Modulation einer DRSSTC

Der richtige Platz für SGTCs, (DR)SSTCs, VTTCs und Konsorten.

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Rudi
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Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Hallo !

bin neu hier im Forum, Durch ein anderes Forum habe ich mich in die Idee verhakt, eine Tesla-Spule zu bauen. Ich bin noch ganz am Anfang, also habt bitte etwas Nachsicht mit mir.
Zwei Fragen sind bei mir aufgetaucht:
1. Eine audiomodulierte TC ist zwar ganz schön, aber eigentlich gefällt mir der Sound nicht so gut (pieps..) Schöner wäre es, wenn man z.B. Funkenlänge, Ausdehnung... ähnlich einer Lichtorgel steuern könnte. Ich kann hierzu aber nichts finden. Hat das schon jemand ausprobiert ?
2. Eine DRSSTC wird ja über einen Interruptor gesteuert. Dieser hat ja - soweit ich das jetzt sehe - im wesentlichen die Aufgabe, die IGBTs zu schützen. Nebenbei kann man das auch noch zur Audiomodulation verwenden. Wenn man das aber nicht haben will, sondern eine "leise" DRSSTC, ist es dann möglich, mit der Interruptor-Frequenz soweit hochzugehen, dass diese im nicht mehr hörbaren Bereich liegt? Hat das schon mal jemand ausprobiert ?

Danke für Antworten und Gruß, Rudi
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Stefan A
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Stefan A »

Eine so hohe Interrupt-freuenz für DRSSTC's ist schlicht und einfach nicht möglich, da ansonsten der Tastgrad zu hoch oder die Einschaltdauer zu gering wird.
Zwar läst sich die Lautstärke und Intensität der Entladungen über den Tastgrad bzw. die einschaltzeit etwas regeln (siehe dazu auch CTC's Digimod), jedoch alles nur in einem Rahmen bis maximal 1 kHz oder je nach Setup auch knapp darüber. Leise bzw. wie du wohl erhoffst lautlose Entladungen sind hier nicht möglich.
Eine SSTC ist deutlich leichter auch in der Lautstärke und der Blitzintensität steuerbar, weshalb diese Topologie zur Verwirklichung deiner Idee besser geeignet ist.

Gruß, Stefan

edit: wenns nur um die Entadungsmanipulation geht, ist natürlich die QCW-Topologie das Nonplusultra, jedoch ist das selbst für die meisten "profis" unter den Teslaspulenbauern noch ein Buch mit sieben Siegeln. Als Anfänger kann man davon erstmal jedenfalls nur träumen.
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Rudi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Danke für die Antwort. Ich habe daraus den Schluss gezogen, dass es doch wohl eine "normale" DRSSTC werden soll. Etwas unsicher bin ich mir bei dem Treiber, der verwendet werden kann. Auf der Seite von Steve (http://stevehv.4hv.org/new_driver.html) finde ich maximal eine Treiberversion 1.3, auf der Seite von goodchildengineering.com (http://www.goodchildengineering.com/ud2-5) gibt es eine Version 2.5. Was ist denn da empfehlenswert?
Das ganze soll dann eine Vollbrücke aus zwei Bricks CM300DY-12H steuern. Also schon etwas größeres. Hat da jemand Erfahrung mit?

Gruß Rudi

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Rudi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Hallo zusammen,

ich habe mir jetzt mal die Controllerversion 2.5 von Goodchild (http://www.goodchildengineering.com/ud2-5) vorgenommen und bin grade dabei, die Bauteile, die in SMD-Technologie verwendet werden, auf "normale" Bauteil zum löten umzusetzen. Das geht in den allermeisten Fällen auch ganz gut, aber bei zwei Bauteilen will mir das nicht gelingen. Es handelt sich danei um:

Mouser-Nr: TL3116CD
high speed comparator, SOIC (IC14 im Schaltplan)

und

Mouser-Nr: FDD8424H
Dual complimentary mosfet (U1-U4 im Schaltplan).

