High voltage rakettilaukaisin

Laukaisualustat ja sähkösytytinlaitteet. Raketin laukaisu on yksinkertaista mutta toisinaan tavattoman hankalaa...
Walter

High voltage rakettilaukaisin

Post by Walter » 21 February 2011 10:51:35

Moi,

Sattuisiko kellään olemaan piirikaaviota tai ideoita HV rakettilaukaisimesta?

Onko joku testannut mitkä olisivit ns. minimi speksit laitteelle?

T,
Walter

tt
Site Admin
Posts: 635
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by tt » 21 February 2011 20:14:18

Minun suurjännitepurkki tuottaa hyvänä päivänä noin kahden sentin valokaaren, joten 1mm/kV nyrkkisäännöllä jännitettä on luokkaa 20kV. Laitteessa on 555:n ympärille rakennettu yksinkertainen noin 10kHz oskillaattori, joka ajaa FETin kautta putkitelevision flyback-muuntajaa. Muuntajan lähtö on kytketty suoraan lähtöliittimiin.
Generaattorin pitää tuottaa myös kohtalainen määrä virtaa suurjännitepuolelle jotta valokaari palaa riittävän kuumana.

Netti pullollaan vastaavien laitteiden rakennusohjeita.

Näin tehokkaisiin suurjännitelaitteisiin pätee viisaus: Jos et tiedä mitä teet, niin jätä tekemättä. Tälli tuosta purkista huonoon paikkaan voi nimittäin ihan oikeasti tappaa.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

Make_L
Posts: 262
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by Make_L » 22 February 2011 20:59:07

Kondensaattorisytyttimistä: Riippuu hieman sytyttimestä, miten paljon sähköä tarvitaan.
Vertailun vuoksi; pienjännitteellä toimivat 'sähkötulitikut' voivat toimia esim valmistajan mielestä "2A /40 ms", mutta testilaitteessa mitataankin 2,1V /14A / 1,5 ms
Eräs näkemäni (toimineen) kondensaattorisytyttimen kytkis = ladattin 2000 uF konkka 180V jännitteeeen. Tämän yhdistelmän energia on noin 30 J laskujeni mukaan.
(Vertailun vuoksi: kun lääkärileffoista tuttua elvytyslaitetta (defibrillaattoria) käytetään, aloitetaan 50-100 J tuntumasta. Niissäkin ideana on ladata kondensaattori ja purkaa se potilaaseen.
Lääkärileffoista voi päätellä, miltä isku tuntusi. Sellaiseen taipuvainan/altis henkilö voi saada rytmihäiriöitä jo tällaisestakin).
Kannattaa varoa, ettei tee kovin suurienergisiä laitteita. Muistamme senkin, että ison kondensaattorin purkautuminen kestää kauan, jollei siinä ole rinnankytkettyä shunttivastusta.
Nuo suurijännitteiset laitteet ovat arveluttavia kosteissa kenttäoloissa. Kokeilla voi, mutta turhia riskejä ei kannata ottaa.
Mielestäni yksi hyvä ajatus olisi aloittaa kokeilut vaikkapa 24 V akulla ja kytkeä sen rinnalle kondensaattori. Kondensaattorihan antaa pienen sisäisen vastuksensa takia hyvin suuren virran, kun kuorma on pieni.
Ns. pulssikäyttöön tarkoitetut elkotkin toimivat. 24 V ei vielä ole hengenvaarallinen; 24 V ja 2000 uF yhdistelmän energia on alle 1J. Akku voi olla pieni; uudelleen lataamiseen on riittävästi aikaa!
Ylisuuresta tehosta ei ole hyötyä.
Kannattaa testata juuri niitä sytyttimiä, joita aikoo raketissaan käyttää. Kaupallisissa 'sähkötulitikuissa' on suuriakin eroja, vastuksen osalta jopa saman paketin sisällön puitteissa.
Sähkösytytyslaitteet voivat olla mielenkiintoisia erinäisten tahojen kannalta. Ne ovat eräässä suuressa liittovaltiossa vientikiellossa (tähän voi toki johtaa myyjän/valmistajan varovaisuuskin).

