HamsterTime

Хомяки приветствуют вас, друзья.

Сегодняшний пост будет посвящен интересному физическому явлению, которое порождает свет в обыкновенной воде. Одни называют это "нейтронной звездой", другие "сонолюминесценцией".

Если в пробирке создать определенные условия, то там родится маленький светящийся пузырек. Его физику описывают разными свойствами, которые трудно себе вообразить. В ходе узнаем, как в домашних условиях собрать установку для получения сонолюминесценции, как правильно настроить систему и рассмотрим трудности, которые могут возникнуть на пути создания такой звезды. Физика, электроника и прочая ерунда начинают свое вещание на ваших мониторах, потому присаживайтесь поудобней, мы начинаем...

Все началось с того, что одним прекрасным днем просиживая задницу в просторах ютуба, на канале Сергея Матюшенко мне попался ролик про интересное явление в основе которого лежит свечение пузырька за счет акустического воздействия. Пересмотрев видео несколько раз, понял что повторить подобное явление как раз плюнуть. Через неделю на моем столе лежали все необходимые детали для сборки действующей установки.

Принцип устройства довольно прост. Сигнал с генератора подается на пьезокерамические излучатели, которые приклеены к пробирке с водой. Система представляет собой сферическую акустическую камеру, где образуется стоячая волна в жидкости. Амплитуда волны в системе регулируется переменной катушкой индуктивности, соединенной последовательно с пьезокерамикой, образуется резонансный LC-контур. Дальше помещаем в камеру пузырек воздуха, находим резонанс, ударные волны воздействуют на пузырь и он светится.

Но на деле все оказалось не так просто, как говорит мой батя: "все просто на бумаге, да забыли про овраги". Эксперимент подобен ящику Шредингера, решение задач которых отняло шесть месяцев. Попробуем подробно рассмотреть каждый элемент установки.

Пробирки. В данном случае нас интересуют круглодонные колбы. Они будут выполнять роль акустической камеры. Теоретически пробирка должна иметь высокую добротность, но как ее вычислить, глядя на картинку с химической посудой в интернете, одному богу известно. Решение: заказать сразу несколько видов таких емкостей разных фирм производителей, от советских вариантов до современных загранично-буржуйских.

Самый лучший результат показала круглодонная пробирка чешской фирмы Simax, объемом 100 мл. Она немного овальная с виду, но зато стекло у нее везде одинаковое по толщине. Советские пробирки проиграли этот параметр, так как визуально видно, как стекло переливается на свету. Как ни старался, в таких образцах мне не удалось зафиксировать сонолюминесценцию.

Самые первые эксперименты проводились с колбами на пол литра, они продавались у деда на рынке, потому не приходилось выбирать с объемом. Производитель завод "Дружная горка", старейшее предприятие в своей отрасли, которое существует с 1801 года. Из практики в такой посуде хорошо бабушкино молоко кипятить, да спирт добывать, чем и занимался в свободное от работы время.

Сравнивая пробирки можно наблюдать разницу в размере. С посудой для акустической камеры разобрались.

Далее рассмотрим пьезокерамику, которая подобно динамику будет раскачивать толпу атомов и молекул в объеме воды. Для справки: пьезоэлектрический эффект был открыт Джексом и Пьером Кюри в 1880 году. Эффект проявляется в деформировании материала, помещенного в электрическое поле, и наоборот. Эти явления еще называют прямым и обратным пьезоэлектрическим эффектом. Следовательно, с этих шайб можно добывать электричество, чем и воспользовался производитель зажигалок для газовых плит, запатентовав свое изобретение. Интересно, дети Пьера Кюри получают гонорар от этих запатентовщиков?!

На рынке пьезокерамика различается размерами и формами. Идеальным вариантом оказалась цельная шайба без всяких отверстий советского производства, диаметром 22 мм и толщиной 4 мм. В процессе экспериментов испытана большая пьезокерамика диаметром 50 мм и толщиной 6.5 мм, подобные кольца можно встретить в конструкции излучателей Ланжевена, которые применяют в производстве ультразвуковых ванн. Мощная вещь, можно до сотни ватт раскачивать.

Следующим этапом при создании акустической камеры лежит соединение пьезокерамики с пробиркой. Прежде чем это делать, к шайбам необходимо припаять провода. Контакты в советских образцах посеребренные или даже серебряные, потому они несколько потемнели от времени. Зачищаем поверхности до зеркального блеска. Немного работы с бор машиной, и результат не заставит себя долго ждать. Видны все маркировки и надписи на металле.

Провода будем припаивать с помощью кислоты и мощного паяльника, делать это нужно одним быстрым прикосновением, чтоб ничего не перегреть. Тут видны небольшие пазы под пайку, довольно удобное решение со стороны производителя. Провода обязательно должны быть гибкими. Тонкое напыление серебра очень деликатно к внешним нагрузкам. Жесткие выводы не допустимы, кроме того что металл вырвет, так еще и саму керамику можно повредить. Едем дальше...

Для симметричного размещения пьезоизлучателей нужно разметить колбу. Инструменты для начертательной геометрии создаем из подручных средств: угольник, маркер, крутим колбу и отмечаем средину. В любом удобном месте ставим метку. Отрежем небольшой кусок провода или нитки, который равен окружности нашей колбы. Теперь измеряем длину нити и зафиксируем результат, 34 см. Делим эту длину на два и получаем 17 см. Ставим метку. Далее совмещаем ее с меткой на колбе. Теперь по одному из свободных концов провода осталось отметить место, где строго симметрично относительно друг друга будут размещаться излучатели. Этот пример показан на 500 мл колбе, так как первые эксперименты проводились именно на ней.

Теперь пора прикрепить излучатели. Делать это будем с помощью двухкомпонентного эпоксидного клея типа "Araldite", у него хорошая адгезия к различным материалам. Время полного застывания примерно сутки, несмотря на то, что на упаковке написано 90 минут. Таким эпоксидом пользуются китайцы при производстве ультразвуковых ванн, и это не спроста. Выдавливаем содержимое тюбиков в пропорциях один к одному. С помощью шпателя тщательно перемешиваем состав до образования однородной массы. Она станет похожа по цвету и консистенции на сгущенку с ближайшего супермаркета. Такая же густая и тянется как варенье.

Плюс такой массы в том, что она не растекается, минус - молочный цвет. В моем понимании эпоксид должен быть прозрачным, потому за время экспериментов было испробовано как минимум три вида подобных двухкомпонентных смол, и все они показали не плохой результат. Тут главное взбивать этот гоголь-моголь медленно, чтоб пузырей не было, они препятствуют хорошему акустическому контакту между излучателем и пробиркой.

Перед нанесением, поверхности необходимо обезжирить с помощью спирто-бензина или ацетона. Угадать количество смолы на излучателе дело не простое, у меня он зачастую растекался. С маленькими колбами ситуация обстоит проще, тут эпоксида нужно в разы меньше, а следовательно, будут меньше запачканы окрестности, руки, одежда и прочее. Напомню, что отмывать подобную гадость то еще занятие.

Итак, акустические камеры готовы. Работа над созданием каждой занимает примерно 2 дня. Теперь эти сосуды можно заполнять водой и пробовать получать нейтронные звезды. Но тут кроется еще один очень важный момент!

Вода. Она тут нужна не простая, а специальная, заранее подготовленная с определенной температурой. Понимание только этого этапа отняло порядка 3-х месяцев моей жизни. Да и фиг с ней, жизней то все равно 9 штук, прям как у кошек, но это не точно.

В основном воду для эксперимента использовал после осмоса, вам тоже рекомендую обзавестись таким фильтром. Как говорят: "мы есть то, что мы пьем", я к примеру есть пиво, а вы?!

Если фильтра нет, можно использовать дистиллированную воду, если все совсем туго, то и вода с под крана пойдет, этот вариант тоже работать будет, но его не рекомендую!

Наливаем жидкость с запасом в чистую, заранее вымытую кастрюлю. Остатки старого супа не должны оказаться в нашей воде. Этот этап можно назвать дегазацией. В идеале тут хорошо применить вакуумную камеру, но в хозяйстве ее нет, потому кипятим жидкость в течение 30 минут, этого будет более чем достаточно.

Выливаем воду в контейнер для еды, он обязательно должен быть герметичным, важно чтоб в процессе остывания вода не насосала воздуха из вне. Закрываем крышку и видим как в первые секунды судок стремится расшириться и вообще взорваться при первой подходящей возможности. Но погоди, тебе нужно остыть! Поместим контейнер в холодную воду примерно на 10 минут. В это время тщательно вымоем акустическую камеру, она должна быть прозрачной как слеза. Шампунь, фейри, используем все моющие средства. За это время вода при остывании сплющила контейнер, то что нужно, она сейчас находится под вакуумом. Помещаем содержимое в морозильную камеру, нам необходимо получить температуру около 5-ти градусов. Если прозевать момент до появления корки льда, процедуру подготовки воды нужно повторить заново, так как в таком случае сонолюминесценцию наблюдать не получалось. С чем это связано - не знаю.

