iNap HV Power Supply - czyli jak obchodzę się z wysokim napięciem

[Leoneq]

No, jak powiedziałem tak zrobiłem 🙂 
Już jest, jak widziałem pierwsza opisywana na forbocie przetwornica ZVS. Zachęcam do przeczytania i skomentowania, a w szczególności w kwestii o bezpieczeństwie - tutaj wiedzy nigdy za wiele.

Przechodząc do sedna: chciałem się pobawić wysokim napięciem, a takie pierdnięcia z mosfeta i rezystorów to jednak nie to. Mała, fioletowa iskierka, która może tylko iskrzyła, ale była iskierką inspiracji do stworzenia nowego urządzenia. I tak oto zacząłem zgłębiać temat przetwornic wysokiego napięcia (w skrócie WN, HV po angielsku). W końcu zacząłem tworzyć własną konstrukcję, opartą o stary i dobrze znany już schemat przetwornicy Mazilliego:

Zamówiłem części, których mi brakowało: mosfeta, radiatorów (miałem tylko 1 duży na TO220), kondensatora MKP. Reszta się znalazła "w szufladzie" 😉  Działanie takiej przetwornicy, dla nowych, wyjaśniam tutaj:

Więc tak - ten układ został wymyślony przez pana Vladimiro Mazilli (dla jasności - ja tylko zmontowałem układ z tego schematu). Przetwornica swoją wydajność zawdzięcza układowi rezonansowemu, który tworzy kondensator MKP z uzwojeniem pierwotnym trafo. Tranzystory połączone "na krzyż" zapewniają wzbudzanie rezonansu na jego własnej częstotliwości rezonansowej, tworząc od razu prąd przemienny. Diody zenera ochraniają mosfety przed przepięciami. i jedyne czego brakuje w mojej konstrukcji, to kondensatorów o dużej pojemności do filtrowania zasilania. (jeżeli zrobiłem błąd w tłumaczeniu, proszę mnie poprawić)

Całość z powodzeniem zmieściłem na płytce proto 50x70, wszystko było poprowadzone albo nóżkami elementów albo cyną. ZERO kynarów i innych przewodów, bo po prostu mogłyby nie wytrzymać dużego natężenia. Dławika sam nie nawijałem, mimo że mam w szufladzie nawinięty: akurat w międzyczasie rozbierałem radio samochodowe, pomyślałem że dławik od pioneera da mi lepsze rezultaty (w sensie mniejsze zakłócenia itd.). Ostatecznie mogę podmienić gdybym budował wzmacniacz audio. Wracając, w przetwornicy wykorzystałem też mosfety IRF640 zamiast IRFP250, bo wdg. datasheetu mają podobne właściwości (tylko cena mniejsza 😉 ) - i mimo dużych radiatorów, nie czuć żadnego grzania. Jestem z tego zadowolony. (Akurat elementy tak rozmieściłem pod stary radiator, że aby zamontować nowy musiałem go troszkę "zmodyfikować": ).

Tak zbudowaną płytkę podłączyłem pod przygotowany trafopowielacz (musiałem nawinąć 4+4 zwoje) ze starego monitora CRT, i zaczęły się testy - oczywiście pozytywne 😉 

Podczas budowy całości, początkowo zamierzałem obudowę wydrukować na drukarce 3D - ale zamierzenia zmieniłem (modele są, mogę komuś na życzenie podesłać). Elektronika ma być modularna, w takim sensie że bez problemu mogę sobie wymienić trafo czy układ rezonansowy. Do tego zamiast obudowy z drukarki zakupiłem obudowę Z2 - dzięki temu, to urządzenie powinno przeżyć następne dekady bez żadnych problemów.

Kiedy obudowa dotarła, szybko przemyślałem kwestię paneli paneli bocznych: HV podaję na gniazdka bananowe (ale takie z ukrytymi stykami), oddalone od siebie jakieś 100mm, zaś z drugiej strony ma być przełącznik z diodą dwukolorową, która pokazuje stan pracy urządzenia: 'gotowy do pracy' (zielony) i 'pracuje' (czerwony). Zasilanie podaję po gniazdku DC 2.5mm, z zakresu od 12 do 36v z wydajnością co najmniej 5A. Potem zaznaczyłem ołówkiem gdzie mają być otwory, wywierciłem je wiertłem 5mm i w razie czego rzeźbiłem nożykiem. Efekty są następujące:

Następnie to co trzeba było polutowałem, kable ocynowałem, trafo wkręciłem w obudowę - i przeszedłem do testu, czy wszystko działa.

