کویل تسلا (Tesla Coil) جرقه‌ای با درایور ZVS

حتی کویل‌های تسلای سایز متوسط هم می‌تونن به شدت خطرناک باشن. خطر اصلی فقط جرقه‌هایی که می‌بینی نیست، بلکه خود اسپارک گپ و خازن‌های ولتاژ بالا هستن. اسپارک گپ‌ها با جریان‌های بسیار بالایی کار می‌کنن و می‌تونن باعث تخلیه ناگهانی، پرتاب ذرات داغ فلز، تداخل شدید الکترومغناطیسی و تولید گازهای سمی مثل ازون بشن.

خازن‌های ولتاژ بالا انرژی فوق‌العاده زیادی رو ذخیره می‌کنن و حتی بعد از قطع کردن برق، ممکنه شارژ باقی بمونن؛ تماس تصادفی باهاشون می‌تونه کشنده باشه. از اونجایی که این نوع کویل‌ها مدار محافظ سریع و کنترل دقیقی ندارن، ممکنه قطعات به طور ناگهانی و غیرقابل پیش‌بینی خراب بشن. پس حتما با نهایت احتیاط کار کن.

+1

برای این مدار به 60 عدد خازن CBB81 با ظرفیت 22nF و ولتاژ 2kV نیاز داریم. این خازن‌ها رو باید به صورت 4 ردیف 15 تایی سری کنی و روی هر خازن یک مقاومت 10 مگااهم قرار بدی تا بعد از خاموشی، بار خازن‌ها تخلیه بشه.

نکته خیلی مهم اینه که طول سیم‌کشی تمام ردیف‌ها باید دقیقا برابر باشه. اگر طول خطوط یکسان نباشه، جریان الکترون‌ها نامتوازن می‌شه و این موضوع می‌تونه باعث داغ شدن بیش‌ازحد و افت راندمان بشه. با این ترکیب، یک بانک خازنی با ولتاژ 30 کیلوولت و ظرفیت کل حدود 26.7 نانوفاراد به دست میاریم.

البته برای رسیدن به رزونانس ایده‌آل، بهتره ظرفیت نهایی بین 28 تا 30 نانوفاراد باشه که می‌تونی با تغییر تعداد خازن‌ها بهش برسی.

برای سیم‌پیچ اولیه، از لوله مسی با ابعاد حدود 6 در 4 میلی‌متر استفاده کردم و اون رو به اندازه 8.5 دور پیچیدم. به خاطر همین تعداد دور، مجبور شدم تعداد خازن‌ها رو تغییر بدم تا به رزونانس بهتری برسم. برای سیم‌پیچ ثانویه هم از یک لوله پلاستیکی با ابعاد 30 در 5 سانتی‌متر استفاده کن و 1500 دور سیم لاکی مسی بسیار نازک (حدود 0.12 میلی‌متر) دورش بپیچ.

پیشنهاد می‌کنم برای نتیجه بهتر تو پروژه خودت، سیم‌پیچ اولیه رو 10 دور بپیچی و آرایش خازن‌ها رو به 3 ردیف 15 تایی تغییر بدی.

+1

تورویید به عنوان یک خازن در بالای سیم‌پیچ عمل می‌کنه که در نقطه شکست، شارژ و دیس‌شارژ می‌شه. من اول از مقوا، چسب و فویل آلومینیومی برای ساختش استفاده کردم، اما چون سطحش ناصاف بود، جرقه‌ها به جای یک نقطه مشخص، از همه‌جا بیرون می‌زدند. بهتره از همون اول از لوله خرطومی آلومینیومی تهویه استفاده کنی.

ابعاد تورویید من 16 در 4.5 سانتی‌متره و ظرفیتی حدود 20 پیکوفاراد داره. یادت باشه ابعاد تورویید روی فرکانس کل کویل تسلا تاثیر می‌ذاره. برای نقطه خروج جرقه (Breakout point) هم از یک تکه سیم مسی ضخیم 2 میلی‌متری استفاده کردم.

