В своей предыдущей статье я описывал сборку самого маленького в России (на тот момент) лампового трансформатора Теслы. Напомню, что собран он на сверхминиатюрном стержневом пентоде 1П24Б-В, ну а подробнее можно узнать из самой статьи. В тот раз мне не удалось запитать конструкцию от батареек полностью, но теперь это сделано, и я расскажу об этом.
Как известно, для питания ламповых схем нужно повышенное напряжение. Большинство электронных ламп требуют на аноде напряжение свыше 100 вольт. Очевидно, что получать такое напряжение, просто соединяя последовательно батарейки, можно, но этого, по понятным причинам, делать не имеет смысла. Для решения подобных задач существуют импульсные повышающие преобразователи напряжения. Схем подобных устройств полно: от однотактных блокинг-генераторов до мощных мостовых преобразователей, управляемых специальными драйверами. В случае Фемтотеслы, выбор оказался не столь велик: блокинг-генератор слишком груб, мосты-полумосты для данной задачи слишком мощные; остаётся лишь старый и добрый преобразователь на NE555. На форуме Сайта Паяльник мне посоветовали один очень интересный ресурс, после изучения которого я приступил к сборке устройства. Начну я как всегда — со схемы.
Список номиналов элементов находится в конце статьи. Опытный радиолюбитель сразу заметит на схеме одну странность: на выходе преобразователя отсутствует сглаживающий конденсатор. Строго говоря — это недочёт, однако ставить его в схему я не стал намеренно. Во-первых, конденсаторы, рассчитанные на выходное напряжение схемы, достаточно большие, а устройство должно быть максимально миниатюрным. Во-вторых, в случае работы без нагрузки, конденсатор накапливает энергию и разряжается не сразу после отключения устройства, то есть может дать хороший заряд бодрости (а учитывая его типовую ёмкость — вполне даже опасный) при халатном обращении. Кроме того обнаружилось узкое место при подборе деталей: керамический конденсатор C3, ёмкостью 100 пФ рассчитан на напряжение в 50 Вольт, хотя на практике напряжение на нём будет ощутимо выше. Проблема в том, что конденсаторов требуемой ёмкости, но на напряжение выше 50 Вольт я не нашёл. Очевидно, что керамика выдержит(и, как выяснилось, выдерживает) напряжение в 150-200 Вольт, но злоупотреблять этим запасом не следует. В остальном схема ни чем не примечательна.
Начать реализацию устройства я решил с печатной платы, потому что схема была проверена множество раз, и не лишь мной. Сначала был отрезан кусок фольгированного текстолита размерами 4х4 см.
Затем карандашом были размечены дорожки и засверлены отверстия.
После этого проводилась самая кропотливая работа — отрисовка дорожек специальным нерастворимым маркером по обратной стороне платы.
На этот этап у меня ушло около часа. После этого был приготовлен раствор хлорного железа (FeCl3) и плата была отправлена в ванночку. Тут должен дать совет: раствор должен быть горячим. Во всяком случае, чем выше его температура — тем быстрее будет происходить процесс. Я же в этот раз наивно налил холодной воды из крана и ждал около 2 часов, хотя при температуре около 40-50 градусов полное протравливание происходило уже через 20 минут.
После травления в раствор был залит гидроксид натрия(NaOH) для нейтрализации. В результате реакции из щёлочи и хлоридов меди с железом образовалась безобидная поваренная соль(NaCl) и нерастворимые гидроксиды меди и железа, причём последний — обыкновенная ржавчина. На дне ванночки можно наблюдать осадок. Его можно спокойно слить в ближайшие кусты.
Затем плата была протёрта Уайт-спиритом, чтобы снять краску маркера.
После снятия маркера, плату следует тщательно промыть в тёплой воде с мылом. После этого начинается последний этап — монтаж компонентов.
Здесь должен дать ещё один важный совет. Думаю, для всех очевидно то, что паять припоем неизвестного состава нельзя, причём дело тут далеко не лишь в качестве пайки, а ещё и в его возможной токсичности. Тот припой, которым паялся преобразователь, судя по моему кашлю в течение 3 дней, содержал кадмий. Найден он был где-то в старых паяльных принадлежностях и не имел никаких опознавательных знаков. Берегите своё здоровье, и здоровье окружающих!
Перед распайкой деталей, плату нужно облудить. В заводских продуктах лужение производится строго в районе отверстия под ножку, однако нет никаких причин для того, чтобы не покрыть припоем всю медь.
На всякий случай приведу цоколёвки транзисторов и микросхемы.
Цоколёвка BC547:
Цоколёвка IRF740:
Цоколёвка NE555:
Очевидно, что в таком виде плату считать готовой нельзя — нужно счистить канифоль (или флюс). Обычно для этого используют чистый медицинский спирт, однако с этой задачей с лёгкостью справляется растворитель № 646. Главное — не допускать попадания растворителя на электронные компоненты с обратной стороны платы.
После этого преобразователь готов к работе. Осталось совсем немного — сделать сборку пальчиковых батареек на 9 вольт.
Теперь можно переходить к тестированию непосредственно с Фемтотеслой.
Собираем всё вместе, подаём питание накала, а далее подключаем преобразователь к сборке пальчиковых батареек(их там 6 штук).
Скажу сразу, что большой мощности ожидать от этой катушки не следует. Разрядов она не создаёт, «неонки» зажигает лишь если они поднесены вплотную к ней, однако катушка всё же работает! Самое впечатляющее — её размеры: комплект из собственно катушки, запасных частей к ней и преобразователя помещается в маленькую картонную коробочку от дифференциального автомата. Для оценки размеров, я поставил рядом пальчиковые батарейки.
Думаю, теперь конструкцию можно считать полностью готовой. На этом у меня всё. Всем здоровья!
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
C1
Конденсатор470 мкФ1
ЭлектролитическийR1
Резистор56 кОм1
0.25 ВтVT1
Биполярный транзисторBC5471
NE555
Программируемый таймер и осцилляторNE5551
В пластиковом корпусеC2
Конденсатор2.2 нФ1
МеталлоплёночныйR2
Резистор1 кОм1
0.25 ВтR3
Резистор10 кОм1
0.25 ВтL1
Катушка индуктивности100 мкГн1
1 АVT2
MOSFET-транзисторIRF7401
Нужен небольшой радиаторR4
Резистор2.2 кОм1
0.25 ВтC3
Конденсатор100 пФ1
Керамический, 50 ВVD1
Выпрямительный диодBA1591
R5
Резистор220 кОм1
0.25 ВтR6
Переменный резистор1 кОм1
Можно заменить подстроечным. 0.25 ВтR7
Резистор470 Ом1
0.25 ВтДобавить все