятор, а сплошная вентиляция...


На других банках сварка проходила несколько иначе, прожиг был меньше, но зато лента между электродами разогревалась до красна. Это было довольно любопытно. При том на одних аккумуляторах лента приваривалась так, что ее практически не оторвать, а на других при том же времени сварки эффекта не было вообще. Лента в прямом смысле отлипала от корпуса, оставляя только две вмятины на металле. Разобраться в проблеме помог цифровой осциллограф, который способен записать сигнал для его дальнейшего изучения.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Причиной прожига аккумуляторов стало время работы силового трансформатора, которое не соответствует установленным значениям. Проблема тут явно программная, так как скечт разработчика неоднократно загружался на другую ардуинку, но результата это не дало.

Сейчас по нашим установленным параметрам сигнал на оптопаре должен быть 10 и 60 мс. А по факту это время в несколько раз затянуто, 80 и 125 мс. Естественно этого времени хватает чтобы перегреть никелевую пластину между электродами и в некоторых аккумуляторах прожечь дно.


Если среди вас есть программисты, у меня просьба, посмотрите код и найдите там ошибку. Это хороший с точки зрения простоты и повторения проект, но он оказался с котом в мешке.

Мы пытались разобраться в дебрях данного кода, но максимум на что хватило знаний так это на визуализацию картинки при загрузке программы. В общем далекий я в этих дела, да и ладно!

Нужно выходить из ситуации. 

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

В Китае есть готовые контроллеры для точечной сварки, заказываю и жду. Это одна из самых продвинутых версий плат. Модель NY-DO2X. Кроме того что она дает двойной импульс с паузой, так еще тут есть возможность регулировать мощность. Симистор тут установлен BTA100 рассчитанный на ток в 100 ампер. Рабочее напряжение 1200 В.


Размечаем и выпиливаем отверстия под новую панель управления. На этом этапе не торопимся чтобы не отрезать чего нибудь криво. На плате видим несколько разъемов. На первый слева подается переменное напряжение номиналом в 9 вольт. На второй подключается кнопка от держателя электродов или внешняя педаль. Второй вариант хороший, если у вас ручка без кнопки, или же вам просто нравится работать с педалями. Трансформатор для питания платы можно выковырять из какого-нибудь старого блока питания от домашнего телефона. Тока в 300 мА хватит с головой.


В общем пробуем варить ленту к аккумулятору. Нажимаем на ручку, идет импульс и что у нас тут. Проварка толком не произошла и лента прилипла к электродам. Такое чувство как будто у трансформатора на 700 Вт не хватает мощности для проварки ленты на коротких выдержках. Не вопрос, одеваюсь и еду на радиорынок за более мощными микроволновочным МОТ-ами.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Слева направо трансформаторы: 700 Вт, 800 Вт и 900 Вт. Чем больше магнитопровод, тем больше мощность. Тут видно на сколько 900 Вт вариант больше своего предшественника. Размеры: длинна 106 мм, высота 89 мм, ширина 66 мм.


Более продвинутые сварочники можно делать на софМОТах от отечественных микроволновок, но во-первых для них нужен огромный корпус, во-вторых это вес, в-третьих рука на такой редкий артефакт не у каждого поднимется. Не будем злить бога, и пустим под нож трансформатор привезенный с радиорынка. Спиливать вторичную обмотку удобней всего ножовкой по металлу. Медь довольно мягкая, потому режется довольно быстро.


Выбиваем провод из сердечника железным стержнем. В общей сложности данная операция занимает 20 минут. Медные косы не выбрасываем, а сдаем на металл и покупаем пиво. Обязательно извлекаем магнитные шунты, которые установлены для мягкой работы магнетрона и зачищаем края отверстий в магнитопроводе как это было показано ранее. В такой большой трансформатор без труда помещается 4 витка. При желании можно вместить и 5-тый, но я не стал переводить вазелин) Последовательно с мощным симистором припаиваем первичную обмотку только что перемотанного МОТ-а. Не жалеем припоя и делаем все как для себя.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Схема соединения просто элементарна. Справится даже ребенок. Пора испытать этот "второй" сварочный аппарат собранный в течении одного фильма. В одном из следующих выпусков  будет вообще тройное фиаско политое сверху толстым слоем шоколада, там я еще на 600 баксов влетел, взяв поюзать чужую инфракрасную камеру. В общем канал это дорогое удовольствие. Впитывайте чужой опыт и чужие ошибки. В отличие от меня, вам за них платить не нужно.

Все бесплатно.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Краткое руководство по использованию китайского контроллера. Зажимаем и держим красную кнопку примерно 4 секунды. Устройство при этом зайдет в режим калибровки сетевого напряжения. Его нужно выставить согласно реальным показаниям мультиметра вставленного в розетку. Зачем нужна эта функция, непонятно, но установленные цифры будут меняться пропорционально напряжению в сети.


Что означают лампочки над цифрами? Первый светодиод говорит о наличии питания. Второй светодиод горит когда нажата кнопка на ручке. Третий загорается только в момент наличия импульса. В общем первые три красные светодиода чисто информационные. Четвертая зеленая лампочка - это счетчик наработки, суммирует каждое нажатие на педаль или "концевик" внутри сварочной кучки. Сбрасывается счетчик двойным нажатием на красную кнопку. Дальше оранжевый светодиод. Первый устанавливает длительность "первого импульса". Выбирается он в периодах. Установим один что будет ровняться 20 мс. Второй светодиод задает мощность импульса. Поставим скажем 35 процентов. Минимум 30 максимум 99.9%. Зеленый светодиод между оранжевыми определяет паузу между импульсами. Так же в периодах. Поставим 2. Последние два оранжевые светодиода так же определяют длительность и мощность, но уже "второго импульса". Поставим 2 периода и мощность выкрутим на 100 процентов. Собственно все, теперь можно потыкать в какую-нибудь ленту и посмотреть как происходит сварка, изучить точки, подобрать режимы на контроллере и прочее.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Краткие характеристики получившегося аппарата для точечной сварки. Вес готового устройства вышел 5.7 кг. Переменное напряжение на вторичной обмотке МОТ-а составило 3.8 вольта. Максимальный ток зафиксированный при сварке показал 450 ампер. С этим связан один интересный эффект во время работы аппарата. Магнитное поле у проводов выходит настолько большим, что их разбрасывает друг от друга сантиметров на 20. Магнитопровод при этом довольно сильно притягивает любой рядом лежащий металл, потому тут не рекомендую использовать железный корпус для устройства, при сварке он будет издавать неприятные звуки.


