Меню

Генератор высокого напряжения для холодного копчения

Высоковольтный источник напряжения для коптильни

Приветствую, радиолюбители-самоделкины, а также все любители домашних копчёных продуктов!

Высоковольтный источник напряжения для коптильни

Очень часто при сборке самодельных коптильных установок люди задаются вопросом, где взять источник высокого напряжения, который необходим для создания статического поля в коптильне? Покупать готовые высоковольтные генераторы — выходит неоправданно дорого, тем более, что это довольно специфичный товар и продаётся далеко не на каждом углу. Многие также считают, что такой высоковольтный источник неразрывно связан с большим риском, ведь если 220В из розетки опасны для жизни, то что уж говорить про десятки киловольт, необходимых для хорошего копчения. На самом деле, говоря о безопасности, стоит упомянуть, что опасен для жизни именно ток, проходящий через человека, а не напряжение, то есть можно хоть руками ловить электрические разряды и даже не чувствовать их — но только в том случае, если высоковольтный источник не обладает большой мощностью и, соответственно, не может выдать большой ток, критичный для здоровья. Для копчения главное — создания статического поля, высоковольтный источник будет, по сути, работать в холостую, без нагрузки, а значит, от него не требуется большой мощности, которая могла бы привести к травмам при сборке или использовании устройства. Также есть заблуждение, что собрать подобное устройство своими руками весьма затруднительно, так как нужно обязательно уметь читать электрические принципиальные схемы и обладать хорошими навыками пайки, чтобы изготовить плату и суметь собрать на ней электронную схему. На самом деле, высоковольтный блок на 10-20кВ можно собрать и вовсе не собирая схемы самому, а использовать лишь несколько готовых модулей. В качестве высоковольтного трансформатора, детали, которая непосредственно будет генерировать высокое напряжение, можно использовать катушку зажигания автомобиля. Рассмотрим в этой статье более подробно, как собрать своими руками высоковольтный блок, который может использоваться не только для коптильни, но и для различных высоковольтных экспериментов, например, для получения интересного эффекта — лестницы Иакова.

Первым делом вкратце рассмотрим общую структурную схему устройства, из каких оно будет состоять блоков и какой блок какую роль выполянет.

В качестве блока питания можно применить любой источник питания с выходным напряжением 12-16В, при этом чем больше будет напряжения, тем большее напряжение можно будет снимать с выхода катушки. Идеально в качестве блока питания подойдут, например, компьютерный блок питания, либо блок питания ноутбука. Также нужно обратить внимание на мощность — она не должна быть слишком маленькой, ведь схема будет потребляет ток около 2-3А при максимуме мощности, соответственно, блок питания должен иметь запас по току. Либо можно использовать мощный трансформатор со вторичной обмоткой на 12-14В, поставив после него диодный мост и конденсатор для сглаживания.

После блока питания на схеме присутствует амперметр, совмещённый с вольтметром — данная деталь не является обязательной, схема будет работать и без него, но видеть напряжения питания и протекающий в данный момент ток не будет лишним. Кроме того, схема предусматривает регулировку мощности, а мощность можно будет отслеживать как раз по показаниям амперметра, чем больше ток — тем больше мощность, соответственно, напряжение на выходе высоковольтного блока. Здесь можно применить, например, стрелочные головки, они обеспечат наилучшую наглядность показаний, либо встраиваемые приборы, как на картинке ниже, они не займут много места в корпусе будущего устройства.

После того, как протекающий ток измерен амперметр, а напряжение — вольтметром, питающее напряжение поступает на ШИМ-регулятор, пожалуй, самую важную часть схемы. Собрать схему ШИМ-регулятора можно самому, используя популярную микросхему таймер NE555, либо используя готовый модуль, как на картинке ниже — автор выбрал второй вариант. ШИМ-регулятор имеет потенциометр, служащий для регулировки мощности, при сборке устройства его ручку нужно будет вывести наружу корпуса, закрепив вместе с платой, либо отпаяв потенциометр и подсоединив его вновь уже на проводах.