ساخت اسپارک گپ کار ساده‌ایه، اما حیاتی‌ترین نکتش اینه که فاصله‌اش حتما قابل تنظیم باشه. این فاصله مستقیما روی فرکانس کار کویل تاثیر می‌ذاره. وقتی ولتاژ رو بالا می‌بری، خازن‌ها سریع‌تر پر و خالی می‌شن.

اگر فاصله اسپارک گپ درست نباشه، تعداد آرک‌ها در ثانیه خیلی زیاد می‌شه و جرقه‌ها کوچیک درمیان؛ علاوه بر این، گاز ازون بسیار زیادی هم تولید می‌شه. پس باید برای هر تغییر ولتاژ و جریانی، فاصله اسپارک گپ رو با دقت تنظیم کنی.

برای قرار دادن قطعات می‌تونی از باکس‌های آماده، چوبی یا حتی پلاستیکی استفاده کنی. یکی از مهم‌ترین کارهایی که باید انجام بدی، ایجاد یک اتصال زمین (ارت) قدرتمنده. اگر سیم‌پیچ ثانویه درست زمین نشه، نه‌تنها طول جرقه‌ها خیلی کوتاه می‌شه، بلکه ممکنه سیم‌پیچ اولیه مستقیم به ثانویه آرک بزنه و کل زحماتت رو از بین ببره.

من از فویل آلومینیومی در کف استفاده کردم و اون رو به سیم مسی انتهای سیم‌پیچ ثانویه وصل کردم.

تبریک می‌گم! کویل تسلای تو آماده است و حالا می‌تونه آرک‌های جذابی با طول بیشتر از 8 سانتی‌متر تولید کنه. از این رعد و برق‌های مینیاتوری حسابی لذت ببر.

مشکل اصلی در نسخه اول این کویل، همون ناصاف بودن تورویید بود. تصمیم گرفتم به محض تهیه قطعات، یک تورویید جدید بسازم و نتایجش رو بهتر کنم. همچنین تو برنامه‌ام هست که یک کویل تسلای حالت جامد (SSTC) هم بسازم. تا همین جای کار هم یک پروژه فوق‌العاده رو پشت سر گذاشتیم!

همون‌طور که گفتم، رفتم سراغ لوله خرطومی تهویه آلومینیومی و یک تورویید جدید با قطر 6 سانتی‌متر ساختم. این نسخه یکم بزرگ‌تر از قبلیه ولی خیلی بهتر کار می‌کنه. برای نصب راحتش روی سیم‌پیچ، از یک چرخ پلاستیکی ماشین اسباب‌بازی استفاده کردم! این چرخ دقیقا اندازه بود و سوراخ وسطش هم برای عبور سیم مسی عالی کار کرد.

همون‌طور که انتظار داشتم، با این تورویید صاف، جرقه‌ها دیگه از همه‌جا نشتی ندارن و فقط از نقطه مشخص‌شده شلیک می‌شن.

ساخت یک کویل تسلای جرقه‌ای، با تمام چالش‌ها و ریزه‌کاری‌هایی که برای تنظیم رزونانس و خازن‌ها داره، یکی از هیجان‌انگیزترین پروژه‌های ولتاژ بالاست. دیدن این آرک‌های قدرتمند که هوا رو می‌شکافن، خستگی کل کار رو از تن بیرون می‌کنه. امیدوارم از این پروژه حسابی لذت برده باشی و با مکانیزم SGTC به خوبی آشنا شده باشی.

اگر تو هم تجربه‌ای در ساخت کویل تسلا داری یا ایده‌ای برای قوی‌تر کردنش به ذهنت می‌رسه، حتما نظرت رو برامون بنویس. یادت نره تو پروژه‌های ولتاژ بالا، ایمنی همیشه حرف اول رو می‌زنه. با آیسی‌مدار همراه باش تا پروژه‌های خفن‌تری رو با هم بسازیم!