Если накоротко закоротить вторичную обмотку, то даже 700 Вт МОТ способен нагрузить сеть до значений свыше 4 кВт. На сколько больше мне не известно, так как ваттметр уходит в защиту при достижении такой нагрузки. Ток вторичной обмотки при этом зашкаливает за 600 А, свыше предела измерения мультиметра. На входе первичной обмотки максимальный ток зафиксирован 21 ампер, при этом напряжение в сети проседает с 230 до 217 вольт.


При непрерывной работе сердечник у МОТ-а будет нагреваться, за 4 минуты его температура достигнет примерно 52 градуса. И это на холостом ходу без нагрузки. На практике при повышении температуры трансформатор начинает сильней варить, это может привести к прожигу аккумулятора. В этом случае справедливо обдувать трансформатор с помощью вентиляторов.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Переходим исключительно к сварке. Для начала посмотрим как должен выглядеть сигнал на осциллографе. Настройки: первый импульс один период 30 процентов, 2 периода отдыхаем, второй импульс два периода, мощность на всю катушку. Делаем сварную точку и записываем сигнал. Видим каким обрезанным выглядит период мощностью в 30 процентов. После него идет металл два периода отдыха, а затем идет мощный импульс с длительностью два периода и мощностью в сто процентов.


Контроллер благодаря отслеживанию перехода фазы через ноль, открывает симистор на 100 процентах практически в нуле роста амплитуды напряжения. При этом видно что напряжение и ток идут с небольшой задержкой относительно друг друга. При 50 процентах контролер открывает симистор только на половине полупериодов сетевого напряжения. Этот метод аналогичен с Широтно-импульсной модуляцией. Такой режим используется в регуляторах освещенности – диммерах. Яркость свечения лампы накаливания будет напрямую зависеть от площади обрезанной синусоидой. В нашем случае это нужно для всяких деликатных сварок.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Теперь наша задача довольно проста. Нужно приварить ленту для точечной сварки к аккумулятору. Но тут возникает пару вопросов. Какую ленту будем варить и к какому аккумулятору? Помните момент когда у нас сварочник с 700 Вт трансформатором отказывался приваривать никелевую ленту? Идентичная ситуация происходит с новым 900 Вт МОТ-ом.


В начале долго не мог понять в чем причина, но тут оказалось два важных момента.

Высокотоковый аккумулятор, в отличии от обычного, имеет несколько толще стенки корпуса. Возможно и металл корпуса отличается. Никелевая лента у нас тоже довольно толстая. В сумме всех этих факторов даже мощная сварка не способна дать желаемый результат.


Решение проблемы - сменить никелевую ленту на стальную. Она сверху тоже вроде как никелированная, но дальше будем ее называть просто стальной. Сварка на тех же установках что и раньше, приварила стальную ленту просто на ура. Отодрать ее кусачками без разрушений не выходит. Собранный аппарат полностью удовлетворил поставленные задачи.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Теперь разберем основные требования при точечной сварке. Длительность и мощность импульсов нужно подбирать таким образом, чтобы свариваемые места имели как можно меньше перегрев. Он проявляется в цветах побежалости вокруг точек сварки. Это не очень хорошо, так как в этих местах частично выгорает металл, что может привести к ослаблению прочностных характеристик соединения. Идеальная сварка выглядит так. Тут нет перегрева, точки белые, лента отрывается от тела аккумулятора с кусками. Именно такого результат мы должны добиться.


Подводные камни. Их очень много, в первую очередь тут нужно понимать физику протекания тока в металле. Металл в месте соприкосновения с электродами представляет току наибольшее сопротивление и потому место будет сильно нагреваться. Наша задача разогреть металл до такой степени, чтобы создалось так называемое сварочное ядро. Нагрев в этом процессе должен происходить не под самими электродами, а между листами металла. Сварные ядра при этом необходимо делать как можно быстрей, очень мощным и коротким импульсом. Если греть место сварки медленно, тепло будет разбегаться по аккумулятору кто куда, без достижения нужного результата.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Электроды, это вообще отдельный мир. Представьте вы долго варили сборку из аккумуляторов 18650 и в один момент решили их заточить. Концы вышли острые, красивые. Но при первых же сварных точках у нас выйдет пропаленный аккумулятор, так как электроды с большой вероятностью погрузятся в корпус банки. Некоторые такие аккумуляторы стоят целое состояние, и повредить один из них это недопустимо.


Что же происходит на самом деле? Дело в том, чем острей электрод, тем меньше его площадь контакта с металлом, в результате при одном и том же токе место у нас будет разогреваться быстрей. Сварное ядро образуется настолько быстро, что это приводит к расплавлению всего металла под электродом.


Еще один очень важный момент, электроды при сварке нужно держать строго перпендикулярно аккумулятору. Они не должны входить под углом. На контакте может образоваться небольшой скос, который рано или поздно приведет к прогару из-за неравномерного протеканию тока через электроды. На этом же примере становиться понятно зачем необходим первый присадочный импульс на малой мощности.


На что влияет расстояние между электродами? В теории чем дальше они разнесены друг от друга, тем лучше. Меньше потерь будет на верхней шунтирующей заготовке. Но как показала практика тут можно играть с настройками, и какое бы расстояние не было, можно добиться хорошего качества сварных точек. Тут большую роль играет с какой шириной ленты вы работаете.


В общем настройки длительности и мощности импульсов решают все. У меня получалось приваривать 0.2 мм. ленту с такими прочностными характеристиками, что она отрывалась вместе с фрагментами корпуса аккумулятора. Все батареи в фильме были разряжены если что.


Рекомендации при выборе настроек сварки. В этом деле много факторов влияющих на конечный результат. К примеру: вы подобрали режим, который хорошо работает с одной и той же лентой и аккумуляторами. Но, если что-то одно поменяете, настройки тоже возможно придется менять. А теперь представьте что у вас кучка разношерстных аккумуляторов, как будете варить? Мощность и время сварки нужно настраивать от меньшего к большему. Поставили точку, лента оторвалась, ничего страшного, поднимаем мощность и смотрим. Теперь лента отрывается с потрохами. То что нужно. Ну что, вы все поняли?

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Думаю стоит еще раз перечислить все факторы, которые могут на влиять на конечный результат точечной сварки.