Чистая вакуумированная вода. Наполняем пробирку до горловины. Льем по касательной чтоб лишних пузырьков воздуха не захватить. Итак, вот она, правильная резонансная камера с правильной водой. Идеально прозрачная, холодная и шарообразная линза, в которой 10 из 10  попыток обвенчались успехом при создании и наблюдении однопузырьковой сонолюминесценции.

Теперь как делать не нужно и чем это обычно заканчивается. Если просто набрать воду с под крана или с под фильтра без дальнейшей дегазации, да еще и наливать ее как попало, то в результате мы будем наблюдать вот такую неудовлетворительную картину. Это недопустимо! Так как наша задача получить один единственный сбалансированный пузырек, который помещается в объем жидкости из вне. Но если в пробирке все же появилась газировка, достаем телефон и начинаем фоткать, можно получить красивые кадры с эффектом линзования пузырьков.

Первые попытки дегазировать воду проводились на заранее подготовленном стенде с участием дистиллята и сухого спирта. Чтобы в воду не попадали частицы пыли из воздуха, сверху одевался колпачок. Кипячение воды это еще то захватывающее явление, тут видны все восходящие потоки нагретого вещества...

Результат такого кипячения естественно ни к чему хорошему не привел, так как горловина пробирки не была герметично перекрыта, и в процессе остывания вода снова насосала воздуха и стала непригодной для продолжения дальнейших экспериментов. Но тогда я этого не знал, наливал воду и наблюдал подобную картину повсеместного пузыреобразования. Они были на внутренних стенках, в самом внутреннем объеме, в общем везде где ни попадя.

Итак, как подготовить воду мы уже знаем. При низкой температуре воды на стенках колбы начнет образовываться конденсат, он будет мешать, потому запасаемся салфетками и впитывающими тряпками. Нейтронную звезду из собственной практики удавалось получить при температурах от 5 до 15 градусов по Цельсию. При 10 свечение было ярче всего, при ниже 5 и выше 15 свечения практически не наблюдалось. При охлаждении воды до образования кристаллов льда свечения не было вообще на всем интервале температур. На вопрос почему, отвечаю, по кочану.

Резонансная камера установлена, акустические волны воздействуют на пузырек, выключим свет и видим редкое явление с образованием крохотной нейтронной звезды.

Для регистрации явления на камеру необходимо установить черный фон, и разжиться светосильным объективом, мой старый ультразум оказался практически слепым при съемке этого явления. Это уже молчу про фокус в одной точке пространства. По этой причине проект был заморожен примерно на полгода до появления нового съемочного оборудования.

Акустическую камеру на начальном этапе получения сонолюминесценции необходимо подсвечивать, чтоб понимать стабилизировался ли пузырек в центре колбы. На этом этапе информацию по созданию и подготовке акустической камеры можно считать исчерпывающей, потому переходим к генератору и системе управления данной экспериментальной установки.

По началу решил взять проверенную схему с ультразвуковой ванны, тут и частоту можно настроить, и мощность получить порядка 60 ватт, то что нужно. Схему разводил под имеющиеся под руками детали. Компактность платы с таким подходом гарантирована. При работе на больших мощностях сразу возникли проблемы.

Первое включение установки на проверку работоспособности по ошибке произвел с пустой пробиркой. При перестройке частоты, стекло в какой-то момент вошло в резонанс и треснуло. Делать новую колбу было лень, нужно ремонтировать старую, вставляем кусок стекла туда, откуда он выпал, и заливаем сверху эпоксидом. Возвращаем солдата в строй, и продолжаем наблюдать.

Не владея в достаточном объеме информацией, мне казалось что акустический резонанс в колбе напрямую связан с механическим резонансом самой пьезокерамики, но дело в том, что механический резонанс у каждого вида пьезокерамики будет отличаться. Это никак не помешало в течении 5-ти ночей сидеть и пытаться найти иголку в стоге сена.

Все первоначальные расчеты были взяты с потолка, отсюда неверно подобрана катушка индуктивности, частота на генераторе и прочее. Несмотря на это каким-то образом все-таки удалось добиться стабильного пузырька в центре колбы.

Он под воздействием акустических волн сжимался до такой степени, что иногда просто исчезал с поля зрения. Иногда он начинал отражать свет как серебряная капелька металла. Амплитуды напряжения на излучателях достигали таких величин, что обыкновенный феррит внутри катушки индуктивности, начинал бить током, оставляя после себя небольшие следы ожогов на пальцах. Неоновая лампочка при этом начинает светить еще до прикосновения к излучателю. Такие сильные поля вокруг...

После многочисленных и неудачных попыток получить нейтронную звезду, мне стало интересно, что будет если закачать в акустическую камеру максимально возможную для данной системы мощность. Выкрутим напряжение на блоке питания на максимум, и посмотрим на результат. С первых секунд можно наблюдать сильную кавитацию в воде, которая меняет свои формы...

При перестройке частоты стеклянная колба вошла в резонанс и треснула, принеся себя в жертву ради науки... Содержимое колбы по мере опустошения мал-по-малу оставляет свой след на потолке соседей снизу. Кругом потоп, но колба еще держится. Оставляю реальные звуки данного эксперимента в видео.

Наблюдаем за правым пьезоэлементом на резонансной камере. В этот момент он вероятно треснул, и на нем появились вспышки плазмы. Дальнейшая проверка показала что элемент мертв. Судя по показаниям блока питания, мощность на выжившем пьезоэлементе составляет примерно 180 ватт. На этом этапе съемок я был точно уверен что сонолюминесценцию в домашних условиях получить невозможно и терять больше нечего. Куча потраченного времени, ресурсов и бессонных ночей, так как именно после захода солнца начинались работы в этом направлении...

Хваленый многими эпоксидный клей "Araldite" больших вибронагрузок не выдерживает, несколько раз приходилось переклеивать пьезоизлучатели, но это сейчас идет речь про большую акустическую камеру, которая так и заработала должным образом.

Дальнейшим решением было связаться с самим Сергеем Матюшенко, который как никто другой знал как устроены принципы данного эксперимента. Как оказалось, он защищал дипломную работу на эту тему, потому любезно рассказал все нюансы при получении сонолюминесценции, за что ему огромное спасибо.

Итак, для начала нам нужен точный задающий генератор, у которого частота не плавает от температуры окружающей среды, для этих целей отлично подойдет синтезатор частот на микросхеме ad9850. На его выходе получаем чистый синус с шагом регулировки в 1 Гц. В хозяйстве такое устройство просто незаменимо, с его помощью можно находить резонансы, проверять рабочий диапазон аудио систем и использовать в других разных экспериментальных направлениях. Диапазон частот варьируется от 1 Гц до 40 мГц. Но, амплитуда выходного сигнала синуса у устройства очень маленькая и ровняется всего 2 вольтам. Для усиления сигнала рационально использовать усилитель.

Так как частоты в рамках эксперимента небольшие, рационально использовать усилитель звуковой частоты. В данном случае используется одноканальный усилитель класса H на микросхеме TDA1562Q. Он довольно качественный, и потрясающе воспроизводит музыку.

Для работы пьезоэлектрических излучателей необходимо высокое напряжение, источник которого в данной в схеме отсутствует. Один из способов получения достаточно высокого напряжения – это использование колебательного контура, настроенного в резонанс.

В данной работе применяется последовательный колебательный контур в котором роль ёмкости играют пьезоэлектрические излучатели, а в роли катушки индуктивности - катушка индуктивности, которая может менять свои параметры путем введения в нее ферритового стрежня. Показания тут могут меняться от 8 до 50 мГн в зависимости от длины и проницаемости феррита. Я использовал медный 0.68 провод, намотанный в 8 слоев. Чем толще провод, тем меньше потерь.

Наличие резонанса в цепи будем определять путем включения в цепь 1-омного резистора, параллельно которому подключим цепь осциллографа. При совпадении частоты генератора и собственной частоты резонанса контура, образованного катушкой индуктивности и емкостью пьезокерамических излучателей, на резисторе наблюдается максимальная амплитуда напряжения, что соответствует максимальному току цепи, что в свою очередь говорит о наличии резонанса.

Полная схема для получения однопузырьковой сонолюминесценции выглядит примерно так. Сигнал с образцового генератора подается на усилитель звуковой частоты, на выходе которого формируется синус заданной частоты амплитудой скажем в 12 вольт. Этот сигнал подается на LC-контур состоящий из переменной катушки индуктивности и акустической камеры где в роли емкости выступают пьезокерамические излучатели. В объеме жидкости формируется стоячая волна, в средине которой образуется интересующий нас светящийся пузырек.