aapo
Posts: 145
Joined: 21 January 2003 20:26:20
Location: Kerava
Contact:

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by aapo » 12 September 2012 12:51:46

tt wrote:Minun suurjännitepurkki tuottaa hyvänä päivänä noin kahden sentin valokaaren, joten 1mm/kV nyrkkisäännöllä jännitettä on luokkaa 20kV. Laitteessa on 555:n ympärille rakennettu yksinkertainen noin 10kHz oskillaattori, joka ajaa FETin kautta putkitelevision flyback-muuntajaa. Muuntajan lähtö on kytketty suoraan lähtöliittimiin.
Generaattorin pitää tuottaa myös kohtalainen määrä virtaa suurjännitepuolelle jotta valokaari palaa riittävän kuumana.
Minkä takia olet tuohon valinnut 10 kHz taajuuden ? Tai mitä vaikutusta on taajuuden muuttamisella ?

Jos verrataan hieman muihin vastaaviin juttuihin, niin normaali verkkovirran taajuus on 50 Hz ja esim. jos bensiinimoottorisen auton kierrosnopeus on 4000 rpm, niin tämä on n. 67 Hz ja jos kyseessä on nelitahtimoottori, niin sytytystulpan kipinä tulee joka toisella kierroksella, jolloin sytytystaajuus on n. 33 Hz. Jos bensamoottori on suunniteltu toimimaan kovilla kierroksilla, niin se voi pyöriä 10000 rpm, jolloin taajuus on n. 167 Hz ja täten nelitahtimoottorin sytytystulpan taajuus n. 83 Hz.

Eli noissa taajuuksissa on n. 500 kertainen ero tuohon sinun 10 kHz oskillaattoriin.

Itse kuvittelisin, että taajuuden kasvattaminen vaikuttaa lähinnä virtaa rajoittavasti / pienentävästi. Tai ainakin löysin fysiikan kirjasta maininnan, kappaleesta jonka otsikkona on 'AC-source connected to an inductor' että 'Inductive reactance increases with frequency'. Voisiko siis kenties jollain tavalla laskea, että miten virta muuttuu taajuuden funktiona ?

Sitä varten pitäisi varmaan tietää kelan induktanssi, mitenhän sen asian saisi mitattua ?

Esim. itse haluaisin selvittää, että mikä on Bilteman 10 eur styspuolan induktanssi:
http://biltema.fi/fi/Autoilu---MP/Auton ... ola-53400/

tt
Site Admin
Posts: 635
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by tt » 13 September 2012 11:12:39

Flyback-muuntajan resonanssitaajuus on jossain 10kHz:n tietämillä ja se siitä saa silloin eniten tehoa läpi. Ainakin tuon muuntajan käytös muuttuu todella dramaattisesti taajuuden mukaan. Matalammalla taajuudella se tuottaa sinisiä yksittäisiä kipinöitä, jotka eivät sytytä mitään kiinteää. Resonanssitaajuuden tienoilla se tuottaa violetin yhtenäisen ja kuuman valokaaren, joka sulattaa jopa ohutta kuparilankaa. Oskillaattori on käsivaralta säädetty sille taajuudelle, jolla tuo setuppi tuottaa parhaan valokaaren. Voihan toki olla että muuntajan resonanssitaajuus on oikeasti paljon korkeampi, mutta tämän driverin kanssa se vaan sattuu toimimaan parhaiten tuolla taajuudella.
Auton sytkäpuola toimii vähän eri periaatteella. Sen tarkoitus on tuottaa hetkellinen tälli aina kun katkoja katkaisee sähköt puolasta. http://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_s ... d_ignition
Pitäisi kokeilla millä taajuudella puolasta menee eniten tehoa läpi. Todennäköisesti se on sama kuin tuossa artikkelissa mainitun LC-piirin taajuus. Pikaisella googlaamisella yksi lähde väitti että puolan resonanssitaajuus olisi 8kHz.
Rakenteluohjeita löytyy google-haulla "ignition coil driver".
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

vplehto
Posts: 12
Joined: 07 May 2013 21:23:51
Nimi: Veli-Pekka Lehtosaari

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by vplehto » 07 May 2013 22:04:36

Heräsi tässä ajatus, että pitäisi löytää edullinen, yksinkertainen ja helppo tapa laukaista rakettimootoreita. Käytännön kokemusta kun ei vielä ole, niin vinkkejä kokeneemmilta otetaan mielellään vastaan. Perus ajatuksena ajattelin jotakin tällaisia.

