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Bobina Musical Tesla – Cómo

¿Alguna vez has imaginado tener una máquina que produce rayos e incluso puedes tocar música con ellos? Uno de los proyectos más interesantes para hacer, que rara vez se ve en Brasil, es la construcción de un Bobina de Tesla de estado sólido. Es completamente electrónico, compacto, funciona en 110v o 220v y puede ser construido por cualquier persona Con experiencia en electrónica. El proyecto, si se ejecuta sin errores, debería costar alrededor de 300 reales, con un resultado espléndido. ¡Las chispas resultantes alcanzan más de 25 centímetros!

Este artículo estará dirigido paso a paso en la construcción de Bobina de Tesla, sin profundizar mucho en su explicación científica. En el futuro, haré otro artículo explicando con más detalle cómo funciona.

No somos responsables de los accidentes relacionados con este proyecto, y su construcción es bajo su propio riesgo. Este proyecto es para aquellos con un nivel de conocimiento más avanzado en electrónica.

Un poco de la ciencia detrás del Bobina de Tesla

Una bobina tesla es básicamente un transformador resonante, capaz de generar alto voltaje con baja corriente y alta frecuencia, que consiste en una bobina primaria y una bobina secundaria. Por lo tanto, tenemos en su salida, voltajes que alcanzan los millones de voltios.

Por lo tanto, ver a continuación el esquema de un Bobina de chispa Tesla:

bobina de Tesla

El circuito de arriba es el más trivial que tenemos, en el que un transformador toma el voltaje de la red eléctrica y lo convierte a unos pocos kV, y en serie al transformador tenemos un condensador que se carga en cada medio ciclo del voltaje, que, cuando alcanza un suficiente tensión para romper la resistencia del aire tenemos una descarga que se ve en la chispa, que funciona produciendo pulsos con frecuencias de más de 100 kHz.

Por lo tanto, el voltaje que pasa a través del primario durante las descargas, se transfiere al secundario con un voltaje mucho más alto, generando descargas eléctricas en el toroide.

La bobina de tesla hoy

Hoy en día, podemos construir bobinas Tesla con circuitos transistorizados, capturando la frecuencia de resonancia secundaria a través de una antena o transformador de retroalimentación y haciendo que el suministro de la bobina primaria se produzca en esa frecuencia exacta, lo que aumenta en gran medida el rendimiento de la bobina Tesla.

Entonces, con la capacidad de controlar la bobina electrónicamente, también podemos hacer que reproduzca música a partir de chispas, lo cual es muy interesante.

Los materiales necesarios para la bobina Tesla

Tal bobina de tesla constará de tres partes básicas: el circuito principal, la bobina primaria y la bobina secundaria. Entonces, en la lista a continuación, pondré solo lo esencial, pero puede hacer cambios para aportar belleza o más eficiencia al proyecto.

Materiales de bobina primaria y secundaria

  • 200 m de alambre esmaltado AWG 34 (es muy importante que sea el AWG 34, no más pequeño ni más grande);
  • 3 m de cable de cobre de 2.5 mm² (puede ser más grueso o más delgado, pero usé ese tamaño);
  • 25 cm de tubo de PVC de 75 mm;
  • 1 tapa de PVC de 75 mm;
  • 10 cm de tubo de PVC de 100 mm;
  • 1 guante de PVC de 100 mm;
  • Una barra de 1/4 tornillo.

Materiales del circuito principal

  • 2 transistores IRFP460 y disipadores de calor respectivos;
  • 2 diodos MUR860;
  • 4 diodos 1N4148;
  • 1 CI 555;
  • 2 condensadores de 0.68uF x 400v;
  • 1 diodo UF4004 (muy importante que sea UF);
  • 1 IR2110;
  • 7 condensadores de poliéster 100nF x 50v;
  • 1 74HC14;
  • 1 condensador 220pF x 50v;
  • 2 resistencias de 5 ohmios x 5 vatios;
  • 1 resistencia de 100k ohmios;
  • 1 resistencia de 10k ohmios.

Este circuito principal consistirá en un puente de transistores, que controlará el suministro de la bobina primaria, teniendo en cuenta la frecuencia de resonancia de la bobina secundaria. Es un circuito muy simple, lo mostraré más tarde.

Por lo general, los estadounidenses hacen este proyecto de la bobina de Tesla utilizando los controladores de mosfet UCC37322 y UCC 37321. Encontré su precio absurdo aquí en Brasil, además de ser muy difícil de encontrar, así que decidí seguir el proyecto con el IR2110 para controle los mosfets, que cuestan solo 10 reales y se encuentran fácilmente.

Materiales para los circuitos de suministro.