Электропроводка в квартире. Специально для фильма был сделан удлинитель с сечением провода в 2.5 квадрата. Даже смотря на это, слабенький 700 Вт МОТ умудрялся просаживать сеть под нагрузкой.


Основные сварочные характеристики зависят от мощности трансформатора, от сечения силового провода, его длинны, количества витков, качества соединительных узлов с контактной ручной.


Важную роль играет материала электродов, расстояние между ними, заточка и сила прижима. Много определяет материал ленты для контактной сварки, его толщина, ширина и форма. Тип аккумулятора и толщина его стенок. Даже температуру МОТа стоит брать во внимание.


Исходя из всего вышеперечисленного, в каждом индивидуальном случае подбираются настройки для первого и второго импульса на контроллере для получения наилучших сварных ядер с наименьшими цветами побежалости.


Собранный аппарат для контактной сварки получился довольно компактным и универсальным. Он собирался только ради того, чтобы сварить аккумуляторы для шуруповёрта и паяльника с Китая, которому нужно питание 24 вольта. Часто при ремонтах не хватает портативного инструмента. Конструктор в виде ячеек под аккумуляторы 18650 мы печатали на 3D принтере, они упрощают задачу при формирования сборок с разными напряжениями и ёмкостями, позволяя складывать элементы в любой последовательности. Сборки соединяются между собой специальными пазами. Теперь самостоятельно перепаковать свой старый самокат не составит никакого труда.

Точечная сварка под микроскопом Точечная сварка, Электроника, Сварка, Аккумулятор 18650, Своими руками, Физика, Видео, Длиннопост

Для справки. Съемка этого выпуска заняла чуть больше 2-х месяцев. Когда брался за изучение данной темы, даже подумать не мог что тут окажется так много нюансов. По стоимости бюджет фильма перевалил за предполагаемые границы, так как покупать запчастей пришлось практически на 2 сварочных аппарата. В общей сложности было израсходовано 3 метра никелевой ленты и испорчено 2 хороших аккумулятора. Пущено в расход два десятка плохих.

Ну все, видео озвучил, теперь можно идти бухать и готовится к следующему выпуску.



Как сказал Мастер Йода:
Тебя послушать - так сложно все. Слышишь, что сказал я?
― Ты должен чувствовать силу, она между тобой, мной и камнем, везде...
― Да...нооо нет

Архив с гербер-файлами и прочими полезностями

Наш Instagram

Показать полностью 23 1
164

Плазменная рогатка. Лестница Иакова

Хомяки приветствуют вас друзья!


Сегодняшний пост будет посвящен высокому напряжению. Наша задача собрать так называемую лестницу Иакова, по электродам которой снизу-вверх будут бегать разряды. Посмотрим из чего состоит такое устройство, как его правильно настроить чтобы ничего не спалить, а также узнаем способ как можно обесточить собственную квартиру.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Эта история началась с простого знакомства на радио рынке. Витя, местный мастер на все руки показал свою лестницу Иакова, которая состоит из двух строчных трансформаторов от телевизоров и питается от сети 220 вольт. Дуга тут настолько мощная, что порой висит в воздухе даже не думая обрываться. Вернувшись домой мои руки сразу полезли шерстить коробки в которых находится старое, никому ненужное барахло.


Это строчники от отечественных черно-белых телевизоров. Модель ТВС-110ЛА. Объекты достались из увлекательного детства, когда в один прекрасный момент все начали выбрасывать свои зомбоящики на помойки. Наша задача разобрать две такие конструкции и достать из них высоковольтные обмотки.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Если распилить одну из них, то можно увидеть из чего состоят такие артефакты. Внутри герметичного пластикового контейнера находится обмотка из тонкого провода. Ряды её переложены электроизоляционной бумагой, которая пропитана парафином. Им тут залит весь внутренний объем.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

На одной из ферритовых половинок намотаем первичную обмотку. Состоит она из пятидесяти витков многожильного провода типа литцендрат толщиной 1 мм. У него каждая жила покрыта изолирующим лаком. Перематываем все скотчем, вставляем в половинки феррита высоковольтные обмотки и собственно все. Так выглядит сердце наших высоковольтных разрядов. Оно конечно не идеально, так как в дальнейшем при длительной работе, железная скоба которая стягивает феррит будет нагреваться.


В конструкции, высоковольтные обмотки смотрят на встречу друг другу, а их тонкие "земляные" провода соединены вместе. Высоковольтные концы тут наращены высоковольтным проводом, чтобы оттуда не выбрался "Зевс" и не пробил в плату управления или еще куда. Это был мануал как правильно собирать высоковольтный трансформатор для лестницы Иакова.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Теперь рассмотрим как делать не нужно. Не нужно мотать двадцать витков, что есть крайне мало на алюминиевую планку стягивающую каркас. Алюминий вроде как не магнитный материал, но на высоких частотах с ним что-то не так. В результате такого подхода при первом же включении у меня сгорел предохранитель в плате управления. Естественно он сдох потому что прогорели два мосфета которые раскачивали высоковольтный трансформатор. Транзисторы деликатные ребята, им что не так, сразу в брак...

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

При второй попытке зажечь дугу, была намотана первичная обмотка проводом 0.3 мм, количество витков порядка семидесяти. Чем больше и тоньше - тем меньше нагрузка на ключи. Такой вариант имеет право на жизнь, но единственный минус такого исполнения это небольшая мощность. На электродах дуга растягивается максимум на три сантиметра после чего обрывается. Это довольно легкий режим для генератора, после пяти минут непрерывной работы все элементы схемы включая радиаторы на транзисторах оставались холодными.

С высоковольтным трансформатором разобрались. Едем дальше.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Сейчас нам нужно сделать рогатку, по которой разряды будут бегать снизу-вверх вызывая тот самый "ВАУ" эффект. Электроды в лестнице Иакова должны быть жесткими, в противном случае рогатка будет болтаться как дерево на ветру. В качестве электродов можно использовать 5 мм алюминиевый швеллер из ближайшего строительного магазина. Одного погонного метра хватит с избытком. Отпиливает ножовкой по металлу два одинаковых куска по сорок сантиметров. В определенных местах делаем несколько надпилов под углом 45 градусов. В результате процедур выгибаем метал в нужную нам форму.