Schaltplan mit markierten Bauteilen habe ich beigefügt. Kann mir jemand dafür "normal" lötbare Ersatztypen nennen?

Danke für Antworten, Rudi
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Stefan A
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Stefan A »

Zuerst mal: verstehst du jeden einzelnen Schaltungsteil und kannst du ihn ggf an deine eigenen Bedürfnisse anpassen?
Das betrifft ganz besonders den Feedbackteil vor dem tl3116 (und die OCD Schaltung rund um den lm311).
Das ist nänmlich gerade bei diesem einen Sachaltplan absolut essenziell!!!
Auch solltest du, wenn du das alles verstanden hast, nach einem entsprechenden Studium der einzelnen Datenblätter selbst in der Lage sein, Ersatz zu suchen.
Außerdem verstehe ich den Sinn alles auf DIP umzustellen nicht. SMD hat hier nur Vorteile wie größere Bauteilauswahl, günstiger, kleiner etc. Und schwierig zu löten ist es auch nicht, wenn man nicht grad einen 200w Lötprügel verwendet und gewisse feinmotorische Fähigkeiten besitzt.
Zum 3116: Ich kann ehrlich gesagt nicht wirklich nachvollziehen, warum Goodchild und Ward diesen Komparator verwenden. Es gibt da deutlich bessere Bauteile (Stichwort Rail to Rail input und CMOS Ausgang) wie etwa max961 oder lt1711. Zweiteren verwende ich in meinem aktuellen Design, da dann bei der Verwendung komplementärer Versorgungsspannungen der Feedbackteil vor dem Komparator etwas einfacher und übersichtlicher ausfällt. Nachteil ist der höhere Preis und das nochmal kleinere Gehäuse.
Vergleichstypen zum 3116er im Dip wären aber zb. die 1016er der diversen Hersteller (max1016, lt1016 etc.pp)

Beim fdd8424 überlasse ich es mal dir, aus dem Datenblatt zu ersehen, was da für eine Schaltung drin steckt und wie man die diskret in tht aufbaut.


Gruß, Stefan
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Rudi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Hallo zusammen,

ich habe jetzt meine ersten Probeläufe von meiner DRSSTC gestartet und bin dabei auf eine Unstimmigkeit gestoßen, die vielleicht hier geklärt werden könnte. Ich habe die Spule mit JavaTC konzipiert und zwar mit folgenden Daten für die Sekundärspule:
Durchmesser der Sekundärspule: 11,5cm, ca. 2000 Windungen, Drahtdurchmesser 0,21mm, bewickelte Höhe etwa 45cm. Nach JavaTC ergibt sich daraus eine Induktivität von etwa 100mH. Zusammen mit meinen beiden Toroids berechne ich daraus eine Resonanzfrequenz von etwa 114KHz, was in etwa mit der berechneten Frequenz der Primärspule übereinstimmt.
Jetzt habe ich das ganze mal aufgebaut und die Resonanzfrequenzen vermessen. Dabei habe ich festgestellt, dass die Resonanzfrequenz der Primärspule ziemlich gut mit dem berechneten Wert übereinstimmt, die Resonanzfrequenz der Sekundärspule hingegen liegt völlig daneben. Was ich gemessen habe ist:

Mit beiden Toroids : etwa 37KHz
nur mit großem Toroid: etwa 66KHz
nur mit dem kleine Toroid: etwa 71 KHz
mit überhaupt keinem Toroid : etwa 80KHz

Der Gang selbst sieht etwa plausibel aus, jedoch kommt beim Raake-Rechner bei einer Spule ohne Toroid eine Resonanzfrequenz von etwa 170Khz, mit JavaTC von etwa 190KHz raus. Über diese Abweichung zwischen berechnetem Wert und gemessenen Wert wundere ich mich doch sehr. Kennt jemand eine solch große Abweichung?