- Helposti saatavilla olevista komponenteista (uusia, biltemasta, jotakin mitä on paljon saatavissa käytettynä ebaystä, romiksilta)
- sähköisesti kytkettävissä oleva (niin että ei mekaanista signaalin katkaisua vaan ohjaus puolijohteilla, toki mekaaninen on off tälle elektroniikalle)
- ei kuluvia osia (valokaari jonkun hyvän kärkien läpi, sytytystulppa, kovaa terästä, muuta metallia)
- standardi helpolla saatavilla olevista komponenteista

Saisiko tällaisen kasaan esim. tuollaisella bilteman 10e puolalla, 11-15v jännitelähteellä (lipo, lyijy), 555 ja 2N3055 pohjainen ignition coil driver, muutama trimmeri, muutama mekaaninen kytkin, ledi joka näyttää virtojen olevan päällä ja toinen ledi kun puolalla signaali (kaksi painonappia pohjassa).
Sitten jos tuohon vielä löytyisi joku sytytystulppa jonka kontaktipinnat olis tai voisi muokata tuohon sopivaksi, en tiedä onko edes mahdollista.

http://www.instructables.com/id/super-s ... er-driver/

aapo
Posts: 145
Joined: 21 January 2003 20:26:20
Location: Kerava
Contact:

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by aapo » 08 May 2013 13:23:59

vplehto wrote: Saisiko tällaisen kasaan esim. tuollaisella bilteman 10e puolalla, 11-15v jännitelähteellä (lipo, lyijy), 555 ja 2N3055 pohjainen ignition coil driver, muutama trimmeri, muutama mekaaninen kytkin, ledi joka näyttää virtojen olevan päällä ja toinen ledi kun puolalla signaali (kaksi painonappia pohjassa).
Voisi hyvin saadakin. Minulla on ollut tarkoitus tuollainen tehdä, joskin en ole vielä saanut aikaiseksi. Olen hieman tehnyt kokeita, joissa tavallisen rakettilaukaisulaitteen eli siis 12V lyijyhyytelöakun ja Bilteman puolan väliin on kytketty 50 Hz kanttiaaltoa antava vanha invertteri. Siitä saa kivan näköistä ja kokoista salamaa eli kipinää, jolla saa ruutihipun syttymään. Joskin pienoismallirakettimoottorien sytyttämisessä se ei ole oikein toiminut. Siihen tarkoitukseen tarvittaneen parempaa kipinää. 555-timer:llä ja oikean resonanssitaajuuden hakemisella Bilteman puola voisi kenties toimia myös rakettikäytössä.
vplehto wrote: Sitten jos tuohon vielä löytyisi joku sytytystulppa jonka kontaktipinnat olis tai voisi muokata tuohon sopivaksi, en tiedä onko edes mahdollista.
Oikea sytytystulppa on ainakin Timon laitteen kanssa ollut tarpeeton. Sellaiseksi on kelvannut pätkä eristettyä kahden erillisen johtimen sisältävää sähköjohtoa.

