|
Met deze hoogspanningsgenerator volgens het tesla-principe kunt u vonken maken van wel tien centimeter lengte en kunt u via bluetooth een bepaald soort muziek 'afspelen'.
|
Kennismaking met de Tesla Coil 10
Wat kan de Tesla Coil 10?
Dit apparaatje is een 'bliksem-generator' waarmee u vonken van wel tien centimeter lang kunt maken. U kunt zowel de herhalingsfrequentie als de grootte van de uitgangsspanning met twee potentiometers instellen.
Daarnaast heeft de Tesla Coil 10 een bluetooth-ontvanger en een audio-modulator aan boord. Hiermee kunt u de uitgangsspanning moduleren met een audio-signaal. In deze modus kunt u muziek 'afspelen'. Het apparaat werkt dan als plasma luidspreker. Het geluid ontstaat door de drukverschillen die de vonkjes in de opwarmende lucht opwekken. Normale MP3's klinken echter helemaal niet goed. U moet speciaal voor tesla-generatoren gecomponeerde muziek gebruiken, zogenaamde 'square music' bestanden.
Fabrikant, leveranciers en prijs
Het apparaat wordt, samen met een 48 Vdc voeding die 2 A kan leveren, aangeboden voor prijzen tussen € 55,00 en meer dan honderd euro. Even grondig googlen loont! Zoals bij veel Chinese producten doet men geheimzinnig over de fabrikant. Na enig zoekwerk veronderstellen wij dat deze tesla-generator wordt gefabriceerd door Wuhan Stark Technology Co. Ltd. uit Wuhan City, China. Het apparaat wordt onder diverse merknamen aangeboden, onder andere Topacc, Joytech, Pemenol, Douk Audio, Ansecor, YBEST en Geeetech. De goedkoopste aanbieding die wij konden vinden werd verkocht onder de merknaam Geeetech bij AliExpress en bij Banggood voor een prijs van € 55,20 (prijspeil maart 2022).
De levering van de Tesla Coil 10
De bliksem-generator wordt, samen met vier neonlampjes waarmee u kunt experimenteren, geleverd in een mooi zwart doosje. In het doosje is een zeer beperkte handleiding aanwezig.
 |
| De Tesla Coil 10 wordt in een mooi doosje geleverd. (© Amazon) |
De handleiding
Een uitgebreidere handleiding vonden wij na enig zoekwerk op Internet. Wij hebben deze gekopieerd naar onze cloud op Google drive, waar u het PDF-bestand kunt ophalen:
Aanklikbare link ➡ Tesla_Coil_10_Manual
De levering van de voeding
Bij onze bestelling zat een voeding van het type JSG-4820 met een Amerikaanse netstekker en een verloopstuk voor een Nederlandse wandcontactdoos. Deze voeding kan worden aangesloten op een wisselspanning tussen 100 V en 240 V. Het apparaat, met als afmetingen 13,0 cm x 6,0 cm x 3,5 cm, levert 48 V gelijkspanning met een maximale stroomcapaciteit van 2 A.
 |
| De meegeleverde 48 Vdc voeding. (© AliExpress) |
De Tesla Coil 10 nader bekeken
Het uiterlijk
De elektronica zit in een transparante plexiglazen behuizing, waardoor een fraai geheel ontstaat. De behuizing is 10,5 cm bij 10,5 cm bij 5,5 cm groot en weegt 400 gram. De bodem wordt volledig in beslag genomen door een aluminium koelplaat. Aan de voorzijde zitten twee potentiometers voor het instellen van de frequentie en de intensiteit van de vonken. Daarnaast zit de schuifschakelaar waarmee u kunt omschakelen tussen 'audio' (links) en 'vonken' (rechts). Op de achterzijde treft u een standaard voedingsconnector aan voor het aansluiten van de 48 V gelijkspanning. Op de bovenzijde kunt u een naald met een lengte van 5,5 cm bevestigen. De vonken ontspruiten aan de punt van deze naald.
 |
| Het uiterlijk van de Tesla Coil 10. (© AliExpress) |
Waar is de tesla-spoel gebleven?