Test był zakończony pomyślnie, więc zostało nakleić naklejki i cieszyć się efektami 🙂 

 

Oczywiście, obchodząc się z takim napięciem należy pamiętać o bezpieczeństwie. Kabel z wyjściem HV na długiej, drewnianej linijce - izolacja może być łatwo przebita (bez problemu się przebiłem przez taśmę izolacyjną). Po drugie, ŻADNYCH metalowych rzeczy w okolicy. Iskra może sobie po nich przejść do Ciebie, a tego nie chcemy 😞 Po pracy, trzeba też zewrzeć + i - z wyjścia. Kondensator w trafopowielaczu może bardzo długo trzymać napięcie. Chyba nie muszę mówić, o jak śmiertelnym napięciu tutaj mówimy. Jeżeli będziesz przestrzegał tych zasad, bez problemu możesz sobie takie urządzenie zbudować - i tutaj wiek nie jest ograniczeniem, mam 15 lat 😉  Ale i tak wszystko robisz na własną odpowiedzialność - dostałeś ostrzeżenie. 

Urządzenie będę prawdopodobnie wykorzystywał na pokazy, do eksperymentów (chcę np. stopić grafit i zobaczyć rezultat) czy jako grzałka indukcyjna. A przetwornica bardzo ładnie się komponuje z moim poprzednim projektem, zasilaczem ATX:

Pozdrawiam, Leoneq ;3

       

[Treker (Damian Szymański)]

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 🙂

[Gość]

Trochę przy tym pokombinować i byłaby fajna zgrzewarka.. urządzenie miałoby wtedy jakieś praktyczne zastosowanie poza popełnianiem samobójstwa lub powodowaniem trwałych i nieodwracalnych uszczerbków na zdrowiu.. ot taka moja skromna opinia. Nie popieram takich eksperymentów przed ukończeniem pełnoletności i bez nadzoru osób doświadczonych i kompetentnych no chyba że masz uprawnienia SEP i osobę nadzorującą. Może się kiedyś zdarzyć, że światło zgaśnie i się więcej nie zapali :(

Dnia 19.07.2019 o 19:50, Leoneq napisał:

Jeżeli będziesz przestrzegał tych zasad, bez problemu możesz sobie takie urządzenie zbudować - i tutaj wiek nie jest ograniczeniem, mam 15 lat 😉  Ale i tak wszystko robisz na własną odpowiedzialność - dostałeś ostrzeżenie. 

Na odpowiedzialność rodziców tudzież opiekunów prawnych. Aż tak bardzo ich nie lubisz? Mogą mieć kłopoty gdybyś sobie coś zrobił tą spawarko-zapalarką.

17 godzin temu, Treker napisał:

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej

Nie samym hajsem żyje człowiek. Bezpieczeństwo przede wszystkim.

[Leoneq]

11 godzin temu, atMegaTona napisał:

Trochę przy tym pokombinować i byłaby fajna zgrzewarka.. urządzenie miałoby wtedy jakieś praktyczne zastosowanie

muszę o tym pomyśleć, ale myślę że to ma troszkę za dużą moc na zgrzewarkę. Na pewno sobie coś sprawdzę z grzałką indukcyjną.

11 godzin temu, atMegaTona napisał:

Nie popieram takich eksperymentów przed ukończeniem pełnoletności i bez nadzoru osób doświadczonych i kompetentnych no chyba że masz uprawnienia SEP i osobę nadzorującą. Może się kiedyś zdarzyć, że światło zgaśnie i się więcej nie zapali 😞

Wiem że to jest niebezpieczne. I wiem, że jak mi się coś stanie to nie tylko ja na tym ucierpię. Dlatego stosuję wszystkie możliwe środki bezpieczeństwa (no, okularów i rękawic nie mam jeszcze). Osoby nadzorujące zawsze mam, kogoś wołam z kuchni żeby patrzył czy nie umieram XD I tak uważam, że lepiej kiedy jakaś ogarnięta osoba to robi (a akurat w tej kwestii chyba jestem ogarnięty) niż zawołać jakiegoś starszego kolegę który ma te 18 lat... jeżeli człowiek wie co robi, nic nie powinno się stać. 

