Взрывмашинка из подручных средств

Если вы любите что-нибудь повзрывать, то вам обязательно приходили мысли о своей взрывмашинке. Она имеет массу достоинств таких как полная предсказуемость, надежность и отсутствие элементов питания. Ваш фейерверк никогда не сработает у вас в руках.

Итак, из чего состоит устройство. Она состоит из генератора, приводимого в движение ручкой, и конденсатора большой емкости. Генератором мы заряжаем конденсатор, а потом, когда нужно инициировать заряд, просто разряжаем его на наш запал.

Поиск деталей

Генератор. В качестве генератора я использовал шаговый двигатель,  от какого-то древнего матричного принтера. Выбор в пользу шаговика был сделан исходя из того, что у него относительно низкая скорость вращения вала, при которой он начинает вырабатывать электрический ток, а также высокое напряжение этого электрического тока.  Кроме того, этот шаговик был у меня в наличии.

Редуктор. Для того чтобы шаговик генерировал напряжении примерно 40В необходимо вращать его вал со скоростью  больше 30об/с. Крутить вал рукой естественно затруднительно, поэтому нужен редуктор. Для меня редукторы всегда были больной темой во всех устройствах,  и делать его было совершенно не из чего …   но к счастью у себя в хламе я нашел старый советский механический будильник. Размер  и шаг зубьев идеально совпал с шестерней которая была напрессована на вал шаговика, оставалось только выкинуть оттуда круглый корпус,  баланс и другие ненужные детали.

Из всех шестерен нам нужны только большая шестерня с храповиком на вал которой накручивается заводная ручка и зацепленная с ней шестерня поменьше. На ее вал надевается, по моему, минутная стрелка.  Храповик необходимо блокировать, вставив винты в отверстия большой шестерни.  Заводную ручку нужно  переделать, чтобы увеличился рычаг и было легче крутиь. Сначала я загибал уши ручки и вставлял в них гвоздь, но потом эта конструкция разрушилась и гвоздь пришлось просто приварить. Теперь нужно прикрепить шаговик к редуктору, так чтобы он вошел в зацепление с меньшей шестерней, но не сильно туго к ней прижимался, так как это затруднит вращение. Конечно пришлось извратится, и, я думаю, у вас получится лучше. 

Электрическая схема.  Обычно шаговик имеет шесть выводов  -  две обмотки  со средними точками. При вращении вала на них наводится переменная синусоидальная эдс сдвинутая на 90⁰. Опознать где какой вывод легко, для этого нужно иметь китайский тестер . Выставляем тестер в режим измерения сопротивления на предел 200 (или 2k) и подключаем один щуп к любому проводу. Другим щупом начинаем тыкать в другие провода. На двух из них тестер должен показать какое-то сопротивление, на остальных трех – бесконечность. Отделяем эти два провода к первому и склеиваем изолентой. Также собираем в пучек оставшиеся три провода. Эти два пучка – выводы двух обмоток. Теперь нужно определить какой из трех выводов обмотки является средней точкой. Для этого снова меряем  тестером сопротивление между выводами обмотки в различных комбинациях.  Когда тестер покажет наибольшее значение, помечаем эти концы. Оставшийся провод  - средняя точка обмотки, его можно отрезать, а можно и оставить. То же самое проделываем и со второй обмоткой. Для зарядки конденсатора вырабатываемую ЭДС необходимо выпрямить. После долгих раздумий и моделирования в LTspice, какую схему выпрямителя сюда лучше поставить, была выбрана схема Ларионова, так как она выдает максимальную мощность при прочих равных условиях.  Конденсатор должен быть рассчитан на рабочее напряжение 50В и как можно большую емкость.  Но чрезмерно большой она тоже не должна быть, так как тогда увеличивается время, которое нужно затратить на ее заряд. Вобщем здесь лучше экспериментально подобрать. У меня этот конденсатор имел параметры C = 4700мкФ, U = 50В.

Большая красная кнопка. Конечно, можно было напрямую подключать наш кабель с запалом к конденсатору через механическую кнопку, но мне не хотелось иметь потери на дуге при замыкании и постоянно менять кнопку, из – за того что она будет подгорать. Все-таки разрядный ток короткого замыкания конденсатора очень большой. Поэтому было принято решение использовать бесконтактную коммутацию и применить тиристор. Тиристор – потому что он имеет огромный допустимый неповторяющийся пиковый ток. В том же хламе что и будильник был найден древний тиристор КУ202Н. Он включается вместо кнопки в разрыв кабеля запала. Напряжение для отпирания тиристора мы будем брать с нашего зарядного конденсатора. Резистор служит для ограничения тока протекающего через управляющий электрод в допустимых пределах. Теперь чтобы инициировать запал нужно просто подключить управляющий электрод через резистор к зарядному конденсатору. Это можно сделать любой маломощной кнопкой.

Кабель. Для  соединения запала с взрывмашинкой нужен кабель. Он должен быть достаточно длинным, чтобы можно было отойти на безопасное расстояние и иметь достаточное сечение чтобы не было больших потерь напряжения. Белую телефонную лапшу лучше не брать, так как померяв сопротивление такого кабеля длинной метров  15, я ужаснулся. Лучше взять обычный ШВВП 0.5 или что-нибудь подобное.  

Запал. Запал делается из двух медных проводков длинной сантиметров  5,  и кусочка нихромовой проволоки. Ее можно достать из нагревателя паяльников, фенов, плоек, или проволочных переменных резисторов. Толщина проволоки должна быть примерно 0,3 – 0,2мм. Присоединяем проволоку к медным проводам так, чтобы ее длина между проводов была примерно 4мм, убеждаемся что провода не замыкаются между собой раньше нихрома  и фиксируем всю эту конструкцию изолентой или скотчем. Мажоры могут использовать термоусадочную трубку. После этого проверяем запал тестером в режиме прозвонки – должен звониться. 

Проверка. После сборки устройство его можно и нужно проверить. Для этого нужно быстро крутить ручку в течение 10с, а потом замкнуть чем-нибудь металлическим выводы конденсатора.  Если все сделано правильно то при замыкании вы поймаете зайчика. А дальше – полевые испытания! Удачных запусков фейерверков!