Запускаем установку и помещаем с помощью шприца в объем жидкости маленький пузырек воздуха. Но как узнать нужную частоту при которой формируется стоячая волна внутри акустической камеры!? Все просто.

Если считать приближённо, то резонанс достигается тогда, когда длина акустической волны равна расстоянию между пьезоэлектрическими излучателями. Если замерять диаметр нашей 100 мл пробирки, то он будет равен 65 мм, это цифра и будет ровняться длине акустической волны необходимой для наших расчетов.

Как известно, длина волны распространяется в определенной среде с некоторой скоростью, и определяется выражением:

длина волны ровна скорости деленной на частоту.

Отсюда выражаем частоту, которая равна скорости деленной на длину волны, которая так же равна скорости деленной на расстояние между пьезоизлучателями.

Скорости распространения звука в воде при t=0 равной c=1402,7 м/с. Делим эту цифру на расстояние между излучателями в 65 мм, и получаем частоту в 22.270 Гц

Также стоит учитывать изменение скорости распространения звука в жидкости с изменением температуры. С увеличением температуры скорость звука в жидкости увеличивается, поэтому частота также увеличивается. В дальнейшем, рассчитанная резонансная частота будет отличаться от фактической вследствие сложной геометрии колбы.

Итак, расчеты произведены. Начинаем подбирать частоту и наблюдаем как меняется сигнал на 1- омном резисторе включенном последовательно в цепь. Независимо от частоты, амплитуду сигнала можно менять путем введения ферритового стержня в катушку индуктивности. Очень удобно. С помощью шприца помещаем в объем жидкости пузырек. Их выдавится больше чем нужно, но за счет акустической волны они все притянутся в центр колбы.

Пьезоэлектрические излучатели приклеены на эпоксидный клей, их центры расположены на одной оси. Напряжение, приложенное к двум параллельно расположенным относительно друг друга проводящим поверхностям пьезоизлучателей, вызывает механические деформации (обратный пьезоэффект). Чем больше амплитуда напряжения, тем больше амплитуда деформации пьезоэлемента, которая передается в акустическую камеру.

Микропузырёк воздуха в колбе создаётся при помощи медицинского шприца с иглой. Затем за счёт сил Бьеркнеса, если частота ультразвука близка к резонансной или равна ей, пузырьки начнут перемещаться в центральную часть колбы. Ждем пока пузырек стабилизируется и как бы зависнет в центре акустической камеры. Если пузырек прыгает со стороны в сторону, пробуем сместить частоту в большую или меньшую сторону, добились стабильности, затем медленно поднимаем амплитуду сигнала путем введения ферритового стержня в переменную катушки индуктивности. Тут важно не перебрать, так как пузырек может дестабилизироваться, что приведёт к исчезновению свечения, или он во все может исчезнуть. Если свечения все еще нет, пробуем добавить или наоборот забрать пару миллилитров воды из акустической камеры. Так же помогает смещение положения пробирки относительно струбцины которая держит горловину.

Заметьте, что крепление тут осуществляется через резиновую прокладку для уменьшения внешнего влияния. Все эти факторы тем или иным способом влияют на проведение эксперимента

В одну прекрасную ночь, примерно на 20-ой попытке, создав правильные условия мне таки удалось получить то, ради чего мы тут и собрались.

Сонолюминесценция, кавитационный пузырек, зависший в центральной части колбы начал испускать видимый голубоватый свет. Это казалось чем-то недостижимым и во истине удивительным. Редкое физическое явление, которое за счет акустического воздействия порождает свет в маленьком пузырьке воздуха. Цвет свечения и яркость в дальнейшем могли несколько отличатся. Пузырек мог испускать как белое свечение, так и голубоватое. В некоторых научных работах читал про существование красного свечения, но в рамках проведения данного эксперимента зафиксировать такое свечение не удалось. Тут влияет температура воды, наличие растворенных в ней солей, частота резонанса, амплитуда воздействия на пузырек и прочие факторы, о существовании которых трудно догадываться.

Физика возникновения вспышки света тут возникает из-за того, что мощная ультразвуковая волна в воде приводит к кавитации. Ведь звуковая волна — это чередование повышенного и пониженного давления, и если давление понизится до такой степени, что станет сильно отрицательным, то звуковая волна буквально разорвет воду и создаст в этот момент газовый пузырек. Затем, через полпериода звукового колебания, когда давление, наоборот, становится большим, этот пузырек быстро схлопывается — и в процессе резкого сжатия он нагревается.

Именно в последнее мгновение своего коллапса, когда температура внутри кавитационного пузырька достигает тысяч градусов, он и испускает короткую вспышку света. В нашем случае пузырек остается на месте, сжимаясь и расширяясь в такт ультразвуковой волне, и, испуская тысячи вспышек в секунду, порождает стабильное свечение.

Для справки, создание этого выпуска заняло рекордные полтора года. Многие пишут в комментариях, почему видео на канале выходят так редко, отвечаю, потому что! Если кто спросит какую пользу может принести данный эксперимент, отвечаю, никакую. Мы с вами просто набрались опыта в еще одном ремесле.

Как говорится, все гениальное просто!

Хомяки приветствуют вас друзья, сегодняшний пост будет посвящен визуализации звука.

Для этих целей будут использованы довольно интересные радиолампы, которые по своей конструкции представляют миниатюрные электронно-лучевые трубки с отклоняющей системой, наподобие тех, что находятся в кинескопах телевизоров. В ходе фильма узнаем как запускать подобные артефакты, какие особенности нужно учитывать при настройке, рассмотрим основные критерии при выборе абсолютно любых радиоламп, не только индикаторных. В конце разместим вакуумную пробирку в элегантном корпусе, который будет радовать вас каждый раз при прослушивании любимых музыкальных композиций.

В свое время, индикаторные радиолампы уровня сигнала произвели огромную революцию, превратив бытовые радио-приемники в нечто живое и ранее неведомое обычному жителю тех времен. В мире отсутствия светодиодов и прочих привычных для нас вещей, мигающие лампы начали свое существование примерно с 1935 года, и в ходе развития разделились на три поколения. В ходе подключим каждый из этих образцов, а пока остановимся на экземпляре второго поколения 6Е1П.

Исполнение в таком корпусе называлось пальчиковым. Прямое предназначение: настройка радиоприемников с амплитудной модуляцией и индикации уровня записи в магнитофонах. Время работы по паспорту составляет 500 часов, после чего вероятно теряется эмиссия или выгорает люминофор. Напряжение накала требует 6.3 вольта при токе в 300 мА.

Для проверки радиолампы необходима панелька, к которой удобно подпаивать провода.Её вы увидите дальше. После небольшой работы с наждачной бумагой, проверим совпадают ли паспортные данные с фактическими показаниями потребления тока. Может там чего ошиблись.

После подключения накального напряжения в 6.3 вольта ток с 600-та миллиампер начал падать, и по мере прогрева стабилизировался на 320 мА, что нам и нужно. Часть работы можно считать выполненной, так как на этом этапе миллион электронщиков умудряются спалить накал, подавая на вход что попало. Запомни! Есть паспорт...

Далее необходимо найти постоянное напряжение в 250 вольт для питания анода кратера. Обычно для таких целей используют анодные трансформаторы типа ТА24, но он чересчур большой для нашей конструкции. Предлагаю другую схему, обычный диодный мост прямо от сети 220 B. На его выходе получается примерно 210 вольт с учетом падения напряжения на диодах и пульсациями в 100 Гц. Сглаживающий конденсатор не ставим, так как напряжение в таком случае вырастит до 300 вольт. Конечно такое решение в корень не правильное и требует гальванической развязки от сети, но мне все равно "я художник, я так вижу".

Такое простое подключение запустит индикаторную лампу, и позволит ее проверить на работоспособность. Если прикоснуться к первой ножке, она же вход, то устройство при этом хорошо реагирует, открывая лепестки как змея при виде опасности. Для правильного управления лампой на ее вход необходимо подавать отрицательное напряжение. Его можно формировать с помощью детекторного каскада, состоящего из двух диодов.

Это самая простая схема управления, она подключается к выходу усилителя низкой частоты. Минус этой схемы в том, что моргание тут будет сильно зависеть от громкости, нужно будет каждый раз крутить ручку резистора чтоб подобрать нужный порог срабатывания.

Более продвинутый вариант схемы состоит из трех каскадов. Первый, это эмиттерный повторитель, состоящий из транзистора Т1, у него большое входное сопротивление для уменьшения искажений входного сигнала. Второй транзистор, это усилитель и ограничитель напряжения. Третий формирует обратную связь, которая помогает расширить рабочий диапазон лампы. Этот каскад можно отключать. Такая схема очень чувствительна, и может работать при низком уровне входного сигнала.

