paterweb - Flokovačka

U práce přemýšlejte! Nebudu brát zodpovědnost za vaše úrazy. Pokud nevíte jak flokovačku sestavit a bezpečně omezit proud vysokého napětí, do stavby se nepouštějte! Použití zde uvedených výrobků je na vlastní nebezpečí. Výstupní napětí může být smrtelné. Kondenzátory zůstávají nabité i dlouho po vypnutí. Generátor může poškodit blízká elektronická zařízení a paměťová média. Při provozu může vznikat ozón.

Flokovačka za pár babek

Použitý generátor v této flokovačce (původně pro zapalovače má velký proudový odběr a zahřívá se) není určen pro trvalý provoz a není proto vhodný na dlouhodobé zatravňování. Trvalejší provoz této flokovačky jsem netestoval!

Na výrobu stromečků jsem potřeboval flokovačku, která by nesypala "tak moc" (menší zásobník na trávu a menší oka v sítku). Na Alíkovi jsem viděl generátor 20kV pro zapalovače s dopravou za 1,6 USD (hledejte "20kv generator"). Je to generátor střídavého napětí, proto jej musíme pro naše použití usměrnit.

Trochu jsem se lekl, když jsem v popisu nalezl hodnotu výstupního proudu 0,05A. Selským rozumem by tento generátor musel mít příkon asi 1000VA. Jaký zdroj bych na to potřeboval? Číňané trochu přehánějí a to i s hodnotou generovaného napětí.

Při napětí 3,5V na vstupu tohoto generátoru jsem naměřil proud cca 1,5A. Při 5V to už bylo 2,3A. Pokud se tedy rozhodnete použít externí napájecí zdroj, musí být na takový odběr dimenzován. Podle příkonu bude výstupní proud generátoru max. 1mA. To nám dává možnost, použít na výstupu VN diody 2CL77. Další informace (tentokrát pravdivá) v popisu byla, že generátor lze napájet jednou baterií 18650. Rozebral jsem starou baterii z notebooku, která tyto články obsahuje a vybral ty použitelné. Většinou odejde elektronika, nebo jen jeden článek. Jelikož jsem měl doma torzo svítilny na tyto baterie, napadlo mne použít ji také a vše zkombinovat.

Generátor z Aliexpressu

Jako rukojeť jsem použil tubu od šumivých tablet. Dno jsem vyřezal tak, aby do něj šlo zasunout torzo svítilny. Tubu od tablet jsem nastříkal černou barvou. Do torza svítilny jsem připojil generátor a zasunul do tuby. Na jeden výstup z generátoru jsem sériově připojil dvě VN diody 2CL77 (na Alíkovi 5 kusů za dolar), řadu pěti rezistorů o hodnotě 3M3/1W (pro omezení výstupního proudu) a výstupní vodič. Tuto sestavu jsem zatavil do smršťovací bužírky. Na druhý výstup z generátoru jsem napojil delší vodič. Zásobník na trávu je z krabičky od vitamínů pro psa. Do dna krabičky jsem udělal otvor velikosti tuby a nasunul na ni. Nyní lze delší vodič protáhnout dírkou v tubě a připájet na něj krokosvorku. Kratší drát (ten od těch rezistorů a diod) jsem protáhl dírkou ve víku tuby a připájel na měděný pásek. Pásek jsem přiložil na stěnu krabičky a zalepil hliníkovou lepící páskou. Tou jsem vylepil i zbytek krabičky. Teď už stačilo jen zajít na výpravu do kuchyně a zcizit tam čajátko (nebo koupit na Alíkovi za 60 centů). Z něj jsem vydoloval sítko, upravil mu velikost a vložil do upraveného víka krabičky. Hliníková páska je ohnutá přes okraj krabičky a zajišťuje tak vodivé spojení se sítkem. Vložil jsem trávu, nabitou baterii, zapnul vypínač a odzkoušel. Měl jsem obavu, že po usměrnění bude potřeba dát na výstup vyhlazovací kapacitu, ale tuto funkci plní krabička vylepená hliníkovou páskou. I bez kondenzátoru si zachovává náboj.