Электроды устанавливаем на керамическую основу. Она когда-то была мощным заводским предохранителем на сотню ампер. Верхние концы разводим на расстояние примерно восьми сантиметров. Этот промежуток должен быть достаточным чтобы рвать дугу у вершины (подбирается индивидуально). Крепление проводов к рогатке должно быть надежным, если они отвалятся на полной мощности установки, то с большой вероятностью прошьют высоковольтные обмотки. Оно вам надо?

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Теперь кто-то может задать вопрос, зачем питать схему от сети 220, если можно собрать простой ZVS автогенератор, которому нужно всего 12 вольт. Да в принципе можно! Только жрёт какой генератор порядка 10 ампер и для нормально работы требует напряжение порядка 30-40 вольт. Один только блок питания займет места больше чем весь мой балкон в хрущёвке. И это уже молчу про адский перегрев ферритового сердечника после нескольких минут работы.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Генератор работающий от сети 220 позволяет разместить на одной плате все, от сетевого фильтра до силовых ключей. Все компоненты тут не являются дефицитными и легко помещаются в одной руке.


Давайте взглянем на принципиальную схему устройства. По входу питания тут предусмотрено несколько защит: предохранитель, варистор который ограничивает возможные высоковольтные выбросы в сеть и термистор ограничивающий ток заряда довольно мощного конденсатора, он нужен чтобs предохранитель не выгорал при включении схемы в розетку. Генератор тут построен на базе микросхемы драйвера IR2153, который управляет силовыми транзисторами.


Изначально планировалось использовать в схеме высоковольтные пленочные конденсаторы. Но затем выбор пал на безындукционные конденсаторы марки MKPH емкостью в 0.33 микрофарада. Их используют в индукционных плитах. Силовые ключи рассчитаны на напряжение 600 вольт и ток порядка 20 ампер. Маркировка 20N60.


Сейчас наша задача соединить все детали согласно схемы. Несколько часов работы в программе трассировщике и на выходе мы получаем довольно мощный компактный генератор. Плату к нему можно вытравить самому, либо обратится с этой задачей к специалистам.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Для сборки этого генератора схема не нужна, так как тут указано где и какой элемент должен находится. Устанавливаем транзисторы на радиатор. На плате предусмотрены посадочные места под разные конденсаторы. Термистор в процессе работы греется, его нужно размещать как можно выше.


В общем припаиваем все на свои места и работу по сборке генератора можно считать исчерпывающей. Обратим внимание на отсутствующий резистор возле микросхемы IR2153. Место него нужно установить построечный резистор на 50 кОм. Это нужно для дальнейшей настройки резонанса.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Включать генератор напрямую в розетку недопустимо! Рекомендую использовать балласт в виде лампочки включенный последовательно со схемой. Если в процессе настройки пробьет ключи, а на линии появится короткое замыкание, лампочка ярко вспыхнет и не даст выбить пробки в квартире. Типа безопасность и все такое.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Прежде чем запускать схему на всю катушку, ее нужно настроить. Вначале нужно запитать драйвер IR2153 и убедится что на ключи поступают управляющие сигналы. С внешнего блока питания подаем на него 15 вольт. Подключаем щупы цифрового осциллографа к затворам силовых транзисторов. Амплитуда управляющих импульсов будет равна напряжению питания микросхемы драйвера. У нее внутри стоит стабилитрон по питанию на 15 вольт, потому данная амплитуда это край.


Микросхема IR2153 управляет ключами довольно хитро. Между открытием первого и второго транзистора существует пауза в 1.2 мкс, называется она "Dead Time". Дело в то том, что ключи должны работать на нагрузку по очереди. Если через оба ключа одновременно пойдет ток, они довольно эффектно взорвутся, так как окажут короткое замыкание для сети. Такие дела...


Предохранитель в схеме подбирается исходя из максимальной потребляемой мощности генератора. Поставим на 3 ампера. Не думаю что мощность превысит 600 Вт. Тут рекомендую использовать панельки формата "вынул - вставил".


Включим на мультиметре режим измерения напряжения и посмотрим что у нас происходит на большом электролитическом конденсаторе. Поднимаем напряжение на лабораторном автотрансформаторе, и видим что конденсатор прекрасно заряжается. При этом ничего не должно греться, дымить, шипеть и прочее. Перекинем щуп мультиметра на нижний вывод 5 Вт резистора и посмотрим появляется ли необходимое напряжение для питания драйвера.

Как видно, необходимые 15 вольт присутствуют. Это означит что генератор собран правильно и теперь его можно смело запускать.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Регулировка частоты тут осуществляется подстрочным резистором. Диапазон регулировки частот начинается от 20 килогерц и заканчивается примерно на 220 килогерцах. Довольно широкий диапазон для наших целей.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Подключаем высоковольтный трансформатор, не стесняйтесь хорошо зажимать провода. 

Важный момент, во время работы подобных устройств высоковольтные провода не должны висеть в воздухе и не дай бог как то прикасаться к элементам платы генератора. Рекомендую для этих целей использовать простой разрядник. Так вы защитите высоковольтный трансформатор от внутреннего пробоя, глобальных катаклизмов, армагеддона и прочего.


Теперь переходим к настройке резонанса. Для оценки уровня сигнала на высоковольтных проводах, покладём рядом с разрядником щуп от осциллографа. Он не должен касаться электродов, иначе спалите чего-нибудь. ЛАТР-ом поднимаем входное напряжение и видим как растет амплитуда сигнала на высоковольтных проводах. Замечательно.


Сейчас изменяя сопротивление подстроечного резистора мы изменяет частоту работы генератора. Резонанс можно считать достигнутым тогда, когда амплитуда напряжения на высоковольтной части будет максимальна. Тут нужно учесть важный момент. Если вы настроите резонанс на одном разряднике, а затем вместо него поставите другой, работать в итоге ничего не будет.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Рекомендую делать настройку при наименьшем напряжении на входе генератора. Удивительно, но схема при этом нормально работает. В общем добиваемся наибольших разрядов, поднимаем напряжение и отключаем балласт в виде лампочки. Разряд пошел. Если у вас нет под рукой осциллографа для оценки уровня сигнала, то о резонансе системы можно судить по лампочке.