Собрать ее можно на монтажной плате, размер выходит довольно компактный. Тут видим 4-ре провода. Два из них это питание, остальные вход и выход сигнала.

Во избежание помех при прослушивании, нужно использовать экранированный провод, так как тут все электропомехи наводятся.

Теперь время поместить эту кучу железа в корпус. Размер его не большой, так как внутри разместится только плата управления. Накальный трансформатор установим сверху для придания антуражности. Электронно-лучевая трубка подчеркнет красоту трансформатора, или трансформатор подчеркнет трубку, да все равно! Сверлим крепежные отверстия и проводим подготовительные работы над корпусом. Отверстие для панельки фрезеруем с помощью бор машины. Желательно чтоб деталь вставлялась туго, так как крепежных элементов на панели, не предусмотрено конструкцией.

Понижающий трансформатор на 18 вольт для питания платы управления. Он небольшого размера и отлично поместится внутри корпуса. Припаиваем на выход диодный мост и сглаживающий конденсатор, так как схема усилителя требует постоянного напряжения питания.

Все соединительные провода прячем внутри корпуса, снаружи ничего не должно торчать.

В идеале все выходящие с трансформатора контакты необходимо изолировать от внешнего мира с помощью термоусадки. С обратной стороны разместим выключатель питания. Без него никуда. Всю начинку фиксируем с помощью китайского соплеклея, льем побольше, чтоб ничего не отвалилось в процессе эксплуатации. Подпаиваем к трансформатору оставшиеся детали. Тут видно два диодных моста, на выходе одного 210 вольт, на выходе второго 18. Цепляем щуп и смотрим как обстоят дела с отрицательным напряжением на выходе усилителя.

Сейчас переключатель напряжения на осциллографе установлен в положение 2 вольта клетка, но понять что-либо при касании провода пальцами не просто, сигнал желейный, прыгает туда-сюда. Более понятно с уровнем выходного напряжения становится, если подключить морзянку с телефона. Вся шкала на экране занимает 6 клеток, 6 на 2 вольта, клетка ровно -12 Вольт. Таково управляющее напряжение выходит на входе индикаторной лампы 6Е1П. Если к примеру проигрывать музыку, то сигнал будет выглядеть так...

Замеряем ток анода, мультиметр показывает 2 мА. Заглянем в справочник, и видим ту же самую цифру в 2 мА. Ток анода кратера равен 4 миллиамперам. Анод кратера, это та железка внутри лампы, которая покрыта люминофором

Как правильно выбрать индикаторную радиолампу 6Е1П? Для начала смотрим на маркировку. Нам важен ее год рождения. Вот тут к примеру два образца. Один 68-го, второй 72-го года. Вы спросите да!? И что? Да ничего, кроме того, что кратеры у этих образцов покрыты разным люминофором. Особенность заключается в том, что более старый образец не светится в спектре ультрафиолета. Следовательно, дальнейшая работа ламп будет сильно отличаться друг от друга.

Теперь посмотрим остальные виды электронно-световых индикаторов. Ранее мы рассмотрели образец 6Е1П второго поколения. К первому поколению относят индикатор 6Е5С с торцевым окном. Он начал выпускаться примерно с 1935 года фирмой Philips и имел маркировку ЕМ1. Сразу же союз позаимствовал идею и создал свой аналог. Восхищенный народ прозвал индикатор "магическим" или "кошачьим глазом". Устанавливался он на радиоприемниках СВД-9, ТМ-8, 9н-4, Маршал.

Долгое время лампа 6Е5С в нашей стране оставалась единственной. Желание разнообразить изображение на экране такого индикатора привело к разработке новых схем включения. В частности, введение дополнительного резистора в цепь кратера, который дал возможность светящимся лепесткам как бы перехлестываться при большом входном сигнале, увеличивая яркость в зоне перехлеста. Этот эффект в ранние годы развития радиолюбительства даже нашел свой отклик в эфирном жаргоне: когда оператор хотел подчеркнуть, что радиостанция корреспондента слышна очень громко, то принято было говорить «принимаю вас с перехлестом».

Дальнейшее развитие этого направления привело к появлению электронно-световых индикаторов с боковым расположением экрана. Их было разработано и выпущено невероятно большое количество. Лампу 6Е1П мы уже рассмотрели. Сейчас мигает индикатор 6Е3П. Он относится к третьему поколению. Светящийся рисунок представляет собой два столбика, растущие навстречу друг другу при увеличении отрицательного потенциала на входе.

Схема включения всех трех разновидностей индикаторов аналогична, разница лишь в нумерации ножек. Таким образом их можно легко проверять на работоспособность.

Так как эти лампы являются электронно-лучевой трубкой с отклоняющей системой внутри, то на поток электронов можно влиять внешним магнитным полем. Если поднести к примеру постоянный магнит, то можно сместить линию на аноде кратера. Если поднести магнит слишком близко, железка внутри намагнитится, и линия в нейтральном положении начнет светить куда-то в бок. Работа в таком случае выглядит не лучшим образом. То же самое происходило с кинескопами телевизоров. Исправить ситуацию можно с помощью размагничивания.

Кстати, люминофор в лампе 6Е5С не светился в ультрафиолете, это при том, что она 62-го года выпуска. Люминофор тут дно. При хорошем внешнем освещении вряд ли что-то увидите.

Индикатор 6Е1П - самый удачный по моему мнению, потому на нем и остановимся. Посмотрим как визуализируется сигнал в такт с музыкальным сопровождением... Напишите в комментариях если вы знакомы с морзянкой, это был первый язык связи, который распространился в радио эфире. Довольно любопытная вещь, но к сожалению бесполезная в наше время.

Сейчас морзянка полностью заменилась матрицей, этим шрифтом в свое время получилось сдать экзамен по физике, в котором я был ноль, наш препод при этом даже ничего не понял, гениальное изобретение.

Мне самому довелось родиться в век, когда единственной доступной электронной игрой для народа была "ну погоди" на платформе электроника. Иногда поражает какими интересными технологиями пользовались за долго до моего существования. Считаю нам с вами повезло жить в современном мире активного развития электроники.

Хомяки приветствуют вас друзья.

Сегодняшний пост будет посвящен высокому напряжению. Ламповый трансформатор Тесла является самой тихой конструкцией из всех существующих вариантов. Тут в качестве генератора ВЧ-колебаний используются мощный пентод ГК-71, благодаря которому можно получать красивые, достаточно длинные разряды в воздухе. В ходе фильма рассмотрим основные элементы конструкции, узнаем основные секреты настройки схемы и визуализируем сигнал с высоковольтной обмотки на экране советского осциллографа. Дальнейшая работа будет заключаться в компактном размещении всех элементов в одном корпусе. В общем все как вы любите. Простота, надежность и небольшая стоимость делает данную катушку доступной каждому, кто захочет скоротать свое время за чашкой чего-то интересного.

Прелесть ламповой катушки Тесла заключается в том, что одну часть деталей для нее можно достать из обычной микроволновки, а вторую из ближайшего магазина электрики. С пентодом может возникнуть проблема, вещь старая и давно не выпускается, но тот кто ищет, тот всегда найдет. В дальнейшем вы поймете что его можно заменить на любую другую лампу похожей конструкции.

ГК-71 выбран из-за эстетической красоты и небольшой стоимости. Кто не обратил внимания, анод в этой вакуумированной пробирке полностью состоит из графита, хорошая реализация для рассеивания больших мощностей, по паспортным данным эта цифра составляет 250 Вт. Номинальное анодное напряжение составляет 1.5 киловольта. Максимальная частота 20 мГц.

Данный экземпляр был выпущен в 1981 году. Достался новым прямо с коробки. Непрерывное время работы по документам составляет 1000 часов. Это примерно 42 дня. Смешно не так ли!? В год на постоянно работающем устройстве, необходимо сменить 8 таких товарищей. По некоторым подсчетам, выпущенных в свое время Ламп ГК-71 хватит еще минимум лет на 200.

Накал - это та часть которая вдыхает жизнь в любую радиолампу. Напряжение для пентода ГК-71 составляет 20 вольт, но ток при этом должен быть не меньше 3.5 ампер.В общем накал жрет 70 Вт. На рынке за символическую сумму был приобретен отечественный трансформатор ТН54-220-50. При правильном подключении обмоток с него можно получить 85 Вт без каких либо финансовых затрат.

Следующий элемент, необходимый для работы катушки Тесла, это высоковольтный трансформатор от микроволновки, буржуи называют его МОТ. Напряжение на его выходе составляет 2 киловольта, ток порядка 1 ампера. Довольно мощная и опасная вещь, может отправить вас на встречу к создателю, потому не стоит увлекаться.

