Breaking News
Home / Laboratorium / Głośnik plazmowy

Głośnik plazmowy

1.Głośnik Plazmowy- czym jest.

Głośniki plazmowe często nazywane są głośnikami płomieni. Głośnik plazmowy od zwykłego głośnika odróżnia to że dźwięk wytwarzany jest nie przy pomocy pola magnetycznego które wytwarzane przez cewkę przyczepiona do membrany oddziaływuje z polem wytwarzanym przez magnes trwały i porusza w ten sposób membraną ponieważ tak jest w tradycyjnym głośniku. W normalnym głośniku bezwładności cewki są odporne na chwilowe zmiany pola magnetycznego. Zmniejsza to poziom odwzorowania rzeczywistego sygnału. Jest on zniekształcony z uwagi na ograniczenia fizyczne urządzenia. Zjawisko to w szczególności widoczne jest dla wysokich częstotliwości. Ograniczenie to jest jednym z głównych powodów dla których głośniki wysoko tonowe tweetery są znacznie mniejszych wielkości. W głośniku plazmowym nie istnieją ograniczenia związane z bezwładnością membrany ponieważ jej nie ma. W głośniku tym łuk plazmowy tworzy dźwięk przez zmianę ciśnienia powietrza poprzez wyładowania koronowe lub łuk elektryczny. Plazmowe głośniki wysoko tonowe wyróżniają się wiele większą sprawnością niż tradycyjne tweetery ponieważ głośnik ma niską bezwładność dzięki temu iż nie ma w nim cewki i membrany które maja swoja masę. Minimalizuje to zakłócenia i zwiększa transfer- szybsze przenoszenie zmian sygnału. Ze względu na to że nie mogą one poruszać dużymi ilościami powietrza, są one ograniczone do odtwarzania wysokich częstotliwości, a zatem użyteczne są jako tweetery. Większość tych którzy słyszeli dźwięki zgłośników plazmowych może stwierdzić że dźwięki są ostre i wyraźne. Ubocznymi produktami które powstają podczas pracy głośnika plazmowego są: ciepło którego źródłem jest łuk plazmy oraz ozon- odmiana alotropowa tlenu, który w dużych ilościach w zamkniętym pomieszczeniu jest szkodliwy. W głośniku plazmowym dokładność impulsów i częstotliwości sięga 100 kHz a nawet więcej. Wydajność takiego głośnika jest trudna do określenia.

2.Głośnik Plazmowy-działanie.

Urządzenie zasilane jest z zasilacza stabilizowanego. Napięcie zasilania wynosi 20V a prąd to około 5A. Głównym elementem tego urządzenia jest popularny układ TL494, który w tym urządzeniu pracuje w standardowej konfiguracji takiej jak w katalogu. Na wyjściu układu scalonego otrzymujemy sygnał prostokątny o częstotliwości którą możemy regulować za pomocą potencjometru umieszczonego na obudowie (Częstotliwość) oraz wypełnieniu które także możemy regulować potencjometrem umieszczonym na płycie czołowej o nazwie (Wypełnienie). Powstały sygnał poprzez rezystor jest podawany bezpośrednio na bramkę tranzystora IRL530. Tranzystor ten steruje uzwojeniem pierwotnym które nawinięte jest na transformator wysokiego napięcia. Uzwojenie pierwotne nawinięte na ferrytowy rdzeń transformatora składa się z pięciu zwojów drutu o średnicy 1,5 mm. Sygnał audio podawany z dowolnego wzmacniacza lub radioodbiornika podawany jest na układ TL494 który dalej moduluje prostokątny przebieg przetwornicy, a tym samym łuk elektryczny powstający pomiędzy elektrodami transformatora wysokiego napięcia. Na wyjściach transformatora WN wykonany jest iskiernik z regulowaną odległością elektrod który zapewnia podtrzymanie łuku.

3.Głośnik Plazmowy- schemat

1

Schemat zarówno jak i budowa jest prosta. Do zbudowania urządzenia nie potrzeba wyszukanych elementów. Wymiary płytki są bardzo małe.

2

 

4.Głośnik Plazmowy-konstrukcja

3

Większość elementów urządzenia umieszczonych jest wewnątrz plastikowej obudowy, na zewnątrz wyniesiony został iskiernik. Na płycie czołowej umieszczone są:

-gniazdo słuchawkowe do którego doprowadzany jest sygnał audio,

-potencjometr którym regulujemy wypełnienie,

-potencjometr którym regulujemy częstotliwość,

-włącznik,

-dioda „Power” sygnalizująca nam doprowadzenie napięcia,

-dioda „Work” sygnalizująca nam pracę urządzenia,

-zaciski laboratoryjne do których doprowadzamy napięcie ze stabilizowanego zasilacza o wartości 20V/ 5A.

Dodatkowo z tyłu obudowy mamy możliwość podłączenia zasilania napięciem przemiennym 20V/5A gdyż urządzenie posiada wbudowany prostownik. Wewnątrz w tylniej części obudowy po lewej stronie znajduje się radiator z wentylatorem na którym umieszczony jest tranzystor. Po prawej stronie umocowany jest transformator wysokiego napięcia. Z przodu zaś przed radiatorem zamontowana jest płytka układu. Na zewnętrznej stronie obudowy u góry została umieszczona płytka z izolatora na której umocowane zostały elektrody pomiędzy którymi powstaje wyładowanie.