Спираль при этом будет светить ярче всего из-за увеличения потребления тока генератором. На этой прекрасной ноте настройку устройства можно считать исчерпывающей. Теперь постепенно поднимаем напряжение и смотрим как ползет дуга по концам рогатки.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Некоторые характеристики лестницы Иакова. Максимальная потребляемая мощность установки составляет почти 400 Вт. Резонанс генератора с моим конкретным высоковольтным трансформатором и разрядником составил 71 кГц. У вас значения будут другие. При минимальном входном напряжении на схеме, высоковольтные провода имеют такую напряженность, чтобы светится прямо через изоляцию провода. Пальцы при этом сильно воняют озоном. Мелкие вылетающие разряды с провода легко способны оставлять ожоги на коже. В общем интересно...

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Всё собрано и настроено. Пора поместить потроха в какой-нибудь красивый корпус. Для этого был использован прозрачный контейнер для еды от предыдущего фильма про Камеру Вильсона. Напомню, что он тогда не подошел по причине чувствительного к царапинам пластика. Там это недопустимо, а тут на это можно класть. Включаем лестницу Иакова через  100 Вт балласт и видим что дуга еле доползает до средины рогатки. Отключаем балласт и видим что мощность дуги увеличилась, и она с легкостью доползает до самого верха.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Иногда в процессе работы установки приходится наблюдать момент, когда дуга на концах электродов не хочет обрываться. Это выглядит красиво, но нужно иметь в виду, что в таком режиме схема работает на максимальной мощности. Чтобы такого не было, можно сильней развести электроды друг от друга.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

В общем не смотря на довольно простую настройку данного девайса, дальше произошло то, чего никто не мог ожидать. Включив установку напрямую в розетку, в схеме пыхнул предохранитель, и одновременно с ним пропал свет в квартире... Самое интересное, это произошло ночью. Ничего не видно... Подойдя с фонариком к счетчику электроэнергии, первое что бросилось в глаза это отсутствие каких либо цифр на индикаторе и не сработавшие сверху автоматические выключатели. "Вот это прикол" подумал я, и бросил взгляд в нижнюю часть электрощита. На лицо явно произошел какой-то прогар... Повезло так повезло.


Звоню в службу поддержки, говорю беда, в квартире пропал свет. Чё делать? Они говорят не паникуй, передаем заявку на обработку. Через 2 часа в домофон позвонили парни в костюмах супергероев и говорят рассказывай, доставай показывай!

Оценив ситуацию они незамедлительно начали устранять неисправность.


Электрики поковырялись в электрощитовой и на скорую руку восстановили электроснабжение в квартире. Времени на это ушло минут 20. Заглянув туда и оценив их работу, я ох...ел. Превосходный шедевр из рубрики "Я его слепила из того что было"... На утро пришлось долбить стену и прокладывать к щитку нормальный медный провод в 6 квадратов. Такое приключение еще не скоро забудется.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Ну а что же произошло на самом деле. Давайте разберемся. При включении лестницы Иакова в розетку, номинальная мощность схемы превысила предельные возможности полевых транзисторов. Их пробивает, в цепи возникает короткое замыкание. Ток, идущий через предохранитель становится больше допустимого и волосок внутри перегорает. Перегорает он не мгновенно как многие думают, а с некоторой задержкой, так как внутри еще тянется мощная дуга. Этой микросекунды хватило, чтоб сжечь старую алюминиевую проводку в квартире.


А почему же раньше ничего не сгорало спросите вы?! Все просто, развязывающий трансформатор, который мы все это время использовали имеет номинальную мощность в 350 Вт. Кроме основной задачи развязать схему от сети 220, он выполняет функцию балласта, прямо как те лампочки, что были упомянуты ранее. Он все это время не давал превысить максимально допустимую мощность лестницы Иакова, защищая ключи от взрыва. В дальнейшем рекомендую смещать частоту генератора с резонанса, или использовать балласты от ламп ДРЛ, иначе будет трах-бабах.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Ремонтируем схему. Тут и драйвер сгорел, и стабилитрон на верхнем ключе, и сами ключи. Чтобы не расстраиваться каждый раз когда что то идет не по плану, рекомендую завести баночку и коллекционировать спаленные радио детали. Моя уже заполнена до краев, пора брать трехлитровую банку.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

После продолжительной работы лестницы Иакова был выявлен один довольно существенный недостаток в разводке платы генератора. Площади радиаторов на транзисторах недостаточно для отвода выделяемого тепла. Пришлось нарастить их по высоте. Нагрев при этом составил 90 градусов. Можно поставить небольшой вентилятор для обдува. Назовем это расплатой за компактность.

Плазменная рогатка. Лестница Иакова Лестница Иакова, Плазма, Разряд, Электроника, Своими руками, Hamster Time, Физика, Видео, Длиннопост

Для справки. Съемка этого выпуска заняла порядка двух месяцев. Я старался изложить материал последовательно, в начале настройка схемы, а затем ее запуск на полную мощь. В противном случае вы спалите десяток довольно дорогих ключей, предохранителей и возможно обесточите квартиру. Еще и щупы мультиметра могут взорваться.


Как гласит Японская мудрость:
Не бойся, что не знаешь — бойся, что не учишься.

Архив с гербер-файлами и прочими полезностями

Наш Instagram

Показать полностью 21 1
257

По следам горячих частиц. Камера Вильсона

Хомяки приветствуют вас друзья!


Сегодняшний пост будет посвящен конденсационной Камере Вильсона с помощью которой можно увидеть радиацию в виде треков заряженных частиц. Зрелище завораживающее! В ходе посмотрим, как создать такое устройство, как его правильно запускать и узнаем при каких условиях частицы открывают полный потенциал для стороннего наблюдателя - типа нас с вами.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Недолго думая с китайской провинции были заказаны все необходимые комплектующие и работа закипела. Забегая вперед скажу, что в последующие дни не выходя из длительного запоя мне хотелось убить китайца, отрезать себе палец и принести в жертву барана который раскидал подводные камни на пути олицетворения радиационных треков. Все оказалось не так просто как кажется с первого взгляда. Потому начну по порядку.


Для сборки камеры Вильсона нам необходимо достать два мощных источника питания на 5 и 12 вольт. В моем случае это серверные блоки питания от майнинговых ферм. На этикетке указан заявленный ток в 114 Ампер. Это явно в избытке, так как реальные параметры потребления тока установкой составили 23 Ампера по линии 12 вольт и 9 Ампер  по линии 5 вольт. В идеале тут подойдет компьютерный блок питания на 500 Вт.


