Głośnik plazmowy-dźwięk bez membrany 1. Głośnik Plazmowy- czym jest. Głośniki plazmowe często nazywane są głośnikami płomieni. Głośnik plazmowy od zwykłego głośnika odróżnia to że dźwięk wytwarzany jest nie przy pomocy pola magnetycznego które wytwarzane przez cewkę przymocowaną do membrany oddziaływuje z polem wytwarzanym przez magnes trwały i porusza w ten sposób membraną ponieważ tak jest w tradycyjnym głośniku.W normalnym głośniku bezwładności cewki są odporne na chwilowe zmiany pola magnetycznego. Zmniejsza to poziom odwzorowania rzeczywistego sygnału. Jest on zniekształcony z uwagi na ograniczenia fizyczne urządzenia. Zjawisko to w szczególności widoczne jest dla wysokich częstotliwości.

Ograniczenie to jest jednym z głównych powodów dla których głośniki wysoko tonowe (tweetery) są znacznie mniejszych wielkości. W głośniku plazmowym nie istnieją ograniczenia związane z bezwładnością membrany ponieważ jej nie ma. W głośniku tym łuk plazmowy tworzy dźwięk przez zmianę ciśnienia powietrza poprzez wyładowania koronowe lub łuk elektryczny. Plazmowe głośniki wysoko tonowe wyróżniają się wiele większą sprawnością niż tradycyjne tweetery ponieważ głośnik ma niską bezwładność dzięki temu, iż nie ma w nim cewki i membrany które maja swoja masę. Minimalizuje to zakłócenia i zwiększa transfer- szybsze przenoszenie zmian sygnału. Ze względu na to że nie mogą one poruszać dużymi ilościami powietrza, są one ograniczone do odtwarzania wysokich częstotliwości, a zatem użyteczne są jako tweetery. Dźwięki powstające w głośniku plazmowym są ostre i wyraźne.

2. Ubocznymi produktami, które powstają podczas pracy głośnika plazmowego są: Ciepło, którego źródłem jest łuk plazmy, a także tranzystor Ozon- odmiana alotropowa tlenu, który w dużych ilościach w zamkniętym pomieszczeniu jest szkodliwy. W głośniku plazmowym dokładność impulsów i częstotliwości sięga 100 kHz a nawet więcej. Wydajność takiego głośnika jest trudna do określenia.

3. Głośnik Plazmowy-działanie. Urządzenie zasilane jest z zasilacza stabilizowanego. Napięcie zasilania wynosi 20V a prąd to około 5A. Głównym elementem tego urządzenia jest popularny układ TL494, który w tym urządzeniu pracuje w standardowej konfiguracji takiej jak w katalogu. Na wyjściu układu scalonego otrzymujemy sygnał prostokątny o częstotliwości, którą możemy regulować za pomocą potencjometru umieszczonego na obudowie (Częstotliwość) oraz wypełnieniu, które także możemy regulować potencjometrem umieszczonym na obudowie (Wypełnienie). Powstały sygnał poprzez rezystor jest podawany bezpośrednio na bramkę tranzystora IRF 540. Tranzystor ten steruje uzwojeniem pierwotnym które nawinięte jest na transformator wysokiego napięcia.

Uzwojenie pierwotne nawinięte na ferrytowy rdzeń transformatora składa się z pięciu zwojów drutu miedzianego o średnicy 1,5 mm. Sygnał elektroakustyczny (audio) podawany z dowolnego wzmacniacza lub radioodbiornika podawany jest na układ TL494 który dalej moduluje prostokątny przebieg przetwornicy, a tym samym łuk elektryczny powstający pomiędzy elektrodami transformatora wysokiego napięcia. Na wyjściach transformatora WN wykonany jest iskiernik z regulowaną odległością elektrod który zapewnia podtrzymanie łuku.

