В этом видео уроке канала youtube “Alpha Mods” будем собирать маленький поющий качер из покупного китайского комплекта, продается в этом китайском магазине .
Схема музыкального качера Тесла
В пакетике есть все необходимые детали. Вторичная катушка, металлический шар для разряда, блок питания. Сборку начнём с маленьких компонентов. Именно с резисторов. 3, что в месте, на 22 килоом. R5, r3 и r2. На плате всё указано, так что просто оставляем и запиваем. Аналогичным образом паяем и другие резисторы. Далее в ход пошли конденсаторы. Припаиваем их тоже. Затем светодиоды, 1 синий, 2 красный. Под конец мосфет и охлаждение. Чтобы легко заменить транзисторы, мастер использовал dip панель. Но с ней транзистор встает чуть выше, отверстия на кулере не совпадают. Дорабатываем. Далее припаиваем выключатель.
Тут мастер нечаянно припаял 2 контакта выключателя между собой. Если вы когда-либо столкнетесь с такой проблемой, необходимо либо сильно дунуть, или купить инструмент. Этот отсос продается в китайском магазине. Стоит он меньше 4 доллара. Нагреваем контакты паяльником, нажимаем кнопку на оловоотсос, контакт обновился. Наконец-то припаиваем первичную катушку и вторичную. Запускаем блок питания.
Из-за маленького потребления тока можно сделать USB качер.
Теперь берем адаптер из комплекта на 12 вольт, 2 ампер. Подключаем схему к нему. Конструктор готов. Но давайте сделаем из него музыкальный качер.
Добавляем пару деталей. И появляется миниджек 3,5. Берём смартфон, качаем приложение генерации импульсов и вот вам модуляция. Точно также можно подключить и музыку. Кто-то скажет: ничего не слышно! Но это играет Стример на качере. Теперь берем шприц, в носик закручиваем саморез и создаем вакуум.
На сайте Кickstarter трое американских студентов представили проект OneTesla. Знаменитую резонансную катушку Тесла, используемую учёными для получения высоких напряжений на высоких частотах, юные физики уменьшили в размерах и превратили в необычный музыкальный инструмент с MIDI интерфейсом, воспроизводящий музыку при помощи красивых разрядов-молний. Музыкальную катушку изобретатели предлагают в виде конструктора «сделай сам» по цене около $330.
Оригинал катушки Тесла может иметь размеры небольшой комнаты и выдавать разряды-молнии длиной до нескольких метров, при этом рабочее напряжение катушки может составлять до 250 000 вольт, что делает устройство крайне опасным для жизни. Но студенты предлагают более безобидный прототип резонансной катушки: OneTesla имеет высоту всего 25 см и выдаёт при этом «молнии» длиной до 60-ти см.
Музыкальной катушку OneTesla делает альянс с MIDI интерфейсом, но в целом устройство, как и более ста лет назад, работает от уникального трансформатора Тесла. Воспроизвести звук с OneTesla в домашних условиях можно, подключив катушку к ПК или синтезатору через порт USB MIDI. «Музыкальная катушка» одновременно может проигрывать всего 2 ноты, но этого достаточно, чтобы вполне разборчиво услышать любимую мелодию в необычном исполнении.
Авторы проекта предлагают комплект с набором необходимых деталей, чтобы собрать OneTesla самостоятельно. И хотя устройство является не самым простым, разработчики уверяют, что следуя подробным инструкциям и умея обращаться с паяльником, катушку можно собрать в течение одного дня. В комплект «сделай сам» входит непосредственно трансформатор Тесла, две платы, две обмотки, тороид, конденсатор, а также ряд более мелких элементов. При этом стартап является абсолютно открытым, и молодые физики предоставляют бесплатный доступ к подробным схемам OneTesla.
Первичная обмотка в катушке OneTesla имеет 6 витков провода диаметром 1,6мм, вторичная обмотка рассчитана на 1800 витков провода диаметром 0,127 мм. Плата-драйвер, связанная с первичной обмоткой подключается к электрической сети и обеспечивает питание устройства. А плата-прерыватель, сконструированная на базе микроконтроллера ATmega328P-PU, предназначена для генерирования сигналов включения и выключения, создающих разряды на нужной частоте. К ней подключается MIDI-устройство, с которого и считывается входной сигнал. В целях защиты устройства от высоких напряжений, сигнал от одной платы к другой передаётся посредством оптоволокна, а также на плате-прерывателе установлена специальная механическая ручка, регулирующая выходную мощность устройства.