Дальше идет краткий перечень элементов, необходимых для сборки конструкции:

2 масляных конденсатора от той же микроволновки, напряжение 2.1 кВ, емкость 0.95 мФ. Диодная сборка HYR-1x, ее максимально допустимое напряжение 12 кВ, ток 500 мА, по паспорту способен выдержать импульсный ток до 30 ампер. Настоящий зверь в своем роде. Резисторы типа ПЭВ-на 10-20 Вт, можно использовать любые другие аналоги буржуйского производства.

Резонансный высокочастотный конденсатор типа КВИ-3, напряжение может варьироваться от 5 до 20 кВ, для настройки было закуплено несколько таких товарищей с разным номиналом емкости на борту. Для намотки индуктора был приобретен многожильный медный провод типа ПВС, сечение 1.5 квадрата. Длина порядка 16 метров. Катушка связи имеет другой цвет и длину 10 метров. Все провода взяты по длине с запасом.

Рубильники коммутирующие силовые части, взяли с допустимым током до 15 ампер, не спрашивайте зачем так много, запас карман не жмет.

Теперь вторичная высоковольтная обмотка или резонатор. Намотка этой детали требует много времени и терпения. Тут использован медный лакированный провод толщиной 0.2 мм, мотается виток к витку на картонной основе от пищевой пленки. Диаметр трубы 55 мм. Высота намотки получилась 35 см. Витки при этом не должны пересекаться и накладываться друг на друга.

После намоточных процедур результат следует покрыть слоем диэлектрика во избежание пробоя обмотки в воздух. Эпоксид наносится в 2 слоя для надежности. В результате выйдет глянцевая, переливающаяся на свету труба, которая отнимет часть вашей драгоценной жизни. Второй дубликат катушки был намотан на пластиковой канализационной трубе диаметром 50 мм. ПВХ более надежный диэлектрик, в этом скоро убедимся. Каркас для индуктора был взят из того же картона только большего диаметра, примерно 80 мм.

Для проведения дальнейших работ, необходимо как можно компактней разместить трансформаторы, конденсаторы и прочую ерунду на какой-то крепкой основе. Листы ДСП давно валяются без дела, потому следует разметить их, и пустить в ход электролобзик, работа и звуки которого благородно влияют на жизнь ваших соседей, особенно это актуально по выходным дням.

Конструкция будет двухэтажная. Снизу разместятся трансформаторы с конденсаторами, а сверху разместим Пентод и саму катушку Тесла. Долго думая как скрепить первый этаж со вторым, решил использовать деревянные чепки. Надежность тут конечно покраснела и пошла выпивать вслед за совестью. Желе какое-то. Надеваем розовые очки и выпиливаем отверстие под радио лампу...Затем с обратной стороны делаем отверстия под провода.

Теперь про индуктор, сейчас мы точно не знаем сколько нужно витков, мотаем 40, при настройке его все равно придется отматывать в меньшую сторону для поиска резонанса. Обмотка обратной связи мотается в одну сторону с индуктором. Количество витков в два раза меньше, то есть 20. Такое соотношение встречается во многих ламповых катушках Тесла.

Момент который не очень понял. В некоторых схемах обмотка связи располагается в нижней части трансформатора Тесла, где развиваются наибольшие токи, а в некоторых сверху над индуктором. Какой вариант расположения лучше мне не известно, но в данной схеме она размещается сверху.

Панельку для установки пентода нам найти не удалось, довольно редкая вещь, потому альтернатива крепления - клеммная колодка для провода с диаметром отверстий 4 мм. Зажимы в ней отлично фиксируют ножки пентода. В качестве декоративной подставки использована фанера, которая была магнитом на двери холодильника.

Теперь время подсоединить провода к накальному трансформатору, и посмотреть все ли работает. Подаем питание и наблюдаем за показаниями амперметра. 3 ампера, как и паспорт предписывал. По мере прогрева, потребление тока незначительно падает. Камера увы не смогла передать всей красоты раскаленных ниточек внутри этого стеклянного баклажана. Здоровенное лампище!! От жеж умели делать...

Вся схема устройства довольно простая и выглядит примерно так: переменное высокое напряжение с мота выпрямляется через диод и заряжает конденсаторы от микроволновки, соединены они последовательно для увеличения рабочего напряжения. В этом случае суммарная емкость выходит пол микрофарада. Колебательный контур индуктора подключен к аноду лампы через дроссель, состоящий из 10 витков. Все управляющие сетки лампы ГК71 соединены вместе, с этого момента пентод превращается в триод. Схема автогенератора начинает работать при очень малых напряжениях на входе мота. Конденсатор в 2.2 нФ на выходе накального трансформатора служит для фильтрации наводок и высокочастотных выбросов, хотя первое = второе, второе = первое, как-то так. Обращаем внимание на подключение обмоток в первичном контуре. Точка - это нижний вывод обмотки.

В принципе сборка получилась довольно компактной. Ее работу запросто можно демонстрировать на уроках физики, вспоминая жизнь того чувака, благодаря которому у нас в розетках переменное напряжение.

Трансформатор Тесла требует хорошего заземления. Батарея не самое лучшее решение для этих дел, но за неимением ничего более подходящего и это сойдет. Контакт должен быть надежным, три метра провода должно хватить, чтоб дотянутся куда угодно в пределах одной комнаты.

В новых домах такой фокус может не пройти из-за металлопластиковых труб в системе отопления. Потому проверяем наличие напряжения между фазой и землей, должно быть 220 вольт. Некоторые пускают заземление через зануление, тоже годный вариант. Между нулем и землей существует потенциал в 3.7 вольта, Креосан недавно рассказывал как можно воровать электричество подобным способом, заряжать телефон и зажигать лампочки, вот только забыл упомянуть тот факт, что современные цифровые счетчики считают потребление энергии как по фазе, так и по нулю, максимум что вы выиграете, так это визит инспектора к себе в гости.

Итак, включаем питание накальной цепи. Лампа выходит на режим достаточно быстро, секунд 5 хватает для этого дела. Второй рубильник подает питание на мот. Ни в коем случае нельзя подавать высокое напряжение на анод лампы без включенного накала. Итак, первое включение, входное напряжения на моте регулируется с помощью ЛАТР-а, он дает напряжение от нуля до 220 вольт. Незаменимая вещь в работе с подобными схемами. Повышаем напряжение и видим, что генератор заработал. С появлением высокочастотного электрического поля светодиодный светильник закрепленный под полкой начинает немного светится и мигать.

На кончике отвертки, что служит терминалом для выхода молний появился небольшой стример. По мере повышения напряжения размер его растет, но разряды какие-то тонкие и не внушительные. Изменим положение обмотки связи, сместим ее чуть вниз. Смотрим что поменялось в работе. Постепенно повышаем напряжение...видим что разряды стали более уверенными, толще, длинней и ярче. Звук довольно внушительный, похож на глухой рев спортивного автомобиля.

Поиск резонанса осуществлялся либо отматыванием витков, либо подбором резонансного конденсатора. Начал отматывать витки. Увеличение мощности разрядов говорит от том, что мы на правильном пути. Разряды мощней, толще, длинней, самое интересное произошло тогда, когда начал увеличивать емкость резонансного конденсатора. Разряд увеличился, и на глазах начал уменьшатся. Запахло горелой бумагой.

При детальном осмотре выявилось, что картон начал прогорать. А если появился маленький прогар, то он постепенно превращается в большой, так как углерод получившиеся в результате сгорания чего либо становится отличным проводником. В общем это гангрена, которую необходимо немедленно ампутировать. Избавляемся от проблемного участка с помощью ножовки по металлу. Пару минут, проблема решена и рука подкачана.

Так как резонансный контур изменил свои характеристики путем уменьшения длины вторичной катушки, снова доматываем и отматываем витки первички. Мощность увеличивается. Настроение превосходное, пару секунд радости и конструкция начинает подводить. Вторичку пробивает на первичку. Слишком близко размещены обмотки друг к другу. Предположения были что такое может произойти, но не так быстро. Первый день настройки, и многочасовая работа отправляется на помойку. При желании эту трубу можно разрезать надвое, и сделать к примеру качер Бровина на транзисторе.

По началу хотел изолировать вторичку с помощью пластиковой бутылки, но как показывает практика этот колхоз ни к чему хорошему не приводит. Одеваем кроссовки и выдвигаемся в ближайший сантехнический магазин за сливной 10 сантиметровой трубой. Такой диаметр уменьшит коэффициент связи обмоток, что есть хорошо в данной конструкции. Диэлектрические способности у такого цилиндра куда лучше чем у обычного картона.

Поверх трубы намотаем слой бумаги, на нее укладываем витки индуктора и обмотки связи. Бумага позволяет спокойно передвигать обмотки по всей длине трубы. Устанавливать катушки удобно на заглушки, они родом из того же магазина сантехники и позволяют соблюдать центровку всего резонансного контура. Немного усилий и конструкция снова готова к работе. Повторяем процедуру включения. В начале подаем питание на накал, ждем пару секунд, а затем включаем анодное напряжение. Оно сейчас в нуле и регулируется лабораторным автотрансформатором. Включаем его и постепенно поднимаем напряжение.