Tesla-generatoren worden gekenmerkt door de grote spoel die op de bovenzijde van het apparaat of de print aanwezig is. In de onderstaande foto hebben wij een paar van dat soort apparaten verenigd. Die spoel is in feite een transformator waarvan de primaire wikkeling bestaat uit één of hoogstens een paar windingen en de secundaire uit duizenden windingen dunne wikkeldraad. Er wordt een korte grote spanningspuls over de primaire gezet, het gevolg is dat in de secundaire een pulsspanning van soms wel tienduizenden volt ontstaat. De werking van de trafo wordt nog verbeterd door gebruik te maken van de resonantiefrequentie van de primaire wikkeling, waardoor de spanningen worden opgeslingerd.
 |
| Het typische uiterlijk van tesla-generatoren. (© 2022 Jos Verstraten) |
Bij de Tesla Coil 10 zult u tevergeefs zoeken naar deze kenmerkende spoel. Het innovatieve van dit apparaat is dat deze spoel is geïntegreerd in de printplaat die de bovenzijde van de behuizing vormt. Dat is een dubbelzijdig printplaatje van 9,8 cm bij 9,8 cm.
Op de onderzijde is één grote cirkelvormige track geëtst. Op de bovenzijde is een spiraal geëtst die uit honderden uiterst dunne track's is samengesteld. Wij hebben dit printplaatje onder de microscoop gelegd, met een in millimeter geijkte liniaal als referentie, zie de onderstaande foto. De afstand tussen twee zwarte streepjes is gelijk aan 1 mm. De naald is uiteraard verbonden met de binnenste winding van de spiraal.
 |
| De spiraalvormige 'wikkeling' van de tesla-spoel op de bovenzijde van de print (© 2022 Jos Verstraten) |
De primaire spanning
Over de primaire wikkeling van de 'trafo' ontstaat een spanningspuls die vele malen groter is dan de voedingsspanning, zie het onderstaand oscillogram. Dat is een gevolg van de fundamentele werking van een tesla-transformator. Er wordt niet zomaar een wisselspanning aan de primaire aangeboden, maar een signaal met een frequentie die gelijk is aan de resonantiefrequentie van de primaire kring. Op deze manier kan men gebruik maken van de spanningsopslingering om een zo groot mogelijke secundaire spanning te genereren.
 |
| De signaalburst over de primaire wikkeling. (© 2022 Jos Verstraten) |
De primaire spanning nader bekeken
Bij het uitvergroten van de burst blijkt dat het signaal vrij sinusvormig verloopt en een frequentie heeft van ongeveer 2,85 MHz.
 |
| Een paar perioden van de burst in beeld. (© 2022 Jos Verstraten) |
De elektronica in de Tesla Coil 10
In de onderstaande foto ziet u de print die de bodem van de behuizing vormt. Links in de hoek zit de bluetooth-antenne met daarnaast een ons onbekende bluetooth-chip AC218P09. Op deze print ontdekken wij verder twee stuks NE555 timer, een LM393 dubbele spanningscomparator, een XL7015E DC naar DC omzetter volgens het buck-principe en een HY1908 N-kanaal enhancement mode MOSFET.
Onder de twee 1R0 vermogensweerstanden zitten de 2 x 3 pad's voor de twee power MOSFET's die aan de onderzijde van de print zijn gesoldeerd en rechtstreeks op de koelplaat zijn bevestigd. Die koelplaat is even groot als de print en zit vast met de vier boutjes in de hoeken van de print. Aan de bovenzijde van de print ziet u in het midden de drie vrije pad's waarop drie draadjes worden gesoldeerd die naar de 'trafo'-print gaan.
 |
| De print van de Tesla Coil 10. (© 2022 Jos Verstraten) |
Het spelen met de Tesla Coil 10
Een woord vooraf als waarschuwing
Tesla-generatoren wekken zeer sterke elektromagnetische velden op rond de trafo. In metalen voorwerpen in de buurt, zoals draden, kabels en elektronische apparatuur, kunnen grote geïnduceerde stromen en dus ook spanningen ontstaan. Als gevolg daarvan kan het laten werken van de generator in de buurt van elektronische apparatuur leiden tot storingen en zelfs defecten in deze apparaten.