Gemessen habe ich die Resonanzfrequenz einfach, indem ich oben an der Spule +24V (und unten Masse) angeschlossen habe und dann beim Abziehen der Spannungsquelle mir angesehen habe, mit welcher Frequenz die gedämpfte Schwingung über der Spule abklingt. Sollte doch eigentlich OK sein, oder ?

Ich habe dann den gleichen Versuch noch einmal mit einen 0,22uF Kondensator gemacht. Dort habe ich eine Resonanzfrequenz von etwa 1000Hz gemessen (mit dem gleichen Aufbau), was sehr gut mit dem berechneten Wert (unter der Annahme, dass die Induktivität der Spule 100mH beträgt) übereinstimmt. Das Messverfahren selbst sollte in Ordnung sein, also was könnte es für eine Ursache für den Unterschied zwischen Theorie und Praxis geben?

Was bei mir vielleicht eine kleine Besonderheit ist, dass der Spulenschaft selbst insgesamt 90cm hoch ist. Bewickelt davon sind dann nur die unteren 45cm und für die anderen 45cm habe ich den Draht einfach nach oben gezogen. Ich wollte damit ein wenig mehr Abstand zwischen Austrittspunkt und Elektronik unten schaffen (und außerdem siehts besser aus). hat jemand eine Vermutung, was diesen großen Unterschied zwischen den berechneten und gemessenen Resonanzfrequenzen ausmachen könnte?


Viele Grüße, Rudi
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Zqueeek
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Zqueeek »

Moin Rudi,
ich würde mal sagen, dass deine Messungen evtl. nicht ganz korrekt sind?!
Allein schon aus dem Grund, weil zw. Sek. mit- und ohne Top gerade mal 43kHz Differenz sind.

Gruß, Zqueeek

dommi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von dommi »

Wie und wo hast du die Frequenz der Schwingung gemessen? Ich denke auch das deine Messung falsch ist. Der Abstand zum Topload ist übrigens ziemlich ungünstig wegen Korona am oberen Ende der Spüle.

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Rudi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Ich habe auch meine Messung im Verdacht. Ich habe mich aber gewundert, warum das bei der Primärspule so gut funktioniert hat und bei der Sekundärspule eben nicht.
Ich habe unten mal das Schema zum Messung aufgezeichnet. Ich hoffe, man kann das erkennen. Die 24V habe ich immer wieder an die obere Spitze rangehalten und wieder weggezogen, dabei das Ausschwingen gemessen.
Damit das nicht so trocken bleibt habe ich dann mal ein Gesamtbild der Spule beigefügt :)
@dommi "Der Abstand zum Topload ist übrigens ziemlich ungünstig wegen Korona am oberen Ende der Spule." Sorry, was heißt das?

Danke und Gruß, Rudi
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Stefan A
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Stefan A »

Na dann ist ja klar, wo der Fehler liegt:
Die Kapazität deines Tastkopfes ist größer als die deiner Sekundärspule ;) (10pf)
Wenn man das kurz überschlägt, kommt man damit sogar halbwegs auf die gemessenen Frequenzen. Allerdings gilt das nur für die Spule ohne Toroiden, da du die Maße respektive Kapazitäten selbiger noch nicht genannt hast.
Da lange obere Ende der Sekundärspule ist, wie dommi bereits gesagt hat wirklich nicht das gelbe vom Ei. Optik ist zwar je nach Anspruch ein wichtiger Aspekt, aber hier geht das zu weit (zumal ich finde, dass eine so lang wirkende Sekundärspule ziemlich hässlich ist, (entschuldige bitte die drastische Wortwahl :ugly: )) Das passt irgendwie nicht zum sehr schönen und ordentlichen Rest der Spule.
Hoffentlich gibts bald Resultate!