Poniżej przedstawiam spis najważniejszych elementów urządzenia:

-Tranzystor IRL530- jest to tranzystor który może być sterowany bezpośrednio z układu scalonego nie jest wymagane stosowanie driverów. Jego zadaniem w układzie jest sterowanie pierwotnym uzwojeniem transformatora wysokiego napięcia. Sygnał podawany z wyjścia układu TL494 przez rezystor podawany jest na bramkę tranzystora który steruje w odpowiedni sposób prądem uzwojenia pierwotnego,

-Układ scalony TL494- jest to popularny układ który swoje zastosowanie często znajduje w przetwornicach. Generuje on sygnał prostokątny którego wypełnienie i częstotliwość możemy płynnie regulować. Głównym zadaniem głośnika plazmowego jest przekształcanie wzorcowego sygnału prostokątnego za pomocą sygnału audio podawanego ze wzmacniacza i przesyłanie go dalej na tranzystor,,

-Potencjometry- ich zadaniem jest możliwość zmiany częstotliwości i wypełnienia sygnału generowanego przez układ scalony,

-Transformator wysokiego napięcia- jest to typowy transformator wykorzystywany w starych odbiornikach telewizyjnych. Impulsy niskiego napięcia podawanego na uzwojenie pierwotne nawinięte na ferrytowy rdzeń przekształca w wysokie napięcie o wartości 15kV. Transformator jest źródłem wysokiego napięcia odpowiednio modulowanego przez układ, dzięki niemu dochodzi do powstania łuku plazmy w iskierniku,

-Iskiernik- składa się z dwóch elektrod umieszczonych naprzeciw siebie zaostrzonych na końcach. Dochodzi w nim do przebicia powietrza i powstania łuku plazmy(zjonizowanego powietrza).

4

5.Głośnik Plazmowy- efekty pracy

Po przeprowadzeniu wielu prób nad działaniem głośnika plazmowego uzyskałem najlepsze efekty pracy których parametry wynoszą:

– wypełnienie 40%,

– częstotliwość 24kHz,

-długość łuku wynosi 1,5cm.

Rozsunięcie na większą odległość elektrod powoduje konieczność korekcji wysterowania tranzystora poprzez zwiększenie wypełnienia, aby umożliwić zapalenie łuku. Wpływa to w znaczący sposób na zwiększenie pobieranego prądu i większą ilość strat tranzystora w postaci ciepła. Po przeprowadzeniu doświadczeń doszedłem do wniosku ze nie należy rozsuwać elektrod na odległość większą niż 2cm.

Najlepsze parametry pracy głośnika plazmowego ukazuje film załączony: http://www.youtube.com/watch?v=h_OPu7SIJ-8

6.Głośnik Plazmowy-obsługa

Aby uruchomić Głośnik Plazmowy:

1. Ustawić na zasilaczu stabilizowanym wartość napięcia 20V oraz ograniczenie prądowe 5A.

2. Podłączyć przewodami zaciski głośnika do zasilacza, (zapala się dioda „Power”).

3. Doprowadzić sygnał audio z dowolnego wzmacniacza do gniazda „Audio IN”.

4. Uruchomić urządzenie za pomocą przełącznika na płycie czołowej.

5. Zwiększyć siłę głosu na wyjściu wzmacniacza.

Jeżeli w iskierniku nie doszło do powstania łuku skorzystać z metalowej kuleczki na izolatorze i zainicjować przebicie.

7.Rozwiązywanie problemów:

Problem:

Pomimo przełączenia przełącznika zasilania, nic się nie dzieje.

Propozycja rozwiązania:

Sprawdź czy zasilacz jest podłączony do sieci. Skontroluj ustawienie wartości napięcia oraz ograniczenia prądowego

Problem:

Słychać charakterystyczny pisk wysokiej częstotliwości lecz nie ma łuku w iskrowniku.

Propozycja rozwiązania:

Skorzystaj z metalowej kuleczki umieszczonej na izolatorze aby zainicjować łuk w iskierniku, bądź wyłącz urządzenie od napięcia i zmniejsz odległość pomiędzy elektrodami i spróbuj ponownie.

Problem:

W iskierniku pojawia się łuk lecz nie słychać dźwięku.

Propozycja rozwiązania:

Sprawdź czy wzmacniacz pracuje prawidłowo i czy jest doprowadzany sygnał elektroakustyczny.

UWAGA !!!

Głośnik Plazmowy jest urządzeniem przy obsłudze którego należy bezwzględnie przestrzegać zasad BHP. Nie zaleca się pracy głośnika dłużej niż 5 minut.

UWAGA !!!

Urządzenie generuje wysokie napięcie, które pomimo wysokiej częstotliwości i efektu naskórkowego może być niebezpieczne.

Przy obsłudze tego urządzenia należy zachować szczególne środki ostrożności. Temperatura łuku w iskierniku sięga bardzo wysokich temperatur powodujących trudno gojące się oparzenia.

Filmik na YouTube

About Krzysztof Kruszka

Check Also

m_ynek_franklina__2_

Młynek Franklina

Młynek Franklina – prosty przyrząd służący do demonstracji oddziaływań elektrostatycznych. Stosowany jest we wczesnym etapie …