На сайте проекта авторы предупреждают и о мерах безопасности при использовании музыкальной катушки. Так, например, ни в коем случае нельзя вступать в контакт с искрами. Кроме того важно учитывать, что ионизированный вокруг устройства воздух выделяет озон, который в больших количествах является раздражающим газом. Поэтому использовать катушку можно только в хорошо проветриваемом помещении. Но даже несмотря на такие строгие правила эксплуатации, за полгода существования катушки ОneTesla появились десятки тысяч желающих приобрести этот необычный прототип катушки от легендарного изобретателя.
Физический принцип работы музыкальных Катушек Тесла во время Тесла-шоу
Любой звук это механическая волна в воздухе, которая характеризуется амплитудой и частотой. Определенной музыкальной ноте, которую играет музыкальный инструмент, соответствует своя частота, амплитуда при этом определяет громкость ноты. Например, ноте ДО малой октавы соответствует частота 130,81Гц, а ноте ЛЯ первой октавы соответствует частота 440Гц.
Любой повторяющийся процесс с частотой 440Гц, который вызовет колебания воздуха, будет восприниматься ухом похожим на ноту ЛЯ. Музыкальная Катушка Тесла работает именно по этому принципу.
При включении Катушка Тесла генерирует электрический разряд в воздухе, который вызывает фактическую детонацию и последующую звуковую волну. Используя описанный принцип и включая Катушку Тесла с нужной нам частотой, мы можем проигрывать музыкальные ноты последовательностью «микровзрывов». Пояснения этого процесса изображено на рисунке ниже. Для проигрывания ноты ЛЯ, с частотой 440Гц необходимо включать Катушку Тесла с частотой 880Гц т.е. в два раза большей, т.к. синусоидальная звуковая волна имеет положительную и отрицательную амплитуду за один период.
При этом Катушка Тесла играет некие «псевдо» ноты, что создает неповторимое электрическое звучание. Из рисунка видно что, чем ниже нота, тем реже включается Катушка Тесла и тем меньше потребляемая мощность, следовательно, разряд уменьшается и больше ветвится, а на высоких частотах разряд обретает мощь и громкость. Чередую высокие и низкие частоты можно добиться лучшего визуального восприятия композиции. Ч тобы создать симметрию и разнообразие необходимо несколько раз играть высокие ноты на одной Катушке Тесла, а низкие на другой, а затем менять их местами.
Для проигрывания практически любой мелодии достаточно двух Катушек Тесла, каждая из которых независимо воспроизводит свою ноту, создавая стереозвучание.
ВАЖНО! В один момент времени одна Катушка Тесла может воспроизводить только одну ноту, это следует помнить при написании музыки (при этом возможно проигрывать на одной Катушке Тесла несколько нот одновременно, но это искажает звук и усложняет проект, поэтому этот режим не используется).
Как проигрывается музыка?
Для работы двух Катушек Тесла используется два миди канала — первый и второй. Каждая Катушка Тесла воспроизводит по одной ноте последовательно из своей миди дорожки.
Ноты поступают в пульт управления Катушками Тесла по миди кабелю. При этом пульт можно подключить к миди-синтезатору и проигрывать музыку в реальном времени, или подключить к компьютеру и проигрывать заранее записанные миди треки.
Катушки Тесла имеют ограниченный диапазон проигрывания нот. Рекомендуется использовать ноты от С1 (ДО контроктавы) до H4 (CИ первой октавы). Ноты в других октавах проигрываться пультом не будут. Это связано с плохим восприятием на слух очень низких нот и очень большой нагрузкой по мощности при более высоких нотах.
Пример создания композиции в программе Cubase
Для примера ниже показаны обработанная композиция Баха Токката и фуга ре минор и видео с исполнением этой композиции.
Не так давно на «Kickstarter» необходимую сумму для запуска собрал стартап «OneTesla» со своим изобретением под названием tinyTesla. Оно представляет собой набор деталей для создания маленькой катушки Тесла, которая продуцирует электрические разряды и воспроизводит MIDI-треки без колонок. Кроме того, команда проекта предлагает покупателям улучшить свои навыки в пайке по средствам сбора катушки. Продукт позиционируется как хороший способ узнать больше о физике и электронике.