Рассмотрим чуть подробнее, что такое ШИМ и каким образом происходит регулировка мощности. На вход модуля подаётся постоянное напряжение, а с выхода снимаются прямоугольные импульсы, их вид может быть таким, как на картинке ниже.

А может быть вот таким, как здесь.

Меняется (в зависимости от поворота потенциометра) скважность импульсов, она же длительность, она же ширина импульсов, она же коэффициент заполнения. На первой картинке длительность импульсов короткая, следовательно, мощность, подаваемая на катушку, будет небольшой, а на второй же картинке длительность гораздо больше и соответствует коэффициенту заполнения 50% — при этом достигается максимум напряжения на выходе катушки. Если ещё дальше увеличивать коэффициент заполнения, мощность будет наоборот снижаться, а катушка может начать нагреваться, поэтому для возбуждения катушек зажигания нужно использовать скважность от 0 до 50%. ШИМ-регуляторы нашли большое применение за счёт своей высокой эффективности, ведь в процессе работы они почти не нагреваются.

Катушку зажигания можно использовать практически любую — их легко купить, например, на авторазборках. Единственный критерий выбора — чтобы катушка была исправной и к ней легко можно было подключить провода. Толстый красный провод, идущий от катушки — это её высоковольтный выход, с него снимается напряжение.

Далее несколько слов об умножителе. Для его постройки нужно использовать высоковольтные диоды, рассчитанные как минимум 15 000В — найти такие диоды можно в микроволновой печи, а купить в сервисе по ремонту бытовой техники, там их с удовольствием продадут. Конденсаторы также должны быть рассчитаны на напряжение не меньше 15 000В, их ёмкость должна быть равна примерно 470 пФ, разброс ёмкость может быть большим без потери работоспособности умножителя. Наглядную схему соединения диодов и конденсаторов можно увидеть на картинке ниже.

Читайте также:  Техническое обслуживание трансформаторов напряжения 110 кв

После сборки выводы диодов и конденсаторов нужно тщательно залить термоклеем либо эпоксидной смолой, чтобы не возникло пробоев между ними.

Общий вид конструкции в сборе. Перед установкой в корпус её можно включить и протестировать — если всё собрано верно, сразу же после включения будет слышен характерный «шорох», создаваемый высоким напряжением — это значит, катушка и умножитель работают. Можно поднести друг к другу высоковольтные выводы и увидеть небольшие дуги, но не стоит закорачивать высоковольтный выход.

После этого конструкция собирается в просторном пластиковом корпусе, все соединения пропаиваются для большей надёжности и защиты от замыканий. На передней панели корпуса можно расположить амперметр-вольтметр, регулятор мощности и выключатель. Сбоку или сзади корпуса выводится высоковольтный выход, а также в корпус заводится напряжение питания. Несмотря на то, что мощности катушки зажигания недостаточно, чтобы убить, не стоит прикасаться к её выводам либо выводам умножителя — будет очень больно. Удачной сборки!

Источник



Высоковольтный генератор для копчения электростатикой

Заинтересовавшись темой электростатического копчения за несколько месяцев чуть ли ни ежедневных экспериментов был разработан высоковольтный блок с циклическим таймером. Еще несколько месяцев занял подбор комплектующих и проектирование окончательного варианта устройства.

Характеристики высоковольтного блока:

  • Размеры корпуса: 135х75х50 мм. (без учета БП и выступающих частей);
  • Напряжение питания: 12 вольт, потребление до 1А;
  • Блок питания: 220В 2А в комплекте;
  • Выходное напряжение:

20 киловольт (регулируется);

  • Дисплей: OLED ;
  • Управление блоком: энкодер.
  • Циклический таймер:

    • Время подачи высокого напряжения: 5-60 секунд;
    • Время паузы: 5 секунд – 5 минут;
    • Шаг регулировки: 1 секунда.

    Купить высоковольтный генератор для коптильни

    Заказать высоковольтный блок здесь.

    Описание

    Работа с настройками блока происходит в режиме реального времени, т.е. изменять параметры установки времени работы, времени паузы и мощности можно прямо в процессе работы.