Следующие основные элементы: это охладитель на модулях Пельте, высоковольтный преобразователь напряжения на много Киловольт, и стеклянная смотровая камера через которую нам предстоит наблюдать треки ионизирующего излучения.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Охладитель можно назвать несущей частью этого карточного домика. В его основе лежат термоэлектрические элементы Пельте, в которых возникает разность температур на его сторонах при протекании электрического тока.


Для работы установки нам нужно 8 таких элементов. Четыре из них марки ТЕС1-12710 с заявленной максимальной потребляемой мощностью 154 Вт каждый и столько же элементов марки ТЕС1-12706 с потребляемой мощностью 60 Вт. Они будут работать в режиме бутерброда. Из практики такая сборка дает на минус 15 градусов ниже температуру, нежели один элемент отдельно.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Для достижения наибольших отрицательных температур систему необходимо снабдить качественным водяным охлаждением. Реализуется это с помощью алюминиевых радиаторов предназначенных специально для этих целей, несколькими метрами ПВХ шланга диаметром 12 мм, и бесщеточным погружным насосом, который способен перекачивать 240 литров воды в час. Питается он от постоянного напряжения 12 Вольт, потребляя при этом 3.6 Вт.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Сейчас наша задача соединить все элементы вместе. Для этого найдена металлическая основа на которой будут лежать радиаторы и собран металлический каркас, который стягивает всё в кучу. Для этих целей отлично подошли алюминиевые уголки и швеллера купленные в ближайшем строительном магазине.


Термопаста в данном случае применяется серая с надписью на банке HY-510. Наносить ее необходимо равномерным однородным слоем во избежание возможных микропузырей. Для этого можно воспользоваться пластиковой карточкой.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Термоэлектрические преобразователи размещаем в следующем порядке. Снизу более мощные марки TEC1-12710, а сверху элементы ТЕС1-12706. Они в 2 раза слабей по мощности и к тому же будут питаться от 5 Вольт вместо 12. Это нужно для того, чтобы нижний элемент успевал эффективно отводить тепло от верхнего.


Таким образом добиваемся наибольшего КПД от данной сборки. Вот такая пирамида из железа и керамики в итоге должна получится. Важно чтобы все поверхности элементов Пельте были вровень, китайцы бывают халтурят с толщиной алюминиевых водяных охладителей, что может привести к ненужным ступенькам в итоге. Запомни - они недопустимы!

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Для увеличения площади поверхности на которую будет устанавливаться смотровая камера, вырезаем квадрат из стеклотекстолита толщиной 1 мм, он кладется прямо на выступающие из модулей провода. Никаких дополнительных опор не предусмотрено.


Верхнюю термопасту наносим как можно ровней, это важно так как сейчас на всю получившиеся поверхность будем клеить черную самоклеющиеся пленку типа "Oracal",

несмотря на то что она  достаточно плотная, все неровности на ней отчетливо будут видны.


Вот такой ландшафт у меня получился со второй попытки. В любом случае при охлаждении пленка натягивается и поверхность будет выглядеть ровней.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Если следовать данному гайду по сборке, то в результате на поверхности охладителя мы получим температуру в минус 45 градусов, этого будет более чем достаточно для хорошей работы камеры Вильсона. К примеру при минус 30 градусов она не работает вообще, а спирт плохо конденсируется при такой температуре. Неоднократно проверял.


Нанесем на поверхность каплю воды и посмотри что с ней произойдет. Самый интересный момент в этом наблюдении происходит в самом конце, когда кристаллизация капли достигает вершины. Она вытягивается в некий острый конус. При увеличении это хорошо видно. Довольно любопытный эффект.


В принципе сборка готова и на ее поверхности можно наблюдать треки заряженных частиц вызванные полураспадом различных радиоактивных элементов. Как два пальца скажите вы! Но вот тут то и открываются самые интересные моменты в этом всем повествовании...

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Кратко пройдемся по местам, на которых можно поскользнутся и упасть.


Элементы Пельтье. Они не так просты как кажутся с первого взгляда. Это в основном относится к верхним модулям TEC1-12706 в данном бутерброде. Так они работают вне своего рабочего режима по напряжению (5 Вольт вместо 12 Вольт), их итоговая температура будет значительно отличатся друг от друга. Отмечу что все элементы с одной партии, с одного завода и с одного конвейера.


Вот простой показательный пример. Пирометр показывает на самом слабом элементе минус 9.5 градусов, а на самом сильном почти 23 градуса. Разница в 13 градусов. Были мысли что этот эффект связан с системой охлаждения, так как в начале вода проходит через первую сборку теплообменника, а потом попадает во вторую. Но нет, замена шлангов местами ни к чему хорошему не привели.


И как теперь быть?! Да никак. Одеваемся и выдвигаемся за новыми белыми квадратами. Повезло, что магазин под боком. В итоге пришлось отбирать четыре элемента из восьми для достижения почти одинаковых температур на поверхностях. Разница вышла в пару градусов.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Смотровая камера. Её назначение многозадачное: предотвратить теплообмен охладителя с окружающей средой, не допустить попадания внешних воздушных потоков, создать замкнутое пространство для циркуляции паров спирта и обеспечить беспрепятственный зрительный контакт с испытуемым образцом внутри камеры.


Найти такой пластиковый контейнер оказалось не просто. Требование к нему - это хорошая прозрачность. Несмотря на всю аккуратность и старания во избежание возможных царапин, подвох пришел оттуда, откуда его меньше всего ждали. Полиэтиленовый одноразовый пакет в котором находился контейнер, царапал поверхность как наждачка при каждом касании пальцами. Естественно это никуда не годится, так как восстановить поверхность уже нереально.


Плюс такой коробки - это красивый вид, минус - съемка возможна только в дневное время при правильном освещении. Во время работы все следы пальцев, царапин, неравномерности стенок пластика и прочий перечень минусов дадут о себе знать. Наблюдение за распадами сверху, вообще не представляется возможным из-за катаракты крышки пищевого контейнера.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Выход - заказать подобие стеклянного аквариума нужного размера. Подручными средствами убираем все дефекты, чистим, моем, полируем и в итоге получаем довольно приличную камеру. Внешние размеры стенок которой 10 на 10 см и высотой 12 см.


На одной из сторон куба можно наблюдать сантиметровый технологический вырез в верхней части, он заранее предусмотрен для установки подсветки. Реализована она на семи сверхъярких белых светодиодах диаметром 3 мм, которые вставлены в пластиковую основу. Смоделирована она в SolidWorks и распечатана на 3D принтере.