11 godzin temu, atMegaTona napisał:

Nie samym hajsem żyje człowiek.

Akurat ten projekt zacząłem robić dawno temu, jeszcze przed tą akcją rabatową XD gdybym miał robić cokolwiek pod akcję, ogarnąłbym coś bezpiecznego i najprawdopodobniej z drukarki 3d. A że niedawno skończyłem, pomyślałem że zawsze darmowa malinka się przyda 😉 Ale dzięki i tak za poświęcenie odrobinki czasu nad postem. Na pewno coś z tego wyciągnę, dzięki 🙂 

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Gość]

1 godzinę temu, Leoneq napisał:

a akurat w tej kwestii chyba jestem ogarnięty

Ach ta młodzież. Chodzi tu o ogólne zasady bezpieczeństwa podczas prac szczególnie niebezpiecznych a zabawa prądem w taki sposób jak zademonstrowałeś właśnie do takich należy. Nie wystarczy mieć ukończone "te 18 lat", aby zapewnić minimum bezpieczeństwa. Do takich prac przydziela się minimum 2 osoby odpowiednio przeszkolone z odpowiednimi uprawnieniami gdzie jedna z tych osób wykonuje właściwą pracę a ta druga sprawuje nadzór nad pracą i bezpieczeństwem tej pierwszej. Wg. przepisów osoba  nadzorująca nawet nie może angażować się w prowadzone prace aby była maksymalnie skupiona na bezpieczeństwie osób pracujących z niebezpiecznym napięciem i mimo wszytko nie ma gwarancji, że nie dojdzie do wypadku.

Twoi rodzice ponoszą pełną odpowiedzialność za Twoje bezpieczeństwo i w razie jakiegokolwiek wypadku będą do tejże odpowiedzialności pociągnięci szczególnie kiedy wiedzą czym się zajmujesz.  Nawet wybitnym specjalistom zdarzają się wypadki przy pracy. W Twoim wypadku drobny błąd podczas zabawy iskrami może Cię kosztować życie i pożar domu w którym mogą ucierpieć inne osoby, np. ta "nadzorująca" którą wołasz z kuchni. Kiedy dojdzie do porażenia na widok Twoich zwęglonych rąk może wpaść w panikę i jeszcze pogorszyć sytuację. Warto tak ryzykować?

1 godzinę temu, Leoneq napisał:

Akurat ten projekt zacząłem robić dawno temu, jeszcze przed tą akcją rabatową XD gdybym miał robić cokolwiek pod akcję

Akurat to była aluzja do @Trekera, który będąc pełnoletnim dojrzałym mężczyzną z pełną świadomością niebezpieczeństwa jakie Tobie, małoletniemu zapaleńcowi, grozi jeszcze Cie za to pochwalił.

[ethanak]

Może nie przesadzajmy.

Ja w tym wieku co @Leoneq miałem już za sobą parę konstrukcji opartych na lampach - a zasilacz anodowy może być bardziej niebezpieczny niż taka przetwornica.

Bardzo dobrze, że ostrzega o niebezpieczeństwach, że pisze o zachowaniu zasad.

[Gość]

 

1 godzinę temu, ethanak napisał:

Bardzo dobrze, że ostrzega o niebezpieczeństwach, że pisze o zachowaniu zasad.

Dobrze, szkoda tylko, że sam ich nie zna. Gdyby faktycznie te zasady stosował to może bym się nie uczepił aż tak bardzo.

3 godziny temu, Leoneq napisał:

Dlatego stosuję wszystkie możliwe środki bezpieczeństwa (no, okularów i rękawic nie mam jeszcze).

Ja na prawdę nie mam przyjemności w czepianiu się młodego talentu, mam obawę jedynie, że scenariusz który opisałem, ze względu na powyższe jest dość prawdopodobny i zamiast "topić grafit" stopić się może amalgamat w kościach palców. Skoda żeby się taki talent spalił ;p Jak Ci paluchy pojara to będzie Ci trudno w malinę pisać ;p a same spalone palce to nie najgorsze co może się zdarzyć domorosłemu Mr. Magneto hehe.