Při zkoušení jsem přišel na to, že nelze opticky žádným způsobem zjistit, kdy je zařízení zapnuto nebo vypnuto. Už se mi to nechtělo předělávat takže pokud si nejsem jistý, tak to zkouším doutnavkou. Pokud je flokovačka zapnutá, doutnavka při přiblížení ke generátoru svítí. Po odzkoušení jsem ještě zalepil torzo svítilny do tuby.

Koupené stromky zasypané 1mm trávou od Poláka (flokdekor).

Flokovačka (velká)

Pro velkou flokovačku jsem se rozhodl použít jiný generátor. Ten již na výstupu generuje stejnosměrné napětí. Dá se nalézt pod názvem "electrostatic generator" nebo i "negative ion generator". Podle specifikace je napájecí napětí generátoru 12V a výstupní napětí 15 - 20kV.

Při zkoušení jsem flokovačku připojil na zdroj označený štítkem 12V/1000mA a generátor se ihned odporoučel. Zdroj měl totiž naprázdno něco přes 16V. Odsekáním hmoty v okolí chladiče jsem zjistil, že základem je známý obvod NE555 v základním zapojení astabilního generátoru. Nabíjení časovacího kondenzátoru (cca 10nF) probíhá přes část odporové dráhy trimru a diodu, vybíjení přes druhou část odporové dráhy trimru. Nastavením polohy trimru se tedy mění činitel plnění (poměr signál/mezera) generovaného signálu. Zapojení je hodně osekané a trimr proto v koncových polohách postrádá smysl. V jedné koncové poloze se dokonce zničí obvod NE555 přivedením napájecího napětí na tranzistor vybíjení ve vnitřní struktuře obvodu. Pokud tedy nechcete o generátor přijít, nepřipojujte tento generátor na vyšší napětí, než je určen a nevytáčejte trimr do krajních poloh! Frekvence signálu je výpočtem asi 7kHz. Výstup obvodu NE555 je přes rezistor napojen na bázi tranzistoru TIP41C, který již spíná primár vysokonapěťového transformátoru. Po výměně tranzistoru (dal jsem tam NPN tranzistor ze zdroje ATX), obvodu NE555 a součástek (kondenzátor, trimr) zničených při oddělování zalévací hmoty je generátor opět funkční. Trimr jsem nastavil tak, aby byl příkon generátoru asi 1,5VA (při 12V odběr cca 110mA).

generátor z Aliexpressu

zapojení vstupní části (reverzní inženýrství)

Nyní ke konstrukci. Jako rukojeť slouží trubka o průměru 40mm a délce 180mm. Používá se na odpady a zakoupit ji můžete pod označením HT. Do této trubky se dá generátor po drobné úpravě pilníkem zasunout a pokud to s tím pilníkem nepřeženete, tak tam také drží i bez fixace lepidlem.

Další součástí flokovačky je cukřenka (průměr 65, výška 76). Tu jsem koupil na Alíkovi za necelé 3 USD (hledejte "sugar shaker"). Je nerezová a na výběr je více velikostí, já použil tu střední. Cukřence jsem provrtal dno a otvorem prostrčil šroub. Na šroub jsem nasadil silonový váleček (který je upraven tak, aby lícoval s vnitřkem trubky), kabelové očko a zajistil maticí. Na kabelové očko je přiletován přes omezovací odpory (celkově cca 20MΩ) kladný výstup z generátoru. Záporný výstup z generátoru je vyveden z trubky na krokosvorku.

Na vstup generátoru je přivedeno přes konektor 5,5*2,1 a tlačítko napájecí napětí. Matici tlačítka jsem upravil tak, aby se opírala o co největší plochu trubky. Zdroj jsem nakonec použil s výstupem se štítkovými údaji 9V/700mA. Po odzkoušení funkce jsem silonový váleček zalepil do trubky. Trubku jsem z druhé strany uzavřel víčkem od nějaké dětské výživy. Jako izolaci cukřenky jsem použil smršťovací bužírku, která se používá na bloky baterií (na Alíkovi hledejte "heat shrink tubing diameter 65mm"). Bužírku (2 vrstvy) jsem aplikoval s nasazeným (zašroubovaným) víkem cukřenky. Po vychladnutí jsem takto vytvořenou izolaci za víkem cukřenky prořízl nožem. Protože k funkci této flokovačky je nutné držet tlačítko, není potřeba signalizovat zapnutý stav. A na závěr varování: tento generátor si i po vypnutí zachovává náboj (před dotykem holou rukou vybít).