Personen met pacemakers of andere elektronische implantaten moeten absoluut uit de buurt van een werkende tesla-generator blijven! Leg ook uw smartphone niet vlak naast een werkende tesla-generator!
Spelen met de bliksem-generator
Op de verkooppagina's wordt vermeld dat u met dit apparaat vonken tot wel tien centimeter kunt trekken. Dergelijke berichten nemen wij altijd met een korreltje zout, maar in dit geval is die claim niet overdreven. In de maximale stand van de 'PWR'-potentiometer ontspruiten er inderdaad dergelijke indrukwekkende 'bliksems' uit de top van de naald, zie de onderstaande foto.
Het opvangen van de vonken met uw vinger is niet pijnlijk, het wekt niet meer dan een prikkelend gevoel op. Alleen als u uw vinger dicht bij de punt van de naald houdt voelt u iets van de intense hitte die in de ontlading aanwezig moet zijn. De lucht wordt zo intens verwarmd dat de drukgolven behoorlijk wat herrie veroorzaken!
In deze stand van de schuifschakelaar kunt u uiteraard experimenteren met allerlei gasgevulde buisjes, zoals de neonlampjes die bij de generator worden geleverd. Ook oude TL-buizen en spaarlampen zijn ideaal om uw vrienden te verbijsteren met objecten die licht gaan geven zonder dat zij ergens mee verbonden zijn.
 |
| De maximale lengte van de 'bliksems'. (© AliExpress) |
Spelen met de muziek-generator
Zet de schuifschakelaar in de rechter stand. De bluetooth-functie wordt ingeschakeld en u kunt onmiddellijk koppelen met uw smartphone of uw tablet. Volgens de handleiding is de devicenaam van het apparaat 'XFW-M18'. Bij ons model meldt de tesla-generator zich echter keurig met 'Tesla Coil 10'.
 |
| Het koppelen van de tesla-spoel aan een tablet. (© 2022 Jos Verstraten) |
De eigenschappen van 'square music'
Zoals reeds geschreven is niet ieder MP3-bestand geschikt om af te spelen op een tesla-generator. U moet daarvoor een speciaal soort muziek zoeken, die door het leven gaat onder de naam 'square music'. Hoe zo'n muziek er uit ziet volgt uit het onderstaand oscillogram. Alle nuances zijn uit het amplitudeverloop verwijderd, er blijft niets veel meer over dan 'er is geluid' en 'er is geen geluid'.
 |
| Oscillogram van 'square music'. (© 2022 Jos Verstraten) |
Zoeken naar 'square music'
U kunt dergelijke bestanden vinden op YouTube en op Spotify. Wij hebben een tiental deuntjes verzameld en als ZIP-bestand op onze cloud in Google Drive gezet:
Aanklikbare link ➡ Tesla_Coil_Music.ZIP
Als u deze link aanklikt krijgt u het onderstaand venster op uw scherm. U downloadt het ZIP-bestand door op het pictogram te klikken dat is aangegeven met de rode pijl.
 |
| Tien 'square music' bestanden in één ZIP. (© 2022 Jos Verstraten) |
Hoe klinkt het?
Om u een idee te geven hoe de Tesla Coil 10 ongeveer klinkt als plasma luidspreker hebben wij hier een van die MP3's ingebed in deze pagina:
Storingen op de analoge radio-ontvangst?
Een van onze lezers vraagt zich af in hoeverre dergelijke tesla vonkengeneratoren storingen geven op de analoge ontvangst van de korte- en de middengolf. Een goede vraag die wij ons, ten onrechte, niet gesteld hebben omdat wij nooit naar de radio luisteren. Dit mogelijk probleem kwam dus niet in ons op! Omdat wij geen analoge radio-ontvangers in huis hebben roepen wij de lezers van dit artikel op om, indien zij ervaring hebben met dit probleem, ons dit te melden. Wij zullen eventuele bruikbare reacties als post scriptum bij dit artikel opnemen.
Tesla Coil 10