Козырек изначально не предусматривался, но он необходим для того, чтобы прямой свет не попадал в объектив видеокамеры. Пересвеченный кадр на фоне наблюдаемых распадов с большой вероятностью будет несмотрибельным.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Дальше алмазной коронкой нужно высверлить в стекле два отверстия по бокам в верхней части камеры. Делается это с помощью дрели, высоких оборотах и добавлением воды. Стекло может нагреться в месте трения и треснуть. Сейчас нам это меньше всего нужно.


С внутренней стороны на местах отверстий клеем пористую губку. Она представляет собой отрезок твердой абразивной стороны кухонной мочалки для мытья посуды. Фасон на любой вкус и цвет. В дальнейшем она будет пропитываться спиртом и служить источником тех самых паров, которые будут конденсироваться на дне камеры. Через отверстия удобно дозаправлять камеру спиртом во время работы.


Казалось бы, мы выполнили основную работу и теперь можно запускать установку, наблюдая за распадами радиоактивных источников. Да, ноооо ... Нет!

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Для качественного наблюдения за треками нужно выполнить один важный пункт. А именно подать высокое напряжения и зарядить положительным потенциалом внутренний объем камеры. Для этого делается квадратная рамка внутри и выводиться наружу контакт через заранее проделанные отверстия. Рамка сделана из тонкого медного провода взятого из жил витой пары.


Вот простой пример влияния высокого напряжения на работу камеры. Она вышла на режим и работает довольно продолжительное время, но внутри не видно никаких распадов. Подаем высокое напряжение, а внутри что то пыхает и через пару секунд довольно отчетливо виден природный радиационный фон. Куча мелких частиц попадает в конденсационное облако и оставляет свой след. Этот эффект похож на самолет который пролетел высоко в небе. Самолет мы невидим, а облако пара за ним может тянутся на много километров показывая траекторию полета.


В качестве источника высокого напряжения во время проведения экспериментов можно использовать промышленные блоки  БВ9-1.5, но вряд ли вы его найдете в свободной продаже.

В паспорте к устройству имеется электрическая принципиальная схема, она построена на базе простого двухтактного генератора с обратной связью. Попробуем повторить что-то подобное в более современном исполнении.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

На просторах всемирной паутины давно гуляют схемы распространенных ZVS генераторов, они проверены временем и не требую никакой особой настройки. Схему такого устройства и Gerber файлы платы можете скачать тут. Для сборки тут нужен всего десяток деталей которые легко помещаются в одной руке. Самыми дорогими среди них являются силовые транзисторы,

в данном случае это IRFP250 или IRFP260, тут все зависит от входного напряжения с которым вы собираетесь работать. Конденсаторы взял марки MKPH 0.33 микрофарада, их используют в индукционных плитах.


Пару часов работы в программе EasyEDA и на выходе получаем компактное устройство с размещением всех элементов. Так как не все умеют травить печатные платы их производство за символическую сумму можно заказать в Китае.


Для сборки, схема не нужна, так как на маске указано где и как размещаются все компоненты. Перед установкой транзисторов на радиатор их желательно смазать термопастой, но как покажет дальнейшая практика, нагрева при работе совсем не будет. В результате всех манипуляция у нас получился мощный, компактный, двухтактный ZVS генератор. Второе название Push-pull. С его помощью можно вытягивать длинные горячие дуги из строчных трансформаторов отечественных телевизоров.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Прежде чем перейти к следующей части, нужно намотать трансформатор. Маркировка ТВС-110. Снимает первичную катушку и вместо нее мотаем толстым проводом 2 обмотки по 5 витков с отводом от середины. При правильной сборке высоковольтного генератора его работа будет выгладить так. При зажигании дуги ток потребления будет порядка 2 Ампер при напряжении питания 12 вольт. По мере увеличения дуги ток потребления будет расти вплоть до 10 Ампер. Дуга при этом будет толстая и белая. Трогать ее пальцами не нужно! Подключив на выход строчника умножитель ун9/27, можно получать высокие напряжения вплоть до много десятков Киловольт. Выходное напряжение тут напрямую зависит от входного. Работа генератора начинается от напряжения 8 вольт и выше.


Для ленивых. Чтобы не строить огород можно использовать строчник типа ТДКС от более современных телевизоров. Там внутри уже имеется умножитель напряжения. Недостаток -  выходной ток, у ТДКС он очень мал.


Теперь рассмотрим ситуацию что вы все собрали, но дуга при этом вышла тонкая, синяя и в общем никакая. Это признак неправильно намотанной первичной обмотки. Важно соблюдать направление намотки в одну сторону. Если намотать неправильно, то такой режим работы даже на холостом ходу приведет к чрезмерному потреблению тока. Дроссель по питанию, транзисторы и феррит будут нагреваться до немыслимых температур, больше сотни градусов. Из дорожек платы с большой вероятностью пойдет дым, а изоляция провода первичной обмотки превратится в сыр от перегрева. С этим разобрались.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

После сборки схемы на выходе умножителя у нас имеется высокое напряжение. Его необходимо подать на рамку из медного провода в верхней части камеры Вильсона.


На что оно влияет?! Так как источник ионизирующего излучения в камере действует непрерывно, в скором времени внутри образуется много ионов в процессе радиоактивного распада источника, а перенасыщенный пар спирта конденсируется на них создавая туман, который мешает визуальному наблюдению за распадами. Положительный заряд высоковольтного генератора притягивает лишние ионы, улучшая картину наблюдаемого процесса.


Интересный эффект получает в момент включения высоковольтного генератора. Внутри камеры образуется некий взрыв, природа которого напоминает работу атомного оружия с эпицентром от центра. После этого, невидимые треки обретают тонкий игольчатый характер, который довольно легко и просто наблюдать и изучать в дальнейшем. Благодарю за объяснение этого эффекта Женю Соловьева и Артема Беккереля.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

У нас все готово к запуску. В процессе работы элементы Пельте будут сильно нагреваться и их нужно качественно охлаждать. С этим нам поможет холодная вода. Примерно 5 литров охлаждаем в холодильнике, а все остальное замораживается в бутылках в морозильнике.

Тут мне отлично пригодились бутылки с под пива, двойная польза так сказать.


