|
I have tried to write this page in English with help of Google translator. Click the English version and see the result.
|
Jeg en lystfisker i Skandinavien
|
Den første elektriske tennisketsjer også kaldet fluesmækker med strøm købte jeg for år tilbage i Finland. Der er så mange myg og knot om sommeren, så det var rart at have noget i teltet at forsvarer sig med. Det måtte jo komme, og nu er den også på markedet, snegledræber med strøm til 40,00 kr. i Bauhaus.
Da vi nu har en anden plage i Danmark, Frø af ugræs er føget over hegnet, fik jeg den ide, at disse væsner kunne tages af dage ved at lave en forbedret udgave af The Bug Killer. Den skulle naturligvis være ufarlig for mennesker, men tilstrækkelig kraftig til at tage livet af dræbersneglen (Arion vulgaris) på et split sekundt. Nedenfor ses et par udgaver, som først blev afprøvet på nogle pølser. Det er også en måde at riste pølser på med et 9 volt til 12 volt batteri. Dræbersneglen dør på et split sekundt. Der findes flere måder at tage livet af dræbersnegle. Nogle bruger gift, skoldning, halshugning, drukning i øl, drukning i koncentreret saltvand og elektrisk sneglehegn. Læs selv: HaveNyt Snegleforum Lav Det Selv Danmarks Fugle og Natur Pindsvinevenner i Danmark Plantedoktoren |
|
Diagram fig. 1 viser, hvordan et 9 Volts batteri kan optransformeres til 2000 Volt. Kredsløbet er opbygget som en regenerativ forstærker, der består af en modstand R1, en kondensator C1, to power transistorer Q1 & Q2 og en audio transformator T1 med en sekundær impedans Zs = 8 Ohm og en primær impedans Zp = 1200 Ohm. De Ohmske kobbermodstande er som flg.: Rs = 1 Ohm og Rp = 75 Ohm. Her i kredsløbet er audio transformatoren vendt om, så den sekundære spole i virkeligheden er den primære spole. Derefter er der lavet en "dobler stige" på 5 trin, som dobler spændingen for hvert trin.
Når S1 danner kontakt, oplades C1 gennem R1 og T1 sekundær spole. Q1 går i "On" og derefter Q2 i "On". Q2 kortslutter således batterispændingen til stel gennem T1 sekundær spole. Den elektromotoriske kraft emf overføres til T1 primær spole. T1 er en audio transformator med et omsætningsforhold på n2 = (Zp/Zs) = kvadratroden af 1200/8 = 12,3. Lad dig ikke forvirrer af disse begreber. Det er en audio transformator, som omsætter højttalerens impedans på 8 Ohm til en impedans på 1200 Ohm, som passer bedre til forstærkerens udgangstrin. Det giver på T1 primærsiden en spændings puls på ca. 400 Volt peak. Spændingen ensrettes og udglattes og giver i første trin ca. 110 Volt målt. Beregnet imperisk således: [400 x 90] = [V x 300], V = (400 x 90) / 300 = 120 Volt. 110 Volt målt og 120 Volt beregnet stemmer meget godt overens med hinanden. Det dobles så op i "stigen" til ca. 2000 Volt. Der er naturligvis tab i transformatoren, dioderne og kondensatorerne, så den virkelige spænding har jeg ikke målt, da jeg ikke har et egnet måleinstrument hertil. Ja! der er noget, som jeg ikke har. C1 aflades igen og Q1 og Q2 går i "Off". Derefter begynder det hele forfra igen, deraf navnet regenerativ. Perioden for "On" = Tm (mark time) og perioden for "Off" = Ts (space time) er bestemt af komponenterne R1, C1, BD437/BD438 og T1. Forudsat at batterispændingen holdes konstant. Med de valgte komponenter i denne opstilling er Tm = 90 µS og Ts = 210 µS. En tidsperiode er således T = Tm + Ts = 90 µS + 210 µS = 300 µS. Frekvensen er 1/T = 1/300 µS = 3300 Hz. Neon T2 W/E glimlampe indikerer kun, at der er spænding på udgangen. Dioderne er 1N4007, som kan klare 1000 Volt. Kondensatorerne er Wima polyester 10nF/630 Volt. Det er tilstrækkeligt, da der ikke ligger en større del spænding over hver af disse komponenter. |
Fig. 1 NB: Modstanden R1 er ændret til 33k Ohm og dermed er frekvensen ændret til 3300 Hz. |
|
PCB fig. 2 fremstilles efter denne film i en egnet lyskasse. Fotoprintet belyses fra 90 sekunder til 120 sekunder. Se din egen manual for lyskassen. Fremkaldes i 30 °C varm fremkalder (jeg bruger kaustisk soda) i ca. 30 sekunder. Ætses i 32 °C varmt ferriklorid ca. 30 minutter. Se siden "Selvbyg" for PCB fremstilling.