Flokovačka potřetí

Takto mi poděkoval za zapůjčení flokovačky kamarád Zdeněk Slabý, který svou originální flokovačku prodal: "Seje ti to líp jak od Nocha, ale ten kabel tam překáží". A přidal "To tlačítko máš blbě umístěné, já jsem zvyklý držet to jinak". Vzal jsem si jeho kritiku k srdci a sestrojil jsem proto flokovačku bateriovou a tlačítkem uprostřed (tak, aby se flokovačka dala při používání držet k sobě i od sebe). Tentokrát jsem použil generátor záporných iontů pro vstupní napájení 3 až 6V.

schéma výstupu generátoru a přidaných stupňů

Úprava generátoru

Při zkouškách se ukázalo, že i při vstupním napájení 6V je na výstupu vysoké napětí nedostačující (i když použitelné). Napájení vyšším napětím než 6V jsem radši nezkoušel. Nechtělo se mi utrácet za další generátor, tak jsem se rozhodl pro úpravu stávajícího. Tato úprava je však náročná a není pro každého. Výstup generátoru je nutno vydloubat ze zalité hmoty a přidat do kaskády další stupně. Na výstupní vinutí je připojen Greinacherův (nesprávně Villardův) násobič a rezistor. Rezistor odpojíme a napojíme další 2 stupně násobiče. Diody a kondenzátory použijeme na napětí 5kV. Kondenzátory mají hodnotu 100pF. Diody jsou zapojeny anodou k výstupu. Pokud máte jiný generátor doporučuji polaritu diod odzkoušet. Pozor, VN diody otvírají až kolem 14V. Pokud ale mají generovat záporné ionty, budou diody zapojeny stejně. Zkoušel jsem přidávat i další stupně, ale zdroj je tak měkký, že už to nepřineslo žádný efekt. Rezistor 20M napojíme zpátky na výstup generátoru. Celou sestavu opět zalijeme do hmoty (já použil lepící pistoli a smršťovací bužírku).

generátor iontů

držák baterie s očkem pro snadné vytahování

Pro napájení flokovačky jsem zvolil Li-Ion baterii 18650. Na držák baterie jsem zezadu přilepil zvyšující měnič napětí s obvodem MT3608 a připojil k držáku baterie. Vložil jsem baterii a nastavil výstupní napětí na 6V. Kladný výstup z měniče už je připojen přes tlačítko na červený vodič generátoru. Záporný pól baterie připojíme na černý vodič generátoru. Tento vodič je také spojen se sekundárním vinutím, a proto jej použijeme i jako výstupní vodič pro krokosvorku.

Protože je použitý generátor opravdu maličký, mohl jsem použít užší trubku. Je to novodurová trubka průměr 32mm. Na ni lze skvěle narazit zátky do odpadových trubek HT40mm. Jednu zátku jsem vlepil do vyřezaného otvoru ve dnu plastové nádoby. Do zátky jsem vyvrtal otvor pro šroub M3. Pod šroubkem je přichycen měděný pásek, který je vytvarován tak, aby se při zavření víka nádoby dotýkal sítka. Na tento šroub je z druhé strany přiveden výstup z generátoru.

Sítko jsem použil opět z čajátka. Sítko jsem upravil na rozměr víka. Do víka nádoby jsem vyřezal otvor. Nahřál jsem páječku a sítko opatrně zatavil do víka. Tlačítko jsem nyní umístil tak, aby šlo stisknout při jakémkoli držení flokovačky a zároveň zbylo v zadní části trubky dost místa na držák baterie. Kolem držáku baterie jsem použil kousek mirelonu (izolační materiál na trubky), aby baterie v trubce držela. Na držák baterie jsem přidělal z drátu malé očko pro snadné vytahování baterie. Tu je nutné vytáhnout, když flokovačku nepoužíváte. Použitý měnič má totiž odběr, i když není zatížen. Řešením by také bylo, zapojit měnič až za tlačítko. Varování: Tato flokovačka si také zachovává náboj i po vypnutí tlačítka.