4. Schematy

5.Głośnik Plazmowy-konstrukcja Większość elementów urządzenia umieszczonych jest wewnątrz plastikowej obudowy, na zewnątrz wyniesiony został iskiernik. Na płycie czołowej umieszczone są: Przewód słuchawkowy (3.5mm) do którego doprowadzany jest sygnał elektroakustyczny (audio) Potencjometr do regulacji częstotliwości Potencjometr do regulacji wypełnienia Włącznik Dioda „Power” sygnalizująca pracę urządzenia zaciski laboratoryjne do których doprowadzamy napięcie ze stabilizowanego zasilacza o wartości 20V/5A. Z tyłu obudowy znajduje się wentylator, który ochładza (nagrzany przez tranzystor) radiator Dodatkowo z prawej strony znajduje się gniazdo ładowarki, która posiada takie same wartości prądu i napięcia jakie w/w.

6. Spis najważniejszych elementów urządzenia: Tranzystor IRF 540 - Jego zadaniem w układzie jest sterowanie pierwotnym uzwojeniem transformatora wysokiego napięcia. Sygnał podawany z wyjścia układu TL494 przez rezystor podawany jest na bramkę tranzystora który steruje w odpowiedni sposób prądem uzwojenia pierwotnego, Układ scalony TL494- jest to popularny układ który swoje zastosowanie często znajduje w przetwornicach. Generuje on sygnał prostokątny którego wypełnienie i częstotliwość możemy płynnie regulować. Głównym zadaniem głośnika plazmowego jest przekształcanie wzorcowego sygnału prostokątnego za pomocą sygnału audio podawanego ze wzmacniacza i przesyłanie go dalej na tranzystor,

Potencjometry- ich zadaniem jest możliwość zmiany częstotliwości i wypełnienia sygnału generowanego przez układ scalony, Transformator WN- jest to typowy transformator wykorzystywany w starych odbiornikach telewizyji klorowej. Impulsy niskiego napięcia podawanego na uzwojenie pierwotne nawinięte na ferrytowy rdzeń przekształca w wysokie napięcie o wartości 15kV. Transformator jest źródłem wysokiego napięcia odpowiednio modulowanego przez układ, dzięki niemu dochodzi do powstania łuku plazmy w iskierniku Iskiernik- składa się z dwóch elektrod umieszczonych naprzeciw siebie zaostrzonych na końcach. Dochodzi w nim do przebicia powietrza i powstania łuku plazmy(zjonizowanego powietrza).

7.Efekty pracy Rozsunięcie na większą odległość elektrod powoduje konieczność korekcji wysterowania tranzystora poprzez zwiększenie wypełnienia, aby umożliwić zapalenie łuku. Wpływa to w znaczący sposób na zwiększenie pobieranego prądu i większą ilość strat tranzystora w postaci ciepła. Po przeprowadzeniu doświadczeń doszedłem do wniosku, że nie należy rozsuwać elektrod na odległość większą niż 2cm. Link do filmu: http://www.youtube.com/watch?v=h1aVKMuPmoo&feature=youtu.be

Wygląd zewnętrzny

Płytka sterująca

Transformator WN

Aby uruchomić Głośnik Plazmowy, należy: 1. Ustawić na zasilaczu stabilizowanym wartość napięcia 20V oraz ograniczenie prądowe 5A. 2. Podłączyć przewodami zaciski głośnika do zasilacza, 3. Doprowadzić sygnał audio z dowolnego wzmacniacza do wyprowadzonej wtyczki sluchawkowej, 4. Uruchomić urządzenie za pomocą przełącznika na płycie czołowej. 5. Zwiększyć siłę głosu na wyjściu wzmacniacza. Jeżeli w iskierniku nie doszło do powstania łuku skorzystać np. z odizolowanego śrubokręta i zainicjować przebicie.

UWAGA ! Głośnik Plazmowy jest urządzeniem przy obsłudze którego należy bezwzględnie przestrzegać zasad BHP. Nie zaleca się pracy głośnika dłużej niż 5 minut. Urządzenie generuje wysokie napięcie, które pomimo wysokiej częstotliwości i efektu naskórkowego może być niebezpieczne! Przy obsłudze tego urządzenia należy zachować szczególne środki ostrożności. Temperatura łuku w iskierniku sięga bardzo wysokich temperatur powodujących trudno gojące się oparzenia! Obsługa urządzenia tylko i wyłącznie przy obecności osoby pełnoletniej. Pracę wykonał: Karol Kostubiec kl. 3a