  • TRAFO 220/110 – 12V x 2A;
  • Fusibles 5A y 2A;
  • Portafusibles de tamaño adecuado;
  • 1 puente rectificador 8A;
  • 1 puente rectificador 4A;
  • 2 condensadores electrolíticos 220uF x 400V;
  • 3 condensadores electrolíticos 100uF x 16V;
  • 3 condensadores cerámicos de 100nF;
  • 1 regulador de voltaje 7812;
  • 1 regulador de voltaje 7805;
  • Acoplador óptico 4N35;
  • 1 resistencia de 150 ohmios.

Materiales de modulador de audio

  • 3 condensadores de 100nF;
  • 3 condensadores de 10nF;
  • 1 condensador de 22nF;
  • 1 resistencia de 22k ohmios;
  • 2 resistencias 2k2 ohmios;
  • 3 resistencias de 1k ohmios;
  • 1 resistencia de 10k ohmios;
  • 2 resistencias de 100 ohmios;
  • 1 condensador electrolítico de 10uF;
  • 1 potenciómetro 10k;
  • 2 transistores BC547;
  • 1 CI555;
  • 1 LM741.

Materiales opcionales / recomendados para la bobina Tesla

  • Placas de fenolita chapadas en cobre (tiene muchas, necesitará);
  • Caja de metal para colocar los circuitos en el interior (utilicé la carcasa de una fuente ATX);
  • Pernos con tuerca;
  • Terminal KRE de 2 y 3 vías;
  • Barra de conector de 6 mm;
  • Disyuntores termomagnéticos 10A de buena calidad para mayor seguridad;
  • Pasta térmica;
  • Término conductivo adhesivo TO-247;

Materiales del circuito de prueba de la bobina Tesla (recomendado pero opcional)

  • Transistor 2222A o TIP41C;
  • Diodo 1N4004;
  • Resistencia de 22k ohmios;
  • Fuente de alimentación de 12V.

Herramientas necesarias

  • Soldador con estaño de buena calidad;
  • Multímetro;
  • Osciloscopio (recomendado, pero opcional).

Haga clic aquí para descargar los diagramas y circuitos de Tesla Coil.

Bobinado de la bobina secundaria.

Esto es lo primero que debe hacer, y probablemente lo más aburrido: envuelva 1000 vueltas de cable AWG 34 esmaltado en un tubo de PVC de 75 mm de 20 centímetros de largo. Los bucles de alambre no puede superponerse, deben estar uno al lado del otro.

bobina de Tesla

Cuando termine de enrollar, debería haber gastado casi todos los 200 metros de cable en los 20 centímetros de tubería. De esta manera, como se trata de un alambre esmaltado, debe tomar ambos extremos y quemarlos con un encendedor para quitar el esmalte. Entonces, después de quemarlos, raspe el esmalte con unos alicates.

De todos modos, con los terminales expuestos, puede encender el multímetro para ver si todo funcionará correctamente. Por lo tanto, coloque una sonda a cada lado de la bobina y gire el multímetro en la escala de resistencia. Por lo tanto, debería dar entre 100 y 200 ohmios. Una vez hecho esto, todo está bien para pasar al siguiente paso.

bobina de Tesla

Si no sucede nada al medir las puntas con un multímetro, intente colocarlo en la escala de continuidad y vuelva a realizar la prueba. Si no sucede nada, el cable probablemente esté roto en algún lugar de la bobina, y debe comenzar desde cero.

También es importante que coloque un tornillo puntiagudo en la parte superior del secundario. Las chispas saldrán de él, funciona como un punto de fuga. Si no tiene un punto de fuga en su bobina, las chispas simplemente no sucederán. No olvide conectar el cable secundario superior al tornillo.

bobina de Tesla

Montaje de la estructura de la bobina secundaria.

Conexión a tierra secundaria de la bobina

bobina de Tesla

No le recomiendo que use su terreno, y bajo ninguna circunstancia use neutro como tierra. Hay varios informes de usuarios que utilizaron la tierra desde el zócalo para sus bobinas de tesla, pero no sabían que estaba desconectada. Por lo tanto, esto generó chispas dentro de la salida, lo que no es bueno.

Hice la conexión a tierra de una manera muy simple, conectando el cable a una barra de metal unida al concreto. Funcionó muy bien y obtuve buenos resultados. Por lo tanto, también puede hacer una tierra especial para su bobina de tesla, enterrando una barra de cobre de 1 o 2 metros en el suelo, lo que sería realmente lo más ideal.

varilla de puesta a tierra

Varilla de puesta a tierra

La bobina primaria: un poco más fácil

No se desespere: ahora solo hay 7 turnos, mucho más fácil que los 1000 turnos del secundario.

