Электронная спичка своими руками. Делаем электроспичку в домашних условиях. Принцип действия электронной спички

Доброго времени суток, уважаемые самоделкины .
В этой статье AKA KASYAN покажет процесс сборки "вечной спички". Конечно, не совсем вечной.

Классически, такие изделия представляют из себя небольшую герметичную емкость, с горючим жидким топливом внутри. Вторым элементом таких устройств является кремень, чиркаш.
Короче говоря это нечто среднее между зажигалкой и спичкой.

Естественно они не вечные. Топливо заканчивается, да и кремень, фитиль, другие детали, тоже изнашиваются.
Автор - дружит с электроникой, а механические заморочки - не его тема. Он изготовит необычную электронную спичку.

Авторская версия относится к классу плазменных, либо электродуговых.

Основные компоненты.
Основной источник питания, аккумулятор 3,7В.
Высоковольтный преобразователь напряжения.
Дополнительнй источник питания, солнечная батарея.
Тактовая кнопка и переключатель ON/OFF.
Узел подзарядки АКБ - обычный диод и стабилитрон.
ФУМ лента или скотч.
Провода 0,5мм и 0,05мм

Повышающий преобразователь автор сделает самостоятельно. Для нелюбителей мотать трансформаторы вручную можно часть статьи пропустить и приобрести такой в Китае за пару долларов. Хотя основы приготовления трансформатора из хлама - должен знать каждый, на всякий случай;)

Итак, преобразователь питается от аккумулятора. Создаваемое выходное напряжение составляет несколько тысяч вольт.

На электродах образуется высокочастотная высоковольтная дуга, имеющая очень высокую температуру.

Дуга может расплавить оловянный припой, даже медные электроды, из острых окончаний которых она образуется.

Короче говоря, поджечь практически любой горючий материал для такой зажигалки - не составит труда.
Дохлый или ненужный импульсный блок питания. От компьютера, принтера, сканера, да от чего угодно.

Из него конфискуем импульсный трансформатор. Именно на его основе будет построен высоковольтный преобразователь.

Автор берет трансформатор из узла дежурного питания. Это почти полностью растащенный на запчасти компьютерный блок питания.

Постарайтесь подобрать такой же, как у автора, с удлиненным сердечником.

Это облегчит намотку. Найденный трансформатор необходимо разобрать.

Ферритовый сердечник, как обычно, сделан из двух Ш-образных половинок.

Эти половинки приклеены друг к другу. С целью рассоединения просто прогреваем сердечник.
Данное действо осуществим паяльником, прогревая сердечник несколько минут. Также можно использовать строительный фен, духовку, паяльную станцию с термодуем. Их применяйте с осторожностью, не расплавьте пластиковую вставку. Температура ослабления клея обычно 140-160°C.

Отделяем половинки одну от другой.
У извлеченных половинок имеется зазор между центральными планками.

Для инверторной схемы, которую применит автор, этот немагнитный промежуток по-хорошему нужен.
Хотя схема будет функционировать и без оного.
Сердечник автор удалил, теперь сматывает все имеющиеся обмотки. Оставить надо один пластиковый каркас.

Приступает к намотке первички. Ее мотает проводом 0,5мм предварительно сложив его вдвое.

Диаметры применяемой проволоки могут находиться в диапазонах от 0,2мм до 0,8мм
Более толстый использовать бессмысленно. Оптимальные диаметры 0,4мм - 0,7мм.
Мотает 8 витков.

Выводит второй конец обмотки.

Изолирует, наматывая поверх обмотки несколько слоев фторопластовой ленты, либо обычно прозрачного скотча.

Далее берет тонкий провод.

Автор взял его из обмотки катушки 12-Вольтовой релюшки.

Собственно, тонкий провод найдется и во вторичных обмотках 5В - 12В маломощных трансформаторах. Требуемая толщина провода - около 0,05 мм.

К началу вторичной обмотки припаивает многожильный высоковольтный провод с толстым изолирующим слоем.

Место пайки изолирует термоусадочной трубкой, выбирайте двухслойные трубки, с клеем внутри.

Выводит провод и фиксирует с помощью термоклея. Для дополнительной изоляции и качественной фиксации.

Начинает наматывать вторичную обмотку. Виточек к виточку мотать сложно, но не нужно. Просто делайте это аккуратно.

Каждый слой обмотки состоит из ста - стадвадцати витков.