Det øverste billede (i farver) viser komponent placeringen på printet. Det underste billede (i sort) bruges til print fremstilling. |
Fig. 2 NB: Printet saves ud på mål 34 mm i bredden. Slibes derefter symetrisk på begge sider til endelig mål 33,50 mm. |
|
Diagram fig. 3 viser, hvordan et 12 Volt batteri kan optransformeres til 3000 Volt eller mere, alt efter hvilken tændspole man benytter. Puls kredsløbet er bygget over IC1, en Timer NE555, der er koblet som en astabil multivibrator. Pulstiden T = Tm + Ts er bestemt af R1, R2 og C1, efter formel T = 0,7 x (R1 + 2R2) x C1. Frekvensen f = 1/T = 1,4 / (R1 + 2R2) x C1.
Tm (Mark Time high output) = 0,7 x (R1 + R2) x C1 Ts (Space Time low output) = 0,7 x R2 x C1 Tm og Ts kan ikke blive lige store, men skal de være næsten ens, må R2 være meget stører end R1. Husk blot at R1 og R2 SKAL ligge over 1K Ohm og under 1M Ohm, når du dimensionere kredsløbet. C1 vælges først ud fra nogle gængse standard værdier. De valgte værdier i kredsløbet giver flg.: Tm = 0,7 x (10000 + (2 x 4700)) x 0,00000047 = 4,80 mSec Ts = 0,7 x 4700 x 0,00000047 = 1,53 mSec T = Tm + Ts = 4,80 + 1,53 = 6,33 mSec, f = 1 / T = 1 / 0,00633 = 158 Hz Duty cycle = Tm / (Tm + Ts) = 4,8 / (4,8 + 1,53) = 76 % Udgangen på IC1 - pin 3 - trigger Q1 til "On", når pulsen er "High". Q1's collector er direkte forbundet til Q2's base og trigger Q2 til "On" i samme tidsperiode. Q2's emitter er direkte forbundet gennem en strømbegrænsnings modstand R5 15 ohm/5 W til Q3's base. Når Q3 trigges "On" i samme tidsperiode lægges tændspolens primære spole, den røde ledning, til stel, og den elektromotoriske kraft emf inducerer en spænding i tændspolens sekundære spole. Spændingen på udgangen HT er afhængig af omsætningsforholdet i tændspolen. Den valgte her, har ca. 1:250, som så giver 3000 V på udgangen. Strømmen fra batteriet til kredsen er 1,4 Ampere med den valgte tændspole. Kobbermodstanden i Rp er ca. 0,5 Ohm og kobbermodstanden i Rs er ca. 5,4K Ohm. |
Fig. 3 |
|
PCB fig. 4 printet består af to printkort, hvor tændspolen er det faste holdepunkt for de to printkort med en bolt ø 6mm x 12 mm med skiver. Tændspolen Adly Cat 50 blev valgt netop af denne grund. Hele herligheden skulle indbygges i et ø 50 mm x 500 mm langt PVC afløbsrør, og det var praktisk muligt på denne måde. Se billederne nedenfor.