Hmm. Kenties jos sähköjohdon käsittelisi jollakin herkästi syttyvällä nesteellä tai sen kietoisi herkästi syttyvällä polttonesteellä käsitellyn narun tai kankaanpalan ympäri, niin lopputulos voisi olla riittävä rakettimoottorin sytyttämiseen myös invertteriratkaisulla. Kipinä siis sytyttää nesteellä käsitellyn narun tai kankaan, mikä sytyttää rakettimoottorin. Pitääpä kokeilla tuota viritystä jossain lennätyksessä.

tt
Site Admin
Posts: 635
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by tt » 08 May 2013 13:48:53

Kuten tuossa aiemmin totesin, en tiedä saako sytytyspuolalla aikaiseksi riittävän kuumaa valokaarta. Pitäisi testata. Kuumaa valokaarta tarvitaan siksi, että heikompaa valokaarta on vaikea saada suoraan kosketuksiin moottorin polttoaineen kanssa. Polttomoottorissa sytytetään kaasumaisessa muodossa olevaa bensiiniä, joten kipinöitä voi ampua kahden elektrodin välillä ilman että niiden tarvitsee osua mihinkään muuhun.
Parikaapeli toimii hyvin sytytyskärkenä, koska suoraan katkaistun kaapelin kärkeen syttyvällä valokaarella on kohtalainen todennäköisyys osua suoraan ruutiin ja jos se ei osu, niin kuuma valokaari sytyttää kaapelin eristeen palamaan ja se sytyttää moottorin.

Aapon ehdottama "primeri" sytytysjohdon päässä voisi periaatteessa toimia, mutta silloin kyseessä on jo yksittäinen sytytin ja se vaatii lisää turaamista. Tämän turaamisen välttäminen on suurjännitesytyttimen suurin etu. Lisäksi tämä palava neste saattaa imeytyä moottorin polttoaineeseen ja tehdä sille ikävyyksiä.

Tuo kytkentäkaavio näyttää ihan toimivalta ja muita vastaavia löytyy pilvin pimein.

Tosiaankin, testatkaapa joku mitä sytytyspuola tekee korkeammalla taajuudella ajettuna. Sopivan flyback-muuntajan löytäminen on nykyään aika hankalaa.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

aapo
Posts: 145
Joined: 21 January 2003 20:26:20
Location: Kerava
Contact:

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by aapo » 10 May 2013 18:37:06

Tässä on kuva Timon suurjännitelaatikon sisuskaluista :

http://aapo.iki.fi/kuvat/raketti/suurja ... G_7140.JPG

vplehto
Posts: 12
Joined: 07 May 2013 21:23:51
Nimi: Veli-Pekka Lehtosaari

Re: High voltage rakettilaukaisin

Post by vplehto » 17 May 2013 15:10:18

Tosiaan noista kontaktikärjistä kipinöille haluaisin että pystyisi tekemään mielellään 1000 laukaisua kestävät mutta 2-20 laukaisuakin varmaan riittäisi kunhan eivät olisi hankalat ja kalliit valmistaa. Mutta mielellään enemmän kuin kertakäyttöinen, siksi tuo sytytustulppa oli mielessä mutta se voi olla mahdoton. Parikaapeli on edullista ja varmaan helppokäyttöistä mutta siinäkin olisi hyvä jos syttyminen perustuisi kovaan kipinään ja lämpöön siitä kun muovin syttymiseen.

Uskoisin että voisi löytyä parempiakin autonpuolia kuin 10e Bilteman, esim. kilpa-auto käytössä on äkäisiä puolia joka antaa isompaa kipinää, mutta ne alkaa helposti sitten olemaan moninkertaisissa hinnoissa. Todennäköisestihän kun auton osasta on kyse, niin 14.1v nuo kestää hyvin, joten kaipa noita 4 kennosella lipollakin uskaltaisi ajaa. Eikä tuo iso uhraus olisi kokeilla kasvattaa kipinää jännitettä nostamalla. Varmasti myös trimmerillä säädettävissä oleva 555 olisi hyvä tuossa pilotointi vaiheessa.

Kunhan nyt sunnuntain jälkeen näen käytännössä miten se sytytys sitten toimii ja muut asiaan liittyvät käytännössä, niin itse ainakin ajattelin tuollaisesta yrittää tehdä. Osat, hinta ja yksinkertaisuus olisi tarkoitus pitää mielessä jotta samanlaisia olisi sitten kaikkien halukkaiden helppo valmistaa.

VPL

Post Reply