1 godzinę temu, ethanak napisał:

Ja w tym wieku co @Leoneq miałem już za sobą parę konstrukcji opartych na lampach - a zasilacz anodowy może być bardziej niebezpieczny niż taka przetwornica.

Tak, ja też za młodu różne dziwne rzeczy robiłem, że aż włos się jeży ale to nie sprawia, że takie zabawy są mniej niebezpieczne i na pewno nie chciałbym aby mój 12letni syn wpadł na pomysł kopiowania tego urządzenia na własną rękę.

@Treker  wlepił mi mordę za przywoływanie do rozsądku, więc może @Treker uzasadni merytorycznie taką ocenę, bo może czepiam się, przesadzam albo czegoś nie wiem? No chyba, że to osobista obraza za ośmielenie się skrytykowania lekkomyślnego pasjonata łuków elektrycznych.

[ethanak]

Jak by tu powiedzieć żeby nie obrazić...

Do zapalenia igły groszówki wystarczył trafo od kolejki PIKO. Całe bezpieczne 18V...

 

[Leoneq]

Mam wrażenie że kolega atmegatona przesadza jednak. Jak pisałem, jedyne o co nie zadbałem to okulary i rękawice, pozostałą kwestię bezpieczeństwa przemyślałem i przeszukałem internet, o obchodzeniu się z tymi rzeczami. Ale przyznajmy sobie szczerze - chyba mało kto na tym forum dba o wszyściuteńkie zasady BHP, i jak widziałem (co ciekawe) to nawet w pracy z kwasami to cytuję "rękę można na chwilę zanużyć (w chlorku żelaza), ale trzeba szybko pod wodę". Co innego, że żeby te całe BHP było to też trzeba zapłacić :v i to nie tylko na te gogle i rękawiczki, jeszcze fartuch, specjalne gniazdko z zabezpieczeniami, sprzęt medyczny na miejscu, np. defibrylator... W życiu i tak robi się bardziej niebezpieczne rzeczy: moi szkolni rówieśnicy na przykład uwielbiają zabawę z dezodorantem i zapalniczką, uwielbiają zwierać naładowane akusy i inne takie. Jak mówiłem, dopóki człowiek wie co robi jest ok. (btw wcześniej ogarniałem zegar nixie z 300v napięciem i dalej żyję 😋)

Chciałbym się tylko jeszcze zapytać, jakich zasad nie przestrzegam (poza wyżej wymienionymi)

drugie pytanie, to takie czy ktoś wie co by mi się stało gdybym oberwał iskrą. Samo zwęglenie to coś oczywistego, pytanie czy da się przeżyć (pytanie z czystej ciekawości XD)

Edytowano Lipiec 23, 2019 przez Leoneq

[Gość]

Zależy kturędy prąd przez Ciebie popłynie. Jak poleci od lewej ręki do prawej nogi bo przez roztargnienie na czymś przez przypadek staniesz albo gdzieś dotkniesz to kaplica. Jeśli już się tak ekscytujesz wysokim napięciem to przynajmniej poczytaj jakieś fachowe opracowania bo widzę, że nic Cie od tego nie odwiedzie ;p

zacznij np. od załącznika, jest tam trochę o BHP i jak się zachować w przypadku porażenia lub pożaru i co trzeba wiedzieć i jakie kwalifikacje posiadać aby móc względnie bezpiecznie zajmować się elektrycznością. Myślę, że to takie niezbędne minimum.

[MATERIAŁY SZKOLENIOWE] Akademickie Koło SEP przy Politechnice Wrocławskiej. Przygotował _ Piotr Nowak.pdf

[Treker (Damian Szymański)]

2 godziny temu, atMegaTona napisał:

@Treker  wlepił mi mordę za przywoływanie do rozsądku, więc może @Treker uzasadni merytorycznie taką ocenę, bo może czepiam się, przesadzam albo czegoś nie wiem? No chyba, że to osobista obraza za ośmielenie się skrytykowania lekkomyślnego pasjonata łuków elektrycznych.

