Бесконтактный частотомер для тесла-качеров.. Катушки Теслы

Бесконтактный частотомер для тесла-качеров.

Материал этой статьи требует обязательного допиливания. И твоя помощь в этом нужна очень сильно.

Идея разработки такого устройства появилась при экспериментах с различными режимами работы волновых резонаторов, также известных как катушка Теслы, или тесла-качер. Достаточно поднести этот портативный частотомер к работающей тесле, чтобы узнать частоту колебаний её резонатора - вторичной высоковольтной обмотки. Сделать же прибор гальванически не связанным ни с чем подсказал способ емкостной обратной связи, когда тесла запускается в режиме автогенератора: уж если таким способом удаётся управлять транзистором, то частоту и подавно можно измерить.

Схема не отличается чем-либо от любого частотомера на микроконтроллере. Более того, можно использовать практически любую конструкцию для этих целей (даже готовый китайский вариант), дополнив её небольшой антенной, ловящей наводку от работающей катушки.

нажми для увеличения
Коротко по схеме. На популярной микросхеме MC34063 собран повышающий преобразователь напряжения литиевого аккумулятора в +5 вольт. Так как эта микросхема имеет значительный шум на выходе, то предусмотрена возможность установки линейного стабилизатора IC2 между выходом преобразователя и питанием остальной схемы. Нужно его ставить или нет - решай сам. В опытном образце он не понадобился. Если будешь ставить, то напряжение преобразователя следует установить немного выше, чтобы учесть падение на стабилизаторе, хоть он и Low Drop.

Ко входу Frequency подключается небольшой отрезок провода, служащий антенной. Делитель R4R5 является нагрузкой, призванной защитить вход микроконтроллера ATMEGA8 от наводки с чрезмерной амплитудой. Стабилитрон D3 предусмотрен для этой же цели и должен быть на напряжение 5,1 вольт, но говорят, что в подобных случаях он может оказывать негативное влияние на работу схемы. Мы его не ставили; возможно, хватает встроенных защитных диодов внутри микроконтроллера.

На стандартном дисплее 16*2, подключённом через китайский i2c-модуль, отображаются уровень заряда батареи и измеренная частота. По мере усовершенствования прошивки, у устройства будут и другие функции, для которых предусмотрены кнопки и динамик.

Первое тестирование прошло успешно, частотомер уверенно срабатывает на расстоянии в 10 см от антенны в виде отрезка провода длиной 15 см до работающей на малом напряжении катушки Теслы. Подносить антенну следует ближе к месту расположения узла (максимума напряжения) резонатора. Как правило, это - верхний, "горячий" конец вторички. Хотя, возможно, это и не принципиально.

Планируемые дополнительные функции устройства:

отображение уровня входного сигнала
запоминание частоты нажатием кнопки и отображение разницы от этой частоты на дисплее

Если есть какие-либо пожелания по усовершенствованию данного измерителя частоты - милости просим.

Частотомер для теслы

Прошивка: скоро

Печатная плата: скоро

нравится?

Авторские права охраняет Роскомнадзор

Нажми, чтобы получить ссылку для блога или форума.

Понравилась статья?
Мышь говорит:
поделись с друзьями!

Там же блокинг-генератор, вроде бы, нет? Откуда синусоида? Впрочем, даже несинусоидальный сигнал будет измеряться вполне нормально, главное чтобы шума и паразитной модуляции не было.
Насчёт стабилитрона D3 правильно вам говорят - будет мешать. Я также наступил на такие грабли со стабилитронов на входе, а потом долго не мог понять, почему на высокой частоте чутья нет никакого. У стабилитронов нехилая ёмкость, сотни пикофарад, если частота больше ста килогерц, то они здорово шунтируют вход. Да и открываться начинают намного раньше, чем нужно. У меня стоял стабилитрон на 5.1 вольт и делитель на 100 кОм, так эта зараза обрезала импульсы не на 5.1 а на 4.3-4.4 вольта. Хотя в штатном режиме при 5 мА давала чёткие 5.1 как и положено. Лучше ставить два диода - один на землю, второй на плюс. Такая защита отводит импульсы в источник питания (заодно и аккум подзарядит).

Прикольная штука, но работает только если сигнал "чистый", без модуляции и с минимумом искажений. В 1998 году у меня был собран такой дистанционный частотомер для контроля частоты любительской радиостанции. Если были хоть какие-нибудь искажения сигнала, то циферки на экране хаотически мелькали. Даже просто шум от модулятора при молчании сбивал показания. В ваших "качерах" явно не синусоида, я бы особо не надеялся на точный замер частоты таким способом.
Кстати, моему частотомеру для работы вполне хватало наведённого напряжения по входу. Я это случайно обнаружил, когда забыл вставить ему батарейку, но частотомер всё равно заработал при приближении к антенне. Очень экономичная схема получилась.