Разряды с увеличением коэффициента связи стали больше и красивей...Ионный двигатель...

На этом моменте наверное стоило завершить выпуск, схема заработала, разряд мы увидели. Но по традициям канала на этом только все начинается.

Для окончательной и более правильной работы автогенератор необходимо настроить на осциллографе. Настраивать систему будем по максимальной амплитуде сигнала. Щуп осциллографа подключать напрямую к схеме не будем, для настройки разместим его на уровне тора и будем смотреть эфирный сигнал. Вся наводка, форма, частота и амплитуда сигнала отобразится на экране осциллографа. В данной схеме этой информации для настройки будет более чем достаточно. Включаем накал. Подаем анодное напряжение. Регулируем напряжение автотрансформатором....но почему-то ничего не происходит...разбираемся что не так, ага, забыли подключить заземление, бывает, прикручиваем его на свое место и повторяем процедуру включения. Крутим ручку и сигнал оживает. Это наш индикатор в мире настройки. Входное напряжение на моте всего 50 вольт, отлично, нам сейчас разряды в воздухе не нужны.

Альтернативой обнаружения высокочастотных полей может служить обыкновенная неоновая лампочка, амплитуду сигнала ею определить не выйдет, но зато можно судить о работоспособности устройства в целом, правильной или нет это уже другое дело. Итак, в процессе настройки удалось выделить два интересных режима работы. Первый это плавно затухающий импульс с небольшой амплитудой в отличии от второго режима. Сейчас мы перекидываем провода на разные витки индуктора и наблюдаем как меняется сигнал. Внимание вопрос знатокам. Какой режим автогенератора дает наибольшие разряды. Вариант "а"- с плавно затухающим сигналом, но малой амплитудой, или вариант "б"- с большой амплитудой, но коротким импульсом?

Настройка резонанса с помощью конденсаторов. У этих образцов разная емкость, как выбрать нужную? Все просто, поочередно соединяем конденсаторы параллельно индуктору и смотрим на сигнал. Нужно быть при этом осторожным, тут развиваются большие токи которые могут нанести фаталити вашей руке. Дохлые электронщики никому не нужны... Если емкость будет слишком большая, она попросту погасит всю амплитуду сигнала.

В начале выпуска я обещал рассказать зачем нужны такие массивные контакты на конденсаторах. Во время работы, особенно на резонансе, в индукторе развиваются огромные токи, порядка несколько сотен ампер, если такой ток пойдет через тонкие ножки обычного конденсатора, они попросту перегорят как перемычка в предохранителе. В данной схеме хорошо прижился конденсатор КВИ3 на 1500 пФ 10 кВ. Год выпуска 1978, раритет в своем роде, старше меня лет на 10.

Схема автогенератора работает в принудительном режиме прерывания с частотой сети 50 Гц, если растянуть во времени затухающие колебания, можно высчитать частоту работы автогенератора. Синхронизируем эту старую рухлядь и приступаем к расчетам.

Сейчас, переключатель времени деления на осциллографе стоит в положении 0.5 мкс. Это означает, что одна клетка на шкале экрана ровна 0.5 мкс. Один период синусоиды занимает 5 клеток, следовательно 5 на 0.5 ровно 2.5 мкс. Частота находится по формуле, 1 деленная на период. Считаем. 1/2.5 мкс равняется 0.4 мГц, что равняется 400 кГц. Отсюда вывод, резонансная частота настроенной катушки Тесла ровняется 400 кГц.

Расчеты могли быть более точными при наличии современного оборудования, но для данной схемы оно попросту не нужно. Так, где тут волна 106.5 FM. После настройки регулируем положения индуктора и обмотки связи так, чтоб амплитуда сигнала на осциллографе была максимальной. На этом этапе настройку ламповой катушки тесла можно считай исчерпывающей.

Потребление силовой части схемы без цепи накала составляет 720 Вт

В работе ламп есть что- то удивительное, когда берешь их в руки, возвращаешься в те далекие теплые времена. Транзисторы и прочая современная электроника со временем приедается, становится скучной. На лампу можно смотреть вечно, ну или 1000 часов пока не пропадет электронная эмиссия и катод не обеднеет. Теперь время посмотреть как это все работает.

В процессе работы схемы, лампа не перегревается и может работать продолжительное время, скажем 10 минут без перерыва. Но находятся умельцы, которые ставят на выходе мота много количественные сборки из микроволновочных конденсаторов, мощь схемы увеличивается, лампа начинает работать на пределе своих возможностей. Естественно графитовый анод лампы нагревается до красна, катод расходует свой ресурс, в общем такой режим работать будет, но не долго.

Для увеличения срока службы лампы на больших мощностях используют прерыватели, это грубо говоря переключатель, который на короткое время запускает генератор на тесле, секунда работы, секунда отдыха, как-то так. Режимы естественно можно менять.

Свечение различных лампочек в высокочастотных электрических полях это вообще отдельная тема, некоторые образцы настолько красивы, что претендуют на отдельный выпуск.

Слыхали про то, что различными солями можно подкрашивать цвет огня, сейчас проверим это на практике. Для этого берем обыкновенную поваренную соль и разбавляем ее небольшим количеством воды. Получившуюся кашу наносим на электрод. Ионы натрия должны подкрасить молнию в оранжевый цвет, это сейчас и посмотрим.

Как ярко и мощно осветилась вся комната оранжевым светом...

Данная конструкция проста в повторении, и элементарна в настройке. В ней нет дорогих деталей, хотя цена дело относительное, стоимость всех элементов составляет примерно 65 баксов не включая ЛАТР для регулировки входного напряжения в анодной цепи.

В одном из следующих выпусков мы рассмотрим полупроводниковую систему, там узнаем как рассчитывается резонанс, как управлять железом и прочую малоизвестную нормальному человеку ерунду.

Для справки.

Съемка сегодняшнего выпуска вместе с пост обработкой, написанием текста и прочими процессами заняла 2 месяца. Это можно назвать быстрым выпуском. В комментариях вы часто пишите чтоб мы снимали материал в сфере физики и электроники, сейчас так и происходит, но тут есть обратная сторона медали, время. Теперь выпуски будут выходить реже чем обычно, надеюсь вы все понимаете.

Как гласит народная мудрость - работа и труд все перетрут.

Хомяки приветствуют всех любителей экстремальных температур.

Сегодня будем делать автоматическую муфельную печь, которая без труда способна держать температуру в 700 градусов. На рынке ювелирный муфель стоит больших денег, но мы сделаем его из подручных средств используя минимум затрат. Обычная бытовая техника превратится в термокамеру, режим которой можно установить на свой вкус и цвет. Всё это возможно благодаря термоконтроллеру, автором которого является Тимофей из канала ARIMF.

Помните наш старый муфель из пеноблока? Прослужив много лет верой и правдой, он несколько раз разваливался, ремонтировался, в общем не хотел сдаваться. Сам материал изначально не был предназначен для работы с высокими температурами, что привело к растрескиванию всей конструкции. Пенобетон стал хрупким и рассыпался в руках.

Высокие теплопотери, несовершенная конструкция, примитивный термоконтроллер и оголенные провода под высоким напряжением привели нас к мысли, что так дальше нельзя жить. Литейное дело из-за такой мелочи бросать не хочется, потому нам нужен новый уровень, новый муфель, который удовлетворит наши с вами задачи, и позволит автоматизировать весь процесс прокалки.

Для этих целей одна хорошая знакомая, за что ей огромное спасибо, подарила электропечь Scarlett SC-094. Её размеры: высота 280, ширина 450, глубина 320 мм. Печка компактная и достаточно вместительная.

Внутри видно непонятные стержни сверху и снизу. Это 4-ре ТЭНА, благодаря которым происходит запекание разных вкусностей внутри духовочной камеры. Каждая сторона нагревательного элемента изолирована от корпуса керамической вставкой. Выглядит надежно...

На лицевой панели видны органы управления. Терморегулятор изначально рассчитан на максимальную температуру в 250 градусов. Нас такое не устраивает. Вместо него будет работать электроника.

Универсальный термоконтроллер, собранный Тимофеем из канала литейной мастерской ARIMF. В разработке софта так же участвовал AlexGyver. К работе данного устройства мы еще вернемся, а пока нужно определиться каким образом будем разбирать печку.

Снимаем регуляторы на лицевой стороне, под ними находятся шурупы. Выкручиваем их, и все остальное куда достает отвертка. Пять минут и мы сняли внешнюю обшивку. Почему-то казалось, что внутри должен быть какой-то теплоизолятор, но нет. Примитивная конструкция. Электроника внутри простая и надежная, извлекаем ее, все это может пригодится в будущих проектах. Один только вентилятор, гоняющий горячий воздух чего стоит.