«Вы говорили, мы слушали», - заявляет член команды «OneTesla». В прошлом компания уже имела опыт сбора средств с помощью краудфандинга. Это помогло ей получить обратную связь от пользователей для того, чтобы новый проект стал по-настоящему востребованным и удачным.
Катушка Тесла представляет собой резонансный трансформатор, который продуцирует высокое напряжение на высокой частоте. Данное устройство воспроизводит музыкальные звуки, нагревая воздух и создавая продольные волны, которые воспринимаются на слух в качестве мелодии. Не предусмотрено никакой мембраны, выталкивающей воздух назад и вперед, как в устройстве динамика или традиционного музыкального инструмента. Вы слышите само электричество.
Катушки управляются с помощью волоконно-оптической линии передачи через так называемый блок обработки сигналов прерываний, который преобразует музыку, воспроизводимую на вашем компьютере или музыкальном инструменте, в импульсы света. Прерыватель подключается к компьютеру через USB-порт и может управляться с помощью собственного программного обеспечения или силами других программ, подразумевающих воспроизведением MIDI-файлов. tinyTesla также можно подсоединить к электронному музыкальному инструменту тем же способом.
Вместе с tinyTesla компания анонсировала выход и «старшего брата» новинки под названием oneTeslaTS, в чей функционал помимо вышеуказанных возможностей входит расширенный набор MIDI-функций. Подключить к инструменту его можно с помощью кабеля, после чего он сможет протягивать ноты и осуществлять модуляцию звука.
Свою миссию команда «OneTesla», состоящая из пяти человек, видит в содействии практическому обучению, предоставляя наборы, которые разработаны с учетом простоты сборки и внешней привлекательности. Команда гордится тем, что подготовила подробнейшую документацию при активной поддержке сообщества на форуме. Акцент в своих разработках «OneTesla» делает также на безопасности прототипов. Благодаря особенностям конструкции дуги от катушки можно вытащить с помощью металлического предмета.
В продажу продукт должен поступить к концу года. Ориентировочная цена экземпляра - $150. Для обеспечения своевременной доставки заказанных комплектов «OneTesla» начала сотрудничество с местной компанией «AmTech». Основную опасность стартап видит в возможных задержках по вине поставщиков, поэтому на данный момент он налаживает связь с ними и пытается исключить подобную возможность. Потенциальный риск также скрывается в обеспечении целостности каждого комплекта. В прошлом у компании имелся неприятный опыт обращения к ней клиентов, не нашедших в упаковке всех необходимых предметов. Поэтому сейчас «OneTesla» обратилась к фирме, способной помочь в подготовке продукта к отправке, надеясь избежать рисков.
К сожалению, не получилось встроить видео с презентацией. Если что, то вот оно .
OneTesla - это небольшая катушка Тесла, подключаемая через порт MIDI и играющая музыку электрическими разрядами. Само устройство, которое в высоту около 25 сантиметров, может выдавать молнии длиной до полуметра. Этот агрегат может устроить неплохое шоу и удивить ваших друзей музыкальной плазмой. Все спецификации устройства открыты и доступны вместе с инструкцией по сборке на сайте проекта .
Как она играет музыку?
Человеческое ухо воспринимает звуковые волны где-то от 20 герц до 20 килогерц, в то время, как устройство резонирует с частотой 230 кГц, что значительно превышает максимальную частоту звука, слышимую человеком. Но можно включать и выключать разряды именно с той частотой, с которой слышен нужный нам звук.Краткие технические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Первичная катушка | 6 витков, радиус 88.9мм, 1.6мм провод (14 AWG) |
| Вторичная катушка | 65мм х 254мм, 0.127мм провод (36 AWG), 1800 витков |
| Конденсатор | CDE 940C30S68K, 0.068μF@3000V |
| Тороид | 200мм х 50мм, покрыт фольгой |
| Резонансная частота | ~230 КГц |
| Инвертор | Полумост на базе IGBT транзисторов FGA60N65SMD, 340 вольт |
| Длительность импульса | 50 мкс при 1 КГц, 150 мкс при 50 Гц) |
| Максимальная длина разряда | 58 см |
| МК платы-прерывателя | ATmega328P-PU |
Немного о принципе работы