Погружной насос размещаем с одной стороны этого ледяного бассейна, а с другой будет шланг через который выходит отобравшая тепло у системы вода. Она пройдя весь путь через ледяные бутылки вернется обратно к насосу и процесс повторится, пока в бутылках не растает весь лед.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Время заправить систему благородной жидкостью. В камере использован этиловый спирт из аптеки. Использовать изопропанол многие не рекомендуют, так как его пары вступают в реакцию с различными пластиками, что в результате может привести к разным непредвиденным ситуациям в процессе работы. Сам не проверял.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

И так, настал тот самый момент, ради которого мы все здесь собрались. Включаем установку. Зажигается подсветка и насос начинает перекачивать воду по системе охлаждения. Камера выходит на режим в течении 40 секунд при условии что температура воды будет порядка пяти градусов.


Из-за большого потока ионизирующего излучения спирт не успевает конденсироваться на треках, что приводит к непонятному слою тумана в центральной части источника. Высоковольтное напряжение генератора избавится от этого эффекта не помогает. На верхах видим одинокие следы самых сильных частиц, которые смогли пролететь дальше всех. Если в камере альфа источник, то уменьшить его поток можно с помощью фольги и проделанного в ней отверстии. Так картина выглядит намного красивей.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Самое удивительное в этом всем процессе, это наблюдение за распадами обычного природного фона. Их оказывается так много, что и представить трудно. Десятки различных событий ежесекундно регистрируется в камере.


Тонкие кривые треки - это следы электронов (бета излучение). Толстые жирные треки - это альфа частицы (ядра гелия). Что касается гамма-излучения, говорят что камера не способна его зарегистрировать.


Только хотел это проверить, как произошло что-то странное. Один элемент Пельтье перестал работать. Нижний 12 Вольтовый модуль в бутерброде просто взял вышел из строя на ровном месте. Пришлось разбирать установку, разбираться в чем проблема и ехать в магазин за новым элементом.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Сейчас нам нужно достать радиоактивные источники. Желательно такие, чтобы вас потом в места не столь отдаленные не заперли. В этом нам поможет Алиэкспрес.


Это ионизационная камера для дымоизвещателя, в нем содержится америций - 241. Альфа источник. Чувствительный слюдяной датчик Радиаскан 701 со снятой крышкой фильтра, показывает примерно 7.7 Миллирентген условно.


При достижении температуры ниже 35-40 градусов, спирт становится достаточно пересыщенным чтобы в нем можно было наблюдать треки заряженных частиц. В центральной части сейчас ничего не видно, пресыщенность пара в этом месте пропадает из-за большой интенсивностью источника ионизирующего излучения. Вся картина напоминает перо павлина, которое дает более 30.000 тысяч распадов на сантиметр квадратный в минуту. На сколько больше на знаю, так как Радиаскан 701 при таком измерении уходит в зашкал.


Физика возникновения треков связана с тем, что ионизирующая частица на своем пути оставляет след Ионов, связанных с столкновением альфа частицы или электронов с молекулами того газа что находится в камере. Образовавшиеся Ионы в итоге выполняют роль центров конденсации пересыщенного спирта. Весь процесс трекообразования наблюдается примерно на уровне 3 миллиметров над уровнем охлаждающей поверхности. Все просто.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Ториевые электроды для сварки WT-20 с двухпроцентным содержания радиоактивного оксида тория - 232. Он альфа-радиоактивен с периодом полураспада всего лишь 14,05 млрд лет. Треки возникающие при распаде тория длинные и красивые и в редких случаях частица может пролететь через всю камеру. Едем дальше...

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Оксид тория как и в случае урановых пуговиц добавляют при производстве стекла. Китайцы на алиэкспресс торгуют так называемыми скалярными медальонами, которые якобы наделяю вас какой-то положительной энергией. Медальон тоже светится в ультрафиолете и максимум на что способен это ионизировать ваши клетки в организме, вызывая их преждевременную гибель. Распады радиоактивного тория на мой взгляд самые красивые для визуального наблюдения.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Десерт программы. Рентгеновская установка на советском кенотроне 2Ц2С. Год выпуска 1965. Если подать на него достаточно высокое напряжение, эта радиолампа может служить источником рентгеновского излучения. При этом внутри ее стеклянного баллона можно наблюдать красивое голубое свечение вызванное влиянием высокого напряжения. При сильных уровнях рентгена стеклянный баллон начинает светиться зеленым светом вызванным тормозным излучением. Явление красивое, но рекомендую наблюдать его только на экранах ваших мониторов.


Медленно поднимаем анодное напряжение на лампе и в какой то момент все дно камеры покрывается мелкими точками, вызванными низкоэнергетическим рентгеном. Чем выше энергия частицы, тем меньше ее ионизирующая способность. В какой то момент энергия излучения вырастает и взаимодействие пропадает. Видны только фоновые треки, при этом уровни на 40 сантиметрах от кенотрона достигают 5 Миллирентген.


Из практики. На грани пробоя высоким напряжением такая трубка дает больше одного Рентгена на расстоянии 30 сантиметров. Вот такие интересные опыты у нас получились. Всё это и многое другое вы можете видеть на нашей странице инстаграмме. Там всегда выходят свежие новости.

По следам горячих частиц. Камера Вильсона Камера вильсона, Hamster Time, Радиация, Физика, Наука, Уран, Торий, Длиннопост, Видео

Для справки. Съемка данного выпуска заняла почти 3 месяца. Стоимость данной камеры Вильсона со всеми непредвиденными расходами обошлась примерно в 150 баксов. Сюда также включены блоки питания и токоизмерительные клещи, которыми мы измеряли ток. Зная все нюансы и тонкости в этом ремесле, вы без труда сможете собрать такую установку дома и с интересом наблюдать за явлениями которые обычно не видны невооруженному глазу. Теперь вы знаете как выглядит радиация и с чем ее едят.


Как гласит Японская мудрость:
Быстро - это медленно, но без перерывов.

Архив с гербер-файлами и прочими полезностями

Наш Instagram

Показать полностью 23 1
11

Переплавил РИМСКОЕ ЗОЛОТО в МОНЕТУ

Хомяки приветствуют вас друзья!


Сегодняшний выпуск будет посвящен превращению античного римского золота, которому порядка двух тысяч лет в золотую монету, владея которой обретаешь вечные богатства и все такое! В ходе фильма попробуем изучить древние образцы под микроскопом, определить чистоту драгоценного металла методом гидростатического взвешивания и найти отличительные признаки поддельной монеты способами не требующими специального дорогостоящего оборудования.

Отличная работа, все прочитано!