Spetterende Jingle Bells

idee: Roel Arits (Nederland)

Kerstmis is een spannende tijd – vooral wanneer de pakjes onder de kerstboom liggen (“dat kleine pakje linksvoor – zitten daar de sleutels van mijn nieuwe Mercedes in?”); en met deze schakeling voeren we de spanning nog een beetje op – tot 30 kV om precies te zijn.

Die 30 kV gebruiken we om vonken te genereren – dat ziet er in het donker al spectaculair uit, maar in dit geval spelen die vonken ook nog een melodietje: naar keuze ‘Jingle Bells’ of ‘Mission Impossible’. Het verrassend simpele schema is in figuur 1 gegeven (het schema is in groter formaat als download beschikbaar).

 

Het hart van de schakeling wordt gevormd door een Arduino Pro Mini; deze genereert een PWM-signaal met een vaste duty cycle van 10% (dat is dus eigenlijk een gewone blokgolf). Deze blokgolf wordt naar 12 V geconverteerd en gebufferd; vervolgens maakt een hoogspanningstrafo daar een spanning van om en nabij 30 kV van – hoog genoeg om fraaie vonken te trekken.

Een gewone blokgolf maakt nog geen muziek – daarom varieert de software in de Arduino (die hieronder gedownload kan worden) de frequentie in het tempo van de beide vast geprogrammeerde melodietjes. Het resultaat is te zien en te horen in deze video van de auteur.

De opbouw van de schakeling is niet kritisch, alleen bij de trafo is enig geknutsel vereist. De primaire wikkeling bestaat uit 20 windingen 0,7 mm koperlakdraad op het uiteinde van twee tegen elkaar liggende ferrietstaafjes met een diameter van 10 mm en een lengte van 80 mm. Strak tegen elkaar gedrukt passen deze twee staafjes precies in de opening van een kant en klare 16kV-spoel die als secundaire dienst doet (zie figuur 2). Die spoel kan hier worden gekocht; hij is overigens prima bestand tegen de 30 kV van deze schakeling!

 

Op het moment van schrijven is het ter redactie bijna 30 graden – nauwelijks een temperatuur om in kerststemming te komen. Niettemin: in het november/december-nummer van Elektor komen we in meer detail op deze schakeling terug – perfect op tijd voor de eindejaars-feestdagen.

Opmerking: het blijkt dat de door de auteur gebruikte spoel niet meer leverbaar is. Een alternatief is deze spoel, die bovendien al voorzien is van een primaire wikkeling, zodat u die niet meer zelf hoeft te maken; een andere mogelijkheid is deze, maar dan moet u nog wel de primaire zelf wikkelen. Tenslotte is deze spoel nog een mogelijkheid, maar in dit geval moet voor de aansturing van de primaire de spanning wellicht worden verlaagd. En in alle gevallen moet worden bekeken wat de optimale duty cycle is voor maximaal krachtige vonken zonder de kern in verzadiging te sturen.

En ja: deze schakeling fungeert ook als een primitieve vonkzender en is als zodanig weliicht illegaal, maar zolang u die niet continu gebruikt (of misschien in een kooi van Faraday opstelt) krijgt u waarschijnlijk geen problemen. Maar u bent gewaarschuwd!