Между каждым слоем обязательно изолируем в 2-3 слоя изоляции.

Во избежании пробоя межслойый переход делается внутри изоляции, не доходя до края.

Первый слой мотаем слева направо, второй - в обратную сторону.

По такому принципу, изолируя каждый слой, мотаем десять - двенадцать слоев. Количество слоев обязательно четное, чтобы оба вывода вышли с одной стороны.

Вторичная обмотка, в итоге, должна будет состоять из 1000 - 1440 витков.

Закончив намотку, срезаем провод, припаиваем многожильный ВВ провод, изолируем место пайки. В общем, так-же, как и в начале нее.

Окончательно фиксирует все обмотки в несколько слоев скотча.

Собирает трансформатор в обратном порядке.

Установив половинки сердечника, еще раз фиксирует термостойким скотчем.

При обрыве провода в процессе намотки вторички можно его спаять, но усилить изоляцию в этом месте.

Возвращаемся к первичной обмотке.

Первичка состоит из двух отдельных проволок, которые намотаны параллельно.

Сфазируем их для получения средней точки.

Схема представлена на фото.

На намотку данного трансформатора автор потратил несколько часов. Терпение просто заслуживает уважения!

Для любителей измерений. Сопротивление вторичной обмотки составляет 320 Ом.

Индуктивность 139 млГн.

Величина индуктивности первичной обмотки 2,27 мкГн.

Итак, 90% работы завершено. Соберем все приготовленные элементы согласно схемы.

Подключим питание.

Например, к литий-ионному аккумулятору на 3,7В.

Дуга образуется на дистанции между электродами в 0,5-0,8 мм.

Ее можно растянуть до 1,5 см.

При увеличении напряжения питания схемы, дистанция пробоя увеличится.
Если Вы мотали трансформатор впервые, то лучше не рискуйте. При пробое придется все повторить заново.
Теперь про остальные элементы электронной спички.

В виде источника питания автор хотел использовать ионистор.
Ионистор это "суперконденсатор" с напряжением 2,7 В. Емкости бывают различными. Вот, например, 100Ф.

Принцип действия данного устройства прост- преобразование постоянного напряжения в высоковольтное высокочастотное для получение искры.
Но как показала практика основная проблема при изготовлении электрической зажигалки это высоковольтный трансформатор: во первых к нему очень высокие требования относительно качества изоляции а во вторых он еще должен быть и как можно миниатюрнее.

Эти требования удовлетворяет схема приведенная ниже: здесь применен уже готовый трансформатор- ТВС-70П1. Это строчный трансформатор который применялся в переносных черно-белых телевизорах (типа "Юность" и им подобным). В схеме он указан как Т2 (используется только пара обмоток).

Предлагаемая схема позволяет снять зависимость напряжения подаваемого в высоковольтную катушку от порога срабатывания динистора (их наиболее часто применяют), как это реализуется в опубликованных ранее схемах.
Схема состоит из автогенератора на транзисторах VT1 и VT2, повышающего напряжение до 120...160 В с помощью трансформатора Т1 и схемы запуска тиристора VS1 на элементах VT3, С4, R2, R3, R4. Накопленная на конденсаторе СЗ энергия разряжается через обмотку Т2 и открытый тиристор.

Насчет трансформатора Т1: он выполнен на кольцевом ферритовом магнитопроводе М2000НМ1 типоразмера К16х10х4,5 мм. Обмотка 1 содержит 10 витков, 2 - 650 витков проводом ПЭЛШО-0,12.
По остальным деталям: конденсаторы:С1, СЗ типа К50-35; С2, С4 типа К10-7 или аналогичные малогабаритные.
Диод VD1 можно заменить на КД102А, Б.
S1 - микровключатель типа ПД-9-2.
Тиристор можно использовать любой, с рабочим напряжением не менее 200 В.
Трансформаторы Т1 и Т2 крепятся к плате клеем.