|
Fig. 4 |
|
Tænding af benzindamp i et køretøjs motor, sker ved en gnist i tændrøret. Den frembringes ved at slutte og afbryde en jævnstrøm i primærspolen. Herved opstår der en vekselspænding i primærspolen som induceres over i sekundærspolen. Det er en meget kompliceret beregning for at komme til det nøjagtige resultat: Sekundærspænding. Jeg vil nævne hvilke faktorer, som har betydning for resultatet:
1. Strømændringen delta I i primærspolen. 2. Primærspolens vindingstal. 3. Magnetkraftliniernes vej fra primærspole til sekundærspole givet som koblingen imellem de to spoler. 4. Sekundærspolens vindingstal. 5. Tidsændringen delta t for strømmen. 6. Hvirvelstrømme i jernkernen. (Varmetab) |
|
Beregninger på spoler, filterspoler og transformatorer høre til det vanskelige job inden for svagstrømstekniken. Styrken af et magnetfelt angives enten ved den magnetiske feltstyrke H-feltet eller den magnetiske fluxtæthed B-feltet. H-feltet = (I x N) / L [AV/cm], hvor I = Ampere, N = vindingstallet og L = kraftlinielængden i cm. 1 H [AV/cm] frembringer i luft i en flade på 1 cm2 1,25 kraftlinier. B-feltet = 1,25 x H x µ [gauss eller tesla], hvor µ = 1 for luft og størrer end 1 for jern, nikkel og cobolt. 1 gauss = 1 kraftlinie per cm2 spoleflade eller jernkerneflade. For at komme til det samlede antal kraftlinier fi må man gange B med spolens tværsnitsareal q. fi = B x q [maxwell].
Transformatorligningen Veff = 4,44 x N x f x fi, hvor N er spolens vindingsantal, f er frekvensen og fi det samlede antal kraftlinier. Gælder kun for en sinus spænding. Jern kan kun magnetiseres til en vis grænse, hvor der så opstår en mætning. Der kan ikke frembringes flere kraftlinier trods en stigende feltstyrke, altså en stigende strømstyrke. I god transformatorjern kan vekselstrømmen magnetisere en kraftlinietæthed på 12 000 til 15 000 [gauss] = kraftlinier/cm2. |
|
Ser vi på oscillogrammet her tv, kan vi se, at Tm (mark time) er større end Ts (space time). I følge beregningerne ovenfor passer det også til de valgte komponenter.
Duty cycle for kredsløbet er forholdet mellem den tid, hvor kredsløbet er "On" = Tm og en hel periode T = Tm + Ts udtrykt i procent. Duty cycle = Tm / (Tm + Ts) = 4,80 / (4,80 + 1,53) = 76 %. Duty cycle kan også udtrykkes ved hjælp af modstandene R1 og R2 på flg. måde: Duty cycle = (R1+R2)/(R1+2R2) = (10K+4,7K)/(10K+(2x4,7K)) = 76 %. Chanel A (øverst) viser udgangen på IC1 pin 3. Chanel B (nederst) viser udgangen på Q3 collector. |
|
Diagram fig. 5 viser et kredsløb over et elektrisk hegn til små kreaturer. Kredsløbet kaldes et CDI System, som betyder Capacitor Discharge Ignition System. En kondensator C1 oplades til en høj spænding - her ca. 50 Volt - og aflades igen gennem en T2 tændspoles primær spole. Den elektromotoriske kraft emf overføres til T2 sekundær spole. Er omsætningsforholdet (1:200) mellem primære og sekundære spoler, kan spændingen blive 50 Volt x 200 = 10.000 Volt.