Projekt został poprawnie opisany, widać, że działa, a jego autor żyje. Pochwaliłem więc wykonaną konstrukcję i zaakceptowałem opis. Nie znam osobiście autora i nie czuje się kompetentny do wykonywania zdalnego audytu zasad BHP panujących w jego warsztacie. Nie mam też pewności, że jeśli pilnowałby go dorosły sąsiad to prace nad urządzeniem przebiegłyby bezpieczniej. Idąc tym tropem, należałoby oceniać autorów wszystkich DIY, bo mogli używać Dremela bez okularów ochronnych lub budować swoje urządzenia w warsztacie z uszkodzoną instalacją elektryczną. Podzielam troskę o zdrowie młodych majsterkowiczów i właśnie dlatego nie publikuję na blogu poradników budowy urządzeń zasilanych z 230V. Nie mam jednak wpływu na to co dzieje się w warsztatach każdego z czytelników. Nie mam też pewności co do tego, że wiek jest tutaj kluczowym wyznacznikiem. Można spotkać odpowiedzialnego 14-latka, jak i nieodpowiedzialnego 50-latka. Opis omawianej konstrukcja pozwala wysnuć wniosek, że autor jednak zdaje sobie sprawę z niebezpieczeństw związanych z budową takich konstrukcji. Co więcej, opublikowany wpis nie jest dokładną instrukcją budowy tego urządzenia. Początkujący elektroniki nie da rady otworzyć tego projektu tylko na podstawie tego "artykułu". Osoby zainteresowane odtworzeniem takiego układu będą musiały posiłkować się jeszcze innymi źródłami, a tutaj przynajmniej będą mogły zapoznać się z ostrzeżeniami mówiącymi o tym, że to nie jest zabawka.

Dopisałem dodatkowe ostrzeżenie na samej górze tego tematu - mam nadzieję, że teraz każdy zachowa szczególną ostrożność 🙂

[Leoneq]

O, @Treker bardzo kompetentnie opisał to co miałem na myśli. I tak nie dostałem dalej odpowiedzi na pytanie czego mi zabrakło w bezpiecznym postępowaniu, więc chyba wszystko robię odpowiednio - bo doprawdy, nikt nie zbuduje tej maszynki bez odpowiedniej wiedzy, a jak wiedzę takową posiada, to chyba wie co ta maszynka może zrobić.

[Gość]

32 minuty temu, Leoneq napisał:

O, @Treker bardzo kompetentnie opisał to co miałem na myśli. I tak nie dostałem dalej odpowiedzi na pytanie czego mi zabrakło w bezpiecznym postępowaniu, więc chyba wszystko robię odpowiednio

Bardzo kompetentnie jest to opisane w opracowaniu, które wkleiłem do poprzedniego postu. Wystarczy ściągnąć i przeczytać odpowiednie rozdziały. No chyba, że Politechnika Wrocławska nie jest wg. Ciebie wystarczająco kompetentna. Miłej lektury.

Tu masz jeszcze link do tego dokumentu Materialy-szkoleniowe-akademickie-kolo-sep-przy-politechnice-wroclawskiej-przygotowal-piotr-nowak.html

1 godzinę temu, Treker napisał:

Dopisałem dodatkowe ostrzeżenie na samej górze tego tematu - mam nadzieję, że teraz każdy zachowa szczególną ostrożność

Miejmy nadzieję, że to wystarczy.

[Leoneq]

chwila

to czy teraz każdy projekt z napięciem gniazdkowym lub z lampami (zegary nixie) będą musiały mieć ostrzeżenia? 🤔

czytam też sobie lekturkę, i wiedza przyda się przy obchodzeniu z napięciem (ogólnie). dokładnie nie widzę jeszcze o napięciu gdzie izolację przewodu bez problemu może przebić, jak coś znajdę to wrzucę na górę posta.

[Philip]

Zawsze trzeba zachować wszelkie środki ostrożności. Przyznaję całkowitą rację @atMegaTona ale też nie można wchodzić w skrajności. 

Tak samo jest: czy trzeba mieć uprawnienia SEP do podłączenia ładowarki do gniazdka sieciowego? Odpowiedzieć może sobie każdy sam. Są rzeczy/czynności, przy których zawsze trzeba uważać, zapewnić ochronę przed dotykiem bezpośrednim poprzez obudowy, umieszczenie poza zasięgiem ręki, izolacja itd. Mam nadzieję, że autor mimo swojego wieku jest roztropny i świadomy zagrożenia przy pracach przy WN. Tak jak napisał @Treker nie mamy wpływu na to co się dzieje w warsztatach każdego majsterkowicza.