Под ногами валяется мешок минеральной теплоизоляционной ваты. Марка МКРР-130. Приобрел ее за символическую сумму, материал б/у, но с виду и не скажешь. Резать такой материал можно обычными ножницам. Минеральная вата значительно тяжелее чем вата из аптеки, и хрупче.

Вырезаем три одинаковых по размеру куска. Общая толщина, порядка 5-ти сантиметров. Весь этот бутерброд пойдет на утепление задней стенки термокамеры, так как она напрямую контактирует с улицей, а значит максимальные теплопотери будут именно в этой части.

Другие части внутренних стенок утепляем одним слоем теплоизолятора. Так как вата тяжелая, она будет стремиться обвиснуть под собственным весом. Для укрепления используем миллиметровую стальную проволоку для сварки.

Кто-то скажет, почему внутри один слой ваты, больше давай!

Даю, внешний каркас тоже утепляем.

Теперь переходим к нагревательной части. ТЭНы внутри, не внушают никакого доверия, нужен дополнительный источник нагрева. Сделаем его самостоятельно. Тут на помощь приходят барахолки, где у каждого деда в кармане валяется теплоизолятор и ТЭН на полтора киловатта.

Подобная конструкция проверена годами и стоит копейки. Если через сто лет перегорит нихром, его можно легко заменить на новый без каких-либо усилий.

Растягиваем и впрессуем нагреватель в выемку, стараемся что бы витки не прикасались друг к другу. Концы нагревателя проденем через керамический изолятор, конструкция должна быть надежной и безопасной.

Включать и выключать нагреватели будет твердотельное реле на 25 ампер, управляемое умной электроникой. На обратной стороне расположен радиатор, который будет рассеивать тепло.

Все соединительные провода продеваем через высокотемпературную стеклоармированную электроизоляционную трубку. Если изоляция проводника нарушится, подобный кембрик защитит человечество от вымирания...

Так как место внутри позволяет, накрываем провода еще одним термоизоляционным слоем, поверх которого разместим 5-ти вольтовый блок питания от телефона. Он будет сердцем для термоконтроллера.

Утеплительная работа по фасаду здания практически завершена, собираем печку в обратном порядке, как у нормального человека, у вас останется пару лишних шурупов, которые в дальнейшем пригодятся в хозяйстве.

Включаем уже не печку, а муфель на начальный уровень нагрева. Работу ТЭНов и всего остального проверяем до полной сборки конструкции.

Зачастую стеклянные дверцы в духовках сделаны из закаленного стекла ESG, максимально допустимая температура для которого 250 градусов. Для наших режимов оно не подходит, утеплим дверь двумя слоями ваты. Крепим ее стальной проволокой, как это делали ранее.

На обратной стороне фюзеляжа разместилось твердотельное реле с радиатором.

Тут же видны провода под управления.

Во время прогрева хомяк решил попариться в бане, сейчас за березовым веником сбегаю, далеко не уходи...

Термоконтроллер Тимофея это универсальная вещь, которую каждый может запрограммировать под свои конкретные задачи. Как это сделать он показывал на своем канале.

Так как почти все опоки у меня небольших размеров, весь цикл прокалки занимает 6 часов. Первый час идет вытопка воска, следующие полтора часа проходит просушка гипса при 120 градусах, затем плавный набор температуры до 700 градусов и снижение её до температуры литья. Сразу скажу, что все цифры по времени и температуре просушки, в зависимости от размеров опок, указаны в документациях к ювелирным формомассам.

Вот пример температурного режима для формомассы Kerr CAST 2000. Видим, что для больших опок размером 100*200 мм весь цикл прокалки занимает 12 часов. Так же ниже указаны температуры литья для разных изделий.

Все эти параметры можно установить в умном термоконтроллере. Размещается он снаружи, чтобы избежать случайного перегрева. Небольшой неодимовый магнит позволяет установить мозги на любой высоте и под любым углом. Вся переделка духовки заняла общим счетом один день, не считая сборки контроллера.

Теперь пора посмотреть как все работает на практике. На стадии вытопки, воск внутри опоки станет жидким, его необходимо куда-то слить, иначе в дальнейшем он устроит газваген не только квартире, а и всему району.

Простое приспособление позволит собрать воск, и под конец вытопки контейнер нужно извлечь.

На этапе просушки внутренние стенки стеклянной дверцы покрылись конденсатом, который исчезнет в процессе дальнейшей работы, которая будет проводиться уже на подоконнике.

Примерно на 300 градусах воск начнет выгорать, если не поставить хорошую вытяжку, то он разъест глаза, если не дым, то участковый, который постучит в дверь вскоре после начала процедур. А там еще пожарники приедут и весь штат сотрудников "Люди в черном".

После плавного повышения температуры до 700 градусов, пора заглянуть во внутрь, и посмотреть как там хомяк поживает... Где-то он пропал, зато приток свежего воздуха спровоцировал возгорание остатков не пойми чего. ТЭНы работают, опоки красные, дела прекрасные. Закрываем дверь, не увлекаемся...

Интересный момент. Внутри муфеля, термокамера разогрета докрасна. Ради любопытства засунул термодатчик под стеклянную крышку. Термометр показал температуру в 116 градусов. Но это не самое интересное, на внешнюю часть дверцы можно спокойно положить руку, что показывает насколько хороша минеральная вата в качестве теплоизолятора.

Пока внутри печки что-то происходило, мы не теряли время и приготовили пару отменных хот-догов. Не пора ли подкрепиться! Набрались сил, и заранее подготавливаем литейное место, проверив на работоспособность газовую горелку и центробежную машинку.

Процесс прокалки завершился. Внутри муфель поддерживает литейную температуру.

Пора доставать опоку!

И переходить к процессу, который каждый раз завораживает при виде жидкого металла.

Сегодня мы отливали копию древнего креста с эмалями, и черняховский амулет топорик, которому примерно тысяча восемьсот лет...

Пора сделать выводы по работе конструкции. На удивление теплоизоляция муфеля оказалась выше всех ожиданий. Места, куда выходили продукты сгорания воска, слегка поменяли цвет. Тонкие нагреватели вначале показались игрушечными, но тем не менее на сегодняшний день они прошли 4-ре цикла прокалки и всё еще продолжают работать. Вероятно это благодаря основному нагревателю, в гармонии с которым маленьким ТЭНам не приходится работать на полную мощность. Нихром на самодельной комфорке чувствует себя хорошо...

Слабым местом конструкции оказался датчик температуры. Термопара К типа хоть и предназначена для измерения высоких температур до 1300 градусов, но на практике оказалось все не так однозначно. При длительном запекании на относительно не больших температурах, то ли хромель, то ли алюмель решили уйти на пенсию. При малейшем касании провода, он ломается, притом это не первый случай, в старом муфеле такая же история происходила.

Во время прокалки не давал покоя блок питания, который внутри корпуса, казалось что он перегреется и выйдет из строя, но нет, боковые стенки духовки едва достигали температуры 45 градусов.

Стоимость всего изделия не превысила 25 баксов. Вряд ли заводские аналоги могут сравниться с весом, габаритами и стоимостью с нашей проделанной работой. Термоконтроллер Тимофея зарекомендовал себя во многих литейных мастерских, и мы не стали исключением.

Как гласит народная мудрость - мастерство не пропьешь, а вот мастерскую можно.

Хомяки приветствуют вас друзья.

В сегодняшнем выпуске мы будем проверять на что способна автомобильная подушка безопасности, если ее поместить во внутрь другой подушки, перьевой! Не будем тянуть резину и переходим сразу к делу, поехали!

Всё началось одним прекрасным вечером. Сплю себе такой, за окном сверчки, звезды...

И тут хоп, нужно взорвать подушку! Кажется эта отлично подойдет. Хватаю телефон и набираю человека у которого есть колеса. Но не те что вы подумали......

Уже утро, мы битком забились в автомобиль мечты, и едем прямо, подыскивая по дороге подходящее место, где можно провести операцию «подушка в подушке». Кто-то вдалеке заметил подходящую локацию. Жмем на тормоза, хватаем вещи, передвигаемся незаметно. 

Бинокль не подвел. Место что надо. Погода радует. Солнце светить, небо синеть, трава зеленеть!)

Распаковываемся, достаем самое необходимое. GoPro, очки, нож, банан. Пару проводов…

Достаем подушку безопасности. Она от сидений Митсубиси Паджеро. Вытащил у босса с тачки. Не повторять! Суем, засовываем, помещаем черную запчасть в недра подушки. Надрез забрызган перьями, еще немного. Подключаем провода. Руки трясутся, наркомовский литр всадил, уже никакой.