Gruß, Stefan
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Miles Prower
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Miles Prower »

Rudi hat geschrieben:"Der Abstand zum Topload ist übrigens ziemlich ungünstig wegen Korona am oberen Ende der Spule." Sorry, was heißt das?
Der Abstand zwischen Topload und oberen Ende der Sek. ist so groß dass an der obersten Wicklung deiner Sek. Entladungen austreten
was dazu führt das sie irgendwann hinn ist. :haufen:

Kleine Frage: Ist der orange Teil deiner Sek. Spule nicht bewickelt?
Wenn nicht solltest du mindestens das 3/4-te davon weglassen.
Sonst werden wahrscheinlich mehr Entladungen aus deiner Sekundärspule austreten als aus dem Topload. :D

lg

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stoppi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von stoppi »

So sollte es viel besser und vor allem länger funktionieren. Meine eigene muss ich oben auch noch kürzen, denn nicht immer gilt länger = besser :hauen:
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Miles Prower
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Miles Prower »

Jaaa, das sieht super aus. :awesome:
Bin schon gespannt wenn das Teil läuft.

lg

Miles
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Rudi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Stefan A hat geschrieben:Na dann ist ja klar, wo der Fehler liegt:
Die Kapazität deines Tastkopfes ist größer als die deiner Sekundärspule ;) (10pf)
Ah, OK. Das könnte den systematischen Fehler erklären. Dann kümmer ich mich mal einfach nicht drum, sondern gehe mal davon aus, dass die Berechnungen richtig sind. Abstimmen muss ich ja sowieso.
Miles Prower hat geschrieben:Der Abstand zwischen Topload und oberen Ende der Sek. ist so groß dass an der obersten Wicklung deiner Sek. Entladungen austreten
was dazu führt das sie irgendwann hinn ist. :haufen:

Kleine Frage: Ist der orange Teil deiner Sek. Spule nicht bewickelt?
Wenn nicht solltest du mindestens das 3/4-te davon weglassen.
Danke für die Aufklärung. Das sehe ich mir dann mal im Dunklen genau an und kürze dann eben noch. Und ja, der "orangene" Teil (RAL3000) ist nicht bewickelt. Beim Wardenclyff-Tower war ja auch nur der unterste Teil bewickelt (zumindest in der Zeichnung).
stoppi hat geschrieben:So sollte es viel besser und vor allem länger funktionieren. Meine eigene muss ich oben auch noch kürzen, denn nicht immer gilt länger = besser :hauen:
Danke für das Bild, ich hab mich zuerst schon ein wenig erschrocken. :shock:
stoppi hat geschrieben:denn nicht immer gilt länger = besser :hauen:
Aber immer öfter ;)

Wenn mal funkt, gibts was auf Youtube.

Gruß Rudi

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Rudi
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Re: Modulation einer DRSSTC

Beitrag von Rudi »

Hallo zusammen,

nach längerer Zeit melde ich mich mal wieder. Also die Spule läuft, hab sie aber nich niicht ausgereizt, weil mir das im Keller irgenwie zu "heiss" ist. Also werde ich demnächst mal das ganze draußen aufbauen und sehen, was geht (dann gibts auch Video).
Ich habe die Spule tatsächlich gekürzt, weil es Entladungen längs des Drahtes nach oben zu den Tori gegeben hat.
Im Moment versuche ich noch den "optischen" Effekt etwas zu verbessern. Ich hatte vor, ein Netz mit Glimmlampen zu bekleben, so dass diese Anfangen zu leuchten, wenn die Spule arbeitet. Mit Energiesparlampen funktioniert das gut, die braucht man nur in die Nähe zu bringen, aber meine Glimmlämpchen sind kaum zum leuchten zu bekommen.

Jetzt die Frage: Hat jemand Erfahrung damit, welche Lampen sehr klein sind und die in der Nähe einer Tesla-Spule deutlich leuchten?

Danke für Antwort, Gruß Rudi
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