Устройство выполняется на печатной плате а разместить ее можно даже в пустой пачке от сигарет

Разрядная камера располагается между двумя жесткими проводами диаметром 1...2 мм на расстоянии 80...100 мм от корпуса. Искра между электродами проходит на расстоянии 3...4 мм.
Схема потребляет ток не более 180 мА, и ресурса элементов питания хватит более чем на два часа непрерывной работы, однако не прерывная работа устройства более одной минуты не желательна из-за возможного перегрева транзистора VT2 (он не имеет радиатора).
При настройке устройства может потребоваться подбор элементов R1 и С2, а также изменение полярности включения обмотки 2 у трансформатора Т1. Желательно также проводить настройку с неустановленным R2: проверить напряжение на конденсаторе СЗ вольтметром, а после этого установить резистор R2 и, контролируя напряжение осциллографом на аноде тиристора VS1, убедиться в наличии процесса разряда конденсатора СЗ.
Разряд СЗ через обмотку трансформатора Т2 происходит при открывании тиристора. Короткий импульс для открывания тиристора формируется транзистором VT3 при возрастании напряжения на конденсаторе СЗ более 120В.

Устройство может найти и другие применения, например, в качестве ионизатора воздуха или электрошокового устройства, так как между электродами разрядника возникает напряжение более 10 кВ, что вполне достаточно для образования электрической дуги. При малом токе в цепи это напряжение не опасно для жизни.

Представьте себе спичку, которая после чирканья по коробку вспыхивает, но не загорается. Какой прок от такой спички? Она пригодится в театральных постановках и ее можно давать детям (которые не должны играть с огнем). Электронная спичка - это именно такое устройство, поскольку вы должны чиркнуть по коробку и только тогда она "вспыхнет". Для этого в устройстве есть (на спичке) и скрытый магнит (внутри коробка). На рис. 5.17 изображена блок- нашей спички.

Откомпилированный код проекта (вместе с файлом MAKEFILE) можно скачать по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.

Тактовая частота равна 1,6 МГц. Главный бесконечный цикл программы приведен в листинге 5.5. Если переменная mode имеет значение on, то система генерирует

псевдослучайную переменную l’fsr (при помощи 32-разрядного сдвигового регистра LFSR с отводами от 32-го, 31-го, 29-го и первого разрядов). Это значение записывается в переменную temp (чтобы сохранить последнее состояние LFSR), а значение temp выводится на PORTB. Задержка системы тоже от temp и поэтому она также псевдослучайна.

ί=1;//3το сделано для игнорирования всех прерываний до этого if (mode==ON)

lfsr = (lfsr » 1) 74 (-(lfsr Sc lu) Sc OxdOOOOOOlu);

/* отводы 32 31 29 1 */ temp = (unsigned char) lfsr;

temp = (unsigned char)

Delay_loop_2 (temp«7) ;

Значение переменной mode глобально устанавливается в off. Главная программа устанавливает переменную i в 1. Когда спичкой чиркают по коробку, в катушке возникает импульс напряжения, который прерывает процессор, и выполняется процедура обработки прерывания pcinto. В коде этой процедуры значение mode устанавливается в on, а маски gimsk и pcmsk устанавливаются в охоо при помощи процедуры обработки прерывания (листинг 5.6). После возврата в главную программу в бесконечном цикле выполняется код LFSR, который зажигает светодиод случайным образом.

ISR (PCINTO_vect)

Остальной код - различные инициализации, которые задают значения для используемых в программе масок и переменных.

Работа устройства

Для пользования спичкой нужно иметь специальный коробок со скрытым магнитом. Полярность магнита (какой полюс магнита направлен наружу) также важна. Ионистор в спичке нужно сначала зарядить. Для этого мы используем две соединенные последовательно батарейки размера АА. После подключения батареек к иони- стору для его полной зарядки может потребоваться некоторое время. После зарядки ионистора (это можно проверить, измерив напряжение на нем, которое для нормальной работы спички должно быть не менее 2 В) можно чиркнуть спичкой по коробку. Как вы догадываетесь, не обязательно "физически" чиркать спичкой по коробку. Если вы быстро махнете спичкой рядом с коробком, в катушке появится всплеск напряжения и устройство сработает. Если вам не удается заставить спичку работать надлежащим образом, посмотрите видеозапись по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.

Что именно представляет собой электроспичка или электрозапал, как ее называют многие? Как именно работает это устройство и как его можно использовать, мы узнаем прямо сейчас.

Предлагаем вам посмотреть видеоролик самоделки

Нам понадобится:
- блок питания;
- провода;
- нихромовый провод;
- спичка;
- нитки.

В качестве блока питания можно использовать зарядное устройство мобильного телефона. Что касается нихромового провода, то его можно достать из старого паяльника.