Выполнил пункт - посадил дерево, осталось еще два. Чувствуешь себя мужиком. Третий литр был лишним, не могу попасть, нужно сосредоточиться. Включаем Дзен, ловим волну, антенну ставим на место...

Парни без печали, размотаем кого хочешь. Кто обижает говори!

Как два пальца. Из подушки торчат потроха. Это нормально. Куры в шоке. Качественный продукт. Красивый кадр, не хотел обрезать. Эпично. Честно. Без наезда.

Зажимаем провода сюда. Контакты надежные. Пульт управления простой. Отработал 8 лет. Гарантия не вышла. Давай взрывай уже! Не спешим, все будет. Момент близко близко. Крутим ручку генератора. Заряжаемся силой земли.

Устанавливаем съемочное оборудование. Техника серьезная. Подарок фирмы M@rs MD. Поисковая техника. Удивлен, внезапно, спасибо, убегаем. Еще две камеры. Раздаем по рукам. Ищем ракурсы. Все готово.

Достаем указательный палец, жмем на красную кнопку.

Что это было, верните деньги. Спилберга на мыло.

Прилег отдохнуть. Все пошло не по плану. Исправляем ситуацию, собираем перья. Возвращаем природе природный вид. Перьев много, все не собрать. Подушка ремонту не подлежит.

Роюсь в кармане, что-то нащупал. План Б рядом с яйцами. Череп в огне. Сатана с фитилем. Времени будет не много. Суем качан в подушку. Просим у прохожего зажигалку. Если есть порох, дай огня...

Поджигаем бикфордов шнур. Горит сантиметр в минуту. У нас секунд 30. Удаляемся.

Как вам картинка с видеокамеры!? Китайский телефон снимает на уровне с основной видеокамерой. Не думал что доживу до этого. Уходим подальше. Наблюдаем...

Совсем другое дело, в пух и прах...

Занимательный получился эксперимент. Пишите в комментариях что еще можно проверить с помощью подушки безопасности. А на этом все, подписывайтесь чтоб не пропустить новые интересные посты... Вот так вот

Хомяки приветствуют вас друзья.

Благодаря вам, наше количество подписчиков перевалило за 100,000. В этом звездном посте мы будем отливать настоящую серебряную кнопку YouTube, используя древние технологии. В ходе построим земляную печку, и попробуем получить высокие температуры. Форму для литья вырежем из розового шифера, как это делали наши предки на протяжении тысячелетий.

Производство любого серийного изделия в древнем мире, начиналось с изготовления формы для литья. Это розовый шифер привезен из Овруча одним хорошим знакомы. Делим эту вырезку на фрагменты, с которыми будет удобно работать. Про происхождение, добычу и богатую историю этого камня мы рассказывали в предыдущих постах. Потому, переходим сразу к работе.

После финишной шлифовки внутренних сторон формы, нужно прикинуть каких размеров будет вырезаемая кнопка. Распечатаем ее на принтере, читерство никто не отменял.

Перевести контуры кнопки можно с помощью карандаша, но если вы не художник то лучше использовать графитовую краску, она черная и на ее фоне отчетливо видны все вырезаемые границы. Дальше запасаемся терпением, и начинаем вгрызаться в породу. Из уважения к нашим предкам, использую только ручные резцы, никаких бормашин и прочей современной техники.

Форма хоть и кажется простой, но на ее создание ушло более 4‑х часов. Материал хрупкий, и работать с ним нужно осторожно!

Когда всё  готово собираем вещи и выдвигаемся в секретное место, где мы заранее соорудили земляную печку в которой будем плавить металл. Все должно выглядеть как тысячу лет назад!

На практике оказалось всё сложнее, чем представлялось. Из-за плохо продуманной системы поддува, три мужика с большими усилиями не смогли поднять температуру в тигле до отметки в 1000 градусов. Серебро превратилось в жидкую каплю, но дело в том, что когда мы достаем тигель из печки, оно тут же застывает. Потому план Б.

Перемещаемся в лабораторию и используем старый добрый бутан. Но есть одно, но, тут 40 грамм серебра, такой объем металла мы бы плавили до прихода Врангеля и мистера Сеньора Помидора...

Прописываем читы и на столе появляется специальная горелка, которая дает температуру в 1980 градусов. МАПП газ - это смесь пропина, пропадиена и пропана. Он на 30 процентов эффективней самого пропана. В общем отец пролетариата доволен.

Разогреваем стальной тигель где на дне застыло серебро, и извлекаем его.

В процесс манипуляций, неосторожные движения привели к тому, что два пальца на руке были поджаренные до хрустящей корочки. Несколько дней палец ничего не ощущал, затем пошли пузыри, боль и страдания. Пропустим некоторые кадры из этой хроники и перейдем к литью.

Первая отливка получилась как тот первый блин, который комом. Помимо того что металл разбрызгался, да еще и форма разошлась.

Попытка с грохотом провалилась. Приемная комиссия указала пальцем на дверь и мне пришлось уйти опустив нос. Но стапээ...У нас есть стяжки...

С помощью простого механизма, притянем половинки друг к другу. Так-то лучше, попытка №2.

В принципе результат вышел лучше первого, но все равно что-то не то. Нужно пробовать еще, еще и еще. Расплавляем кнопку, и подготавливаем металл для новых попыток.

В принципе результат вышел лучше первого, но все равно что-то не то. Нужно пробовать еще, еще и еще. Расплавляем кнопку, и подготавливаем металл для новых попыток.

В начале думал не вставлять следующие кадры, но это же литье, тут есть взлеты и падения, все как в жизни, потому показываю все как есть.

ПОПЫТКА №3

ПОПЫТКА №4

Все неудачные попытки отлить кнопку привели к тому, что форма потрескалась и стала непригодна для дальнейшего использования, что еще раз доказывает неверную трактовку использования данного материала в качестве формы для литья.

Нужно все ремонтировать. Для этого разведем гипс и замажем все трещины. Ранее в постах, мы уже пытались отливать по такому принципу. И пришли к тому, что подобные формы служили исключительно для создания восковых копий.

Для создания восковых копий, древние люди использовали пчелиный воск. Он достаточно капризный материал. Дело в том, что в расплавленном состоянии он слишком жидкий, и умудряется намертво прилипнуть даже через жировую прослойку на форме.

Современный инжекторный воск менее прихотлив к температурным режимам, потому продолжим работу именно с ним. В подобном исполнении даже вторая половина с литником не нужна. Расплавляем материал в выемке и он принимает нужную форму.

Так как каменная модель у нас уставшая, восковка получилась с гипсовыми и прочими налипами, которые нужно убрать. Инжекторный воск отлично поддается механической обработке. Счищаем ножом всё лишнее и результат не заставит себя долго ждать.

Отливка получилась достаточно массивная, в ней предусмотрено аж три литника, по которым будет поступать жидкое серебро. На литниках делаем компенсатор, который должен скомпенсировать усадку металла в момент застывания. Делаем все по технике Тимофея из литейной мастерской "ARIMF".

В древности восковку облепили бы глиной, прокалили и залили металл. Современная технология похожа. Помещаем восковку в опоку и параллельно подготавливаем специальную гипсовую смесь "Kerr Cast 2000". Заливаем ее в форму, ждем пока засохнет.

Ставим опоку в автоматическую муфельную печь для вытопки воска и дальнейшей прокалки.

Как переделать такую духовку, мы покажем в одном из следующих постов.

При прокалке, остатки воска в опоках начинают выгорать и, следовательно, дымить, что требует дополнительной вытяжки в виде вентилятора. Также заранее подготовим серебро, чуть больше 40 грамм 925 пробы.

Печка опустила температуру до 500 градусов, а это значит что можно приступать к самому волнительному моменту. Достаем опоку и перемещаем ее прямиком в центробежную машинку.

Кладем внутрь слитки серебра и начинаем процесс плавки и танцев.

Кнопка отлилась как надо. Ближе к литнику видны небольшие поры на металле. Взглянув на компенсатор, можно увидеть что он частично справился со своей задачей, отдав часть себя основному изделию.

Осталось механически обработать металл и довести его до блеска...

Кнопка YouTube готова и блестит как у Котэ яйца. В процессе мы скрестили как древние, так и современные технологии литья. Нужно отдать должное ремесленникам тех времен, так как для создания подобного изделия нужно задействовать целое море процессов и различных материальных ресурсов.

Оформим кнопку в соответствующем стиле, с использованием настоящей древней керамики, которая сопровождает нас на различных поисковых выездах...

Вес кнопки получился почти 32 грамма. И не нужно говорить, что по размерам она не такая, как настоящая. Оригинальная кнопка YouTube,  весила 116 грамм и была сделана из цинка, а новые кнопки вообще из алюминия делают. А у нас чистое серебро!