簡單的Tesla音樂線圈DIY

作者 : patrykkurzejago

我一直想製作音樂特斯拉(Tesla)線圈,但卻被網路上複雜的設計示意圖弄得不知所措。不久前剛好發現了一個基於單電晶體的線圈示意圖,馬上就決定動手改造…

我一直想製作一個音樂特斯拉線圈(Tesla Coil),但卻被網路上複雜的設計示意圖弄得不知所措。不久前我發現了一個基於單電晶體的線圈示意圖,馬上就決定對其進行改造,以便讓它能順利播放音樂。

「特斯拉線圈」是一種使用諧振原理運作的變壓器,由美籍塞爾維亞裔科學家Nikola Tesla在1921年發明,主要用來產生超高電壓但低電流、高頻率的交流電(AC)。此外,它還會產生繽紛亮麗的電弧,讓越來越多的音樂愛好者將其用於音樂表演中,透過電弧與音樂頻率的同步,帶來視覺、聽覺的雙重饗宴。

因此,我決定分享這個DIY專案,讓其他人也可以製作像這樣簡單的音樂Tesla。

這是我找到的圖:

但它最終呈現的效果很差,沒有出現火花,只有螢光燈。

因此,我將初級繞組的數量增加到 5 個(用一根 1.5mm² 的電纜製成),初級繞組的數量增加到大約 1,000 個。直徑 5cm的 PVC 管上大約有了25cm的繞組,直徑為 0.25cm。

在此步驟之後,火花就立刻變大了,但是卻出現了另一個問題,電晶體並沒持續多久,很快就掉了下來。我嘗試使用了許多不同的電晶體,最後使用BD239終於取得了很好的結果。電晶體燒毀的問題很少見,但我想完全排除這個問題。

用LED替換與電晶體基極反向連接的半導體二極體確實很有幫助(請注意,特別是黃色的),之後再插入第二個電晶體。由於這些電晶體的功率更大,我將線圈功率增加到約30W後(從服務電源讀取的值),系統電壓增加到 30V。

這真的讓我捏了把冷汗。

下一步是讓線圈發揮作用。

我使用ESP8266 (手邊剛好就有,而且在我的磁碟中就有Arduino 的程式碼,可以播放簡單的旋律)。ESP 產生具有特定頻率的方波,它控制單極電晶體 (2N7000),將控制線圈的電晶體的基極短路到接地。透過這種方式,我們成功地從線圈中獲得了優美而響亮的聲音。

最後,我用家裡的一些IKEA紙盒做了一個外層保護套。電源部份,我採用36V脈衝電源(LRS-100-36,這是我從一些電子廢料中找到的,就當作是零件附贈的「禮物」),在電位計開啟的情況下將其電壓降低到 30V。

我知道這個方案有一些缺點,但這是根據自己所知而打造的,當然會有一些需要改進的地方。請參考如下電路圖:

我將所有東西暫時焊接在通用板上,並計劃製作印刷電路板(PCB)。

可惜在創作的時候沒有拍照片,但我已經把準備好的線圈放進去了。

ESP8266 的程式碼(用 Arduino IDE 編寫)也會附在本文中(請點選以下原文連結下載)。ESP並在本地網路上提供了一個頁面,可以從其中選擇要播放的曲目。我也添加了第二個程式,它在啟動後就立即執行(並未透過Wi-Fi連接,而且只播放一個曲目)。

需要注意的是,Tesla變壓器會產生幾千伏的高壓,所以在DIY的操作時要特別小心!

編譯:Demi

(參考原文:A simple Tesla music coil,by patrykkurzejago)

本文同步刊登於EDN Taiwan 202212月號雜誌

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