Первым делом нам необходимо припаять два провода к блоку питания, а именно к плюсу и минусу.

Следующим делом берем нашу спичку и наматываем на не провода, которые идут от блока питания.

После этого берем нихромовый провод и наматываем его на медный провод. После того как нихром намотан на один провод, обводим им спичку и продолжаем наматывать уже на второй провод.

Отрезаем лишнюю часть нихромового провода.

Электроспичка фактически готова. Нам остается всего лишь включить розетку и любоваться собственным произведением.

Следует отдельно отметить, что эта спичка является своеобразным прототипом, который можно улучшить, используя собственные знания и фантазию, сделав

Говорят, на спичках много не сэкономишь, и все же… Простая и практичная электронная спичка» описание которой мы предлагаем вниманию читателей, избавит вас от необходимости постоянно следить, чтобы спичечные коробки не оставались пустыми.

Действует «спичка» следующим образом. Накопленная конденсатором С1 (см. принципиальную схему) электроэнергия от сети 220 В преобразуется в искру от которой происходит возгорание газа в конфорке кухонной плиты. Время заряда С1 до амплитудного значения напряжения сети составляет 2—3 с. а для его разряда достаточно лишь 0.1 с.

Конструктивно «спичка» выполнена в виде цилиндра, состоящего из двух половиком (см. рис). Внутри одной размещены радиоэлементы, другая предохраняет концы разрядника от случайного замыкания, иначе включенная в сеть «спичка» тут же выводит из строя диод VD1, который защищает от удара разрядом конденсатора С1 (при прикосновении к токосъемникам вилки, вынутой из сетевой розетки), поскольку по отношению к полярности напряжения в нем диод включен в обратном направлении.

«Спичка» собирается из любых подручных материалов. В качестве составного корпусе использованы пластмассовые флаконы из-под шампуня длиной 100 мм. Под их габариты подбирают размеры деталей.

В донышке корпуса сверлят два отверстия для токосъемников от стандартной сетевой вилки, расстояние между которыми рассчитано под соответствующую розетку. Сбоку делают еще шесть отверстий 01 мм —по два с шагом 120* — для крепления конденсатора.

Далее из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм изготавливают монтажную плату. Фольгу прорезают ножом на 4 сегмента (см. рис.1. к которым припаивают диод и резистор, а также многожильные изолированные провода длиной ISO мм для подсоединения к конденсатору Плата крепится с внутренней стороны корпуса с помощью токосъем никое и гаек.

Разрядник изготавливают из сварочных электродов 02,5 мм. На них надевают хлорвиниловые трубки и вставляют в отверстия деревянного держателя. С одного конца электроды разрядника остро затачивают напильником, а с другого их припаивают к выводам конденсатора. Причем участки электродов, предназначенные для пайки, предварительно обматывают медным луженым проводом 00,2 мм.

С помощью изоленты на корпусе конденсатора закрепляют с шагом 120* три скобы из медного провода 01 мм, с «запасом» по длине. К конденсатору припаивают провода, идущие от платы, а затем, продев концы скоб в отверстия сбоку корпуса, вставляют в него конденсатор вместе с разрядником ив половину длины деревянного держателя. На этот участок предварительно наносят слой клея «Момент» для закрепления держателя в корпусе. Кроме того, снаружи вдоль него изгибают выводы скоб, фиксируя тем самым «внутренности» конструкции. Их излишки обрезают по длине, а оставшиеся концы скоб приклеивают к корпусу либо обматывают изолентой.

На другую половину держателя электродов, находящуюся снаружи корпуса, надевают защитный колпачок.

«Спичка» может быть постоянно включена в сетевую розетку, поэтому она всегда готова к работе. Чтобы зажечь горелку газовой плиты, «спичку» вынимают из розетки, снимают защитный колпачок, подносят к конфорке, открывают газ и сжимают разрядник до замыкания остро заточенных концов электродов — возникает искра. Когда разрядник отпускают, упругие электроды возвращаются в первоначальное положение. Надевают защитный колпачок, а «спичку» снова вставляют в сетевую розетку до следующего раза.

При длительном пользовании поверхность электродов со временем становится «выбитой». Поэтому периодически нужно зачищать напильником места их взаимного соприкосновения, чтобы концы разрядника всегда были остро заточенными для сосредоточения в узкой части энергии разряда конденсатора.

Диод можно заменить на любой другой с близкими параметрами.