Transformatoren T1 skal være af en god kvalitet, for den skal adskille nettet galvanisk fra det elektriske hegn på betryggende vis. Samtidigt skal net spændingen nedsættes fra 230 Volt til 48 Volt (48 Volt er en standard værdi). Den sekundære lade strøm er Imax = V / R1 = 48 / 100 = 480 mA. Efter en periode (tau se nedenfor) er ladestrømmen faldet til 37 % af Imax = 177 mA. Efter 5 perioder er ladestrømmen således kun 0,7 % af Imax = 3,4 mA. Så en transformator omkring 15 VA kan bruges. Strømmen ensrettes gennem dioden D1, passerer strømbegrænsermodstanden R1 og videre til C1, som oplades. SCR1 Silicon controlled rectifier har indtil videre spærret for strøm gennemgang. Når en kondensator oplades, kommer strømmen før spændingen. Opladetiden tau = (R+Ri) x C er per definition der, hvor spændingen er 63 % af den fulde spænding. Tau = 100 x 470 x 1/1 000 000 = 47 mSec. Efter 5 perioder = 235 mSec vil spændingen andrage 99,3 % af den fulde spænding. Vi ser bort fra modstanden Ri, som er den indre modstand i komponenternes kobber tråde (T1 & T2), sikringen og dioden, som udgør mindre end nogle få % af modstanden R1. Efter hånden spændingen opbygges, vil der over spændingsdeleren R3 og P1 opstå en spænding på P1's arm, som kan indstilles fra 0 Volt 24 Volt (den halve forsynings spænding). P1 justeres omkring Zener diodens knækspænding på 8,2 Volt, så Q1 går "On" og dermed går Q2 også "On". Det medfører en spænding på den anden spændingsdeler R8 og R2 midtpunkt, som er forbundet til Gaten på SCR1. Denne åbner nu og kortslutter C1 plus terminal til GND. Hele ladningen på C1 (Q = V x C1 = 50 x 470 x 1/1 000 000 = 23,5 mC) aflades nu gennem T2 tændspolens primære spole, og den elektromotoriske kraft emf overføres til T2 tændspolens sekundære spole. Til de interesserede læser kan jeg oplyse at elektricitetsmængden 1 coulomb [C] = 6300 billiarder elektroner eller 6,3 x 1018. Kondensatoren C1 har således en elektricitetsmængde på 148 billiarder elektroner eller 14,8 x 1016. Enheden for elektricitetsmængden er Q (coulomb). Vil du tælle 1 coulomb med en hastighed på 10 elektroner per sekund, vil det tage dig 19.977.168.950 år - rundt regnet 20 milliarder år. God fornøjelse. |
Fig. 5 |
|
PCB fig. 6 fremstilles efter denne film i en egnet lyskasse. Transformator T1 og tændspole T2 er ikke monteret på printet af indlysende grunde. Terminalerne Input 4/5 og 6 til nettransformatoren. Terminalerne Output 1/2 og 3 til tændspolen. HT udgangen sidder normal i toppen af tændspolen. Når jeg skal igang med kredsløbet, vil jeg prøve denne tændspole.
Kredsløbet er fremstillet på et Eurokort 160 mm x 100 mm, så der er rigeligt plads på kortet. Tre komponenter R1, C1 og P1 er lavet således, at der kan vælges komponenter med forskellig ben afstand. |
Fig. 6 |
|
Det er forbundet med en vis risiko at berøre elektroderne, for det kan medføre, at man får et elektrisk chok, når der sker en elektrisk udladning gennem kroppen. Du kan sammenligne det med et elektrisk hegn på marken. Du prøver det kun en gang. Du kender måske også den elektriske tennisketsjer - The Bug Killer - som kan købes i mange isenkram forretninger for en halvtresser. Princippet er det samme, her er det blot myg og fluer du jagter.
Selv om det er en meget høj spænding, er der ingen strømstyrke bag ved, så i princippet er det næsten ufarligt for raske personer, men det er på dit eget ansvar at bygge og anvende disse tre kredsløb. Personer med et dårligt hjerte og med pacemaker skal holde sig fra at benytte disse redskaber. Den mindste strømstyrke, som et menneske kan mærke, er ca. 1 mA. Viste du, at ved almindelig tør luft indtræder et gnist-gennemslag ved 30.000 Volt/cm eller 3.000 Volt/mm. Er gnisten først etableret, kan elektrode afstanden forøges, da luften ioniseres. Det kendes på lugten. |
[Homepage] [Danmark] [Hvor i Danmark] [Sverige] [Hvor i Sverige] [Norge] [Hvor i Norge]