La bobina primaria debe estar envuelta alrededor de un tubo de 100 mm, de modo que la bobina secundaria esté adentro. Me puse un guante de 100 mm para servir de base y aportar más belleza al proyecto. También pinté los tubos de PVC de negro.

bobina de Tesla

Le sugiero que ponga una etiqueta con los dos cables en la bobina primaria. Su bobina tesla solo tendrá una fase correcta, y si invierte la fase, la bobina no funcionará. ¿Cómo encontrar la fase correcta? Simplemente prueba! (Explicaré esto más tarde)

Conecte la bobina primaria y secundaria y una base de cualquier material de su elección. Debería tener algo similar a esto: (El mío en la imagen es sin el cable de la bobina primaria)

bobina de Tesla

¡Felicitaciones, ahora tienes una bobina de Tesla lista! Puede hacerlo funcionar de varias maneras diferentes, en este artículo nos centraremos en convertirlo en una bobina de estado sólido Tesla.

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Circuito de prueba de bobina Tesla

Habiendo construido la estructura de la bobina de Tesla, querrá probar si funciona de manera más segura. Para esto, utilizaremos un pequeño circuito que funciona con 9 voltios. Con él, también descubrirá la fase de la bobina primaria, que será muy importante para que todo funcione correctamente después.

bobina de Tesla

El transistor 2222A se puede reemplazar por un TIP41C con un disipador térmico sin problemas

Realice las conexiones como se describe anteriormente, y para ver si funciona, coloque una lámpara fluorescente (desenchufado) de la bobina secundaria. Por lo tanto, debe conectarse de forma inalámbrica, una señal de que todo funciona correctamente.

Tenga en cuenta que marqué las fases de la bobina primaria como C (arriba) y B (abajo). Te sugiero que hagas eso también en el tuyo, marcándolo con una etiqueta. Entonces conocerá la fase correcta, marcando el cable que, conectado a la batería, hará que la bobina de Tesla funcione.

También es muy interesante hacer algunos experimentos en esta etapa del proyecto. Por lo tanto, además de una lámpara fluorescente, también puede encender los LED y, cuando acerque el dedo al punto de fuga, sienta una leve descarga y vea una chispa en su dedo.

bobina de Tesla

Construcción de circuitos de bobina de Tesla

Ahora ha llegado la parte más genial: hacer que la bobina de Tesla sea potente y capaz de reproducir música. También hay una versión electrónica más fuerte que la descrita en este proyecto, la bobina Tesla en estado sólido de doble resonancia, el famoso DRSSTC. Este ya es un proyecto mucho más complejo, pero en el futuro también escribiré un artículo sobre su construcción.

En mi proyecto, cometí un error al construir varias placas de circuito separadas (una para alimentación, otra para control …). Cuando construya este proyecto, le sugiero que empaque todo en una sola placa de circuito, verá cómo hará que su proyecto sea más simple y compacto.

Diseño de circuitos de bobina de Tesla

Para diseñar los circuitos, utilicé el software Eagle Cad. En él, puede dibujar el diagrama, colocar cada componente y luego generar un diseño para imprimir en una PCB. Para imprimir el circuito en la placa de cobre, utilicé el método de transferencia térmica.

A continuación se muestra el diagrama de cableado para el circuito principal de la bobina Tesla en estado sólido: (Hubo un pequeño error, los diodos del puente están listados como MUR820, pero debe usar el MUR860)

Bobina musical de Tesla

Puede hacer clic en la imagen para ampliar o descargar los archivos Eagle en la parte superior de la página

Debe hacer este circuito y suministrarlo correctamente. A continuación se muestra una breve descripción de los conectores del esquema:

  • En X1-1 y X1-2, conectará los cables de la bobina primaria (si siguió el consejo que le di en la construcción del circuito de prueba, para marcar los cables primarios, conecte el cable que estaba conectado al positivo de la batería de 9 voltios en el terminal X1-2);
  • En X2-1 será la antena y X2-2, se conectará el acoplador óptico, que recibirá la señal para conectar o desconectar la bobina electrónicamente. Es en este terminal donde puede enviar una señal de audio modulada y hacer que la bobina tesla reproduzca música;
  • Las terminales X3-1, X3-2 y X3-3 sirven solo para representar que un terminal KRE se utilizará como conexiones para suministrar el circuito. Entonces, puedes hacerlo como quieras.

La infame antena

Algunos tienen dudas sobre la antena, ya que puede ser un cable rígido de 20 cm que se coloca en posición vertical, paralelo al secundario, a unos 15 o 20 centímetros del toroide para que ninguna chispa atrape la antena (si ocurre esta fatalidad, debe reemplace el 74HC14 del circuito principal).

Si usa un cable, también funcionará, pero lo importante es que es algo conductor y que está posicionado en paralelo a la bobina secundaria.

Calefacción

Es de suma importancia que los MOSFET IRFP460 estén conectados a un disipador térmico adecuado, como una buena pasta térmica, ya que esto mejorará la conductividad térmica. Por lo tanto, este enfriamiento determinará el tiempo que su bobina tesla puede permanecer encendida, ya que los MOSFET se calientan mucho cuando se encienden y cuando exceden su límite de temperatura, se queman.

Mosfet

MOSFET con el disipador térmico que utilicé. Si tiene espacio, vale la pena usar un fregadero más grande.

Proyecto de suministro de energía

También recuerde construir los circuitos de suministro de la bobina tesla. Sin embargo, no recomiendo usar fuentes conmutadas para este proyecto, ya que la interferencia electromagnética generada por la bobina es muy grande. Por lo tanto, prefiera usar fuentes lineales con transformadores.

El suministro de 300 voltios dependerá del voltaje de su red eléctrica, en este caso 220 voltios. Si fueran 110 voltios, alimentarías 170 voltios. Esto se debe a que, básicamente, tomará corriente alterna y la convertirá en continua, luego 220 voltios en CA, cuando se convierten en CC se convierten en 300 voltios. Entonces, para entender mejor esto, puedes leer este artículo.

fuente de alimentación

Circuito que convierte CA a CC. La resistencia es opcional.

fuente de alimentación

Circuito regulador de voltaje. En sus entradas, le sugiero que conecte el puente rectificador 4A, conectado a TRAFO 220 / 110- 12V 2A

acoplador óptico

Circuito acoplador óptico. Recibirá la señal que enciende o apaga electrónicamente la bobina. Desde los terminales X1-1 y X1-2 llega la señal de audio.

Circuito modulador de audio para bobina Tesla

El circuito de la bobina Tesla lo mantendrá apagado hasta que el IR2110 reciba una señal en su pin 11 (SD). Por lo tanto, es para enviar esta señal que vamos a construir un modulador de audio, que también nos permitirá reproducir música en la bobina de Tesla.

Para la construcción de esta parte del proyecto, preferí buscar un proyecto que ya estuviera listo y ya probado en Tesla Coils, para asegurar que todo funcionara perfectamente. Sin embargo, tengo la intención en el futuro de construir un modulador más eficiente. Pero por ahora, este modulador me está sirviendo perfectamente.

modulador de audio

Haga click en la imagen para ampliar

La salida se conectará al terminal X1-1 del acoplador óptico. En el terminal X2-2, conectará el GND del modulador de audio.

Este circuito modulador de audio debe estar a pocos metros de la bobina de Tesla, junto con el teléfono celular o dispositivo que realiza el audio. Por lo tanto, también sugiero que conecte un LED en paralelo a la salida del modulador, para indicar su funcionamiento. Por lo tanto, utilice preferiblemente baterías o baterías para alimentar el modulador.

bobina de Tesla

El momento de la verdad – Tesla Coil Test

Aunque incluso encuentre los circuitos para comprar, le sugiero que replique las placas que describí anteriormente y que las construya usted mismo. Entonces, teniendo todo construido, debes conectarlo todo y probar si funciona.

Por seguridad, encienda el disyuntor y fusibles al lado de todo. El fusible de 2 amperios debe estar conectado al transformador 220/110 – 12Vx2A, y el fusible de 5A debe estar conectado al circuito que alimenta la bobina con 300 V CC o 170 V CC, antes del puente rectificador.

También sugiero que coloque todo en una caja de metal, para que la bobina no cause interferencia en el circuito que recibe la señal del interruptor, lo que hace que “funcione por sí sola”.

Antes de llamar, asegúrese de lo siguiente:

  • Los circuitos están construidos adecuadamente y bien conectados, siguiendo los esquemas eléctricos;
  • La tierra está conectada al secundario correctamente;
  • Hay un punto de fuga (punta en la parte superior de la bobina secundaria);
  • El modulador de audio y el acoplador óptico envían la señal correctamente;
  • Está protegido contra un cortocircuito con el disyuntor y los fusibles.

Cuando conecte la bobina de Tesla, no sucederá nada. Luego, activará el modulador de audio y la música. Por lo tanto, la bobina Tesla debería comenzar a reproducir música y liberar sus espléndidas y brillantes chispas.

A continuación se muestran algunas fotos del caso con los circuitos.

bobina de Tesla

bobina de Tesla

bobina de Tesla

bobina de Tesla

bobina de Tesla

bobina de Tesla

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Si tiene sugerencias, sugerencias o correcciones, déjelas en los comentarios a continuación. Quiero mantener este artículo actualizado y mejorarlo con el tiempo.

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