    Блок имеет защиту от переплюсовки и гарантированно выдерживает кратковременное короткое замыкание на выходе (был отзыв что блок проработал в режиме КЗ более десяти минут до того как это было обнаружено, но повторять такие опыты я бы не рекомендовал).

    OLED дисплей имеет приличную яркость и большие углы обзора, что позволяет отображать на нем время работы, время паузы, текущую мощность, режим и шкалу «прогресс бар» по которой можно определить когда сменится режим

    Особое внимание было уделено удобству управления блоком для чего используется энкодер. С его помощью можно максимально быстро изменить любую из доступных настроек, при этом поддерживается режим ускорения – вращаем энкодер быстро, цифры меняются быстро, просто вращаем – цифры идут с точностью до единицы.

    Соответственно, любой параметр может быть изменен в течении нескольких секунд, а при долгом нажатии (1 сек) все настройки сохраняются в энергонезависимую память и при следующем включении блока будут автоматически загружены.

    По моей просьбе Олег снял небольшой ролик демонстрирующий работу блока, единственный нюанс на который бы хотел обратить внимание – экран на солнце видно прекрасно, в этом же ролике видимо играет роль особенность камеры.

    Работа блока в коптильной камере


    Управление блоком

    Демонстрация работы

    Следует учесть, что для подключения высоковольтного генератора к коптильной камере потребуется высоковольтный провод. Самый простой вариант заказать на алиэкспресс по запросу «высоковольтный провод» или «high voltage wire», такой провод применяется в СО2 лазерных станках и в частности применен в данном блоке. Как заявлено, выдерживает до 40 киловольт.

    Кроме этого, возможно подойдут провода ПМВК , ПВН , ПВВ , если их нет, отлично подойдет советский антенный кабель, я пробовал такой:

    Внешний диаметр по изоляции около 7-8 мм, диаметр центральной жилы (которую следует применять в качестве ВВ провода) около 4-х мм. Обратите внимание – изоляция у этой жилы полиэтиленовая, в современных антенных кабелях другая, они не подойдут.

    Также нельзя использовать любой другой провод какой бы толстой изоляция не казалась!

    Места скрутки ВВ проводов блока с ВВ проводами коптильной камеры следует хорошо изолировать не менее чем пятью-шестью слоями изоленты, или залить термоклеем. По возможности на провода выходящие из ВВ блока надеть термоусадку для избежания повреждений т.к. они достаточно нежные.

    При использовании высоковольтного генератора для копчения:

    1. Не стоит брать руками сразу два оголённых высоковольтных провода: это действие может Вас сильно огорчить.
    2. По одному брать провода тоже не стоит: при неплотном контакте можно получить ВЧ ожог.
    3. Высоковольтные провода должны находиться на расстоянии от любых других проводов, и устройств типа телевизора, компьютера и т.п. (Во избежание).
    4. Не стоит «искрить» (допускать расстояние менее 3-4 см между оголёнными высоковольтными проводами), это действие вызывает сильные помехи и наводки, есть ничтожная (но не нулевая) вероятность того, что что-то из включенной поблизости электроники выйдет из строя.
    5. В качестве высоковольтных нельзя применять обычные силовые провода — обязательно будут утечки т.к. их изоляция не рассчитана на такое напряжение.
    6. Не допускать неизолированных мест до входа в коптильную камеру, с них будут утечки – а это плохо.
    7. Избегать короткого замыкания между ВВ проводами. Блок выдерживает КЗ, но следует понимать что есть вероятность выхода из строя при долговременной работе.
    8. К примеру, камера заполнилась дымом. Включилось высокое напряжение но дым не рассеивается, соответственно проверить нет ли в камере короткого замыкания, которое, в частности, может обеспечить и сам продукт при соприкосновении с излучателями.
    9. Если в процессе работы дым стал рассеиваться «хуже», протереть изоляторы. Загрязненные изоляторы приводят к утечкам, которые отбирает полезную мощность.
    10. Не желательно надолго включать блок с никуда не подключенными ВВ проводами. Так называемый «холостой режим» работы для блока неприятен.
    11. По факту получения обязательно возникнет желание побаловаться и проверить блок, делать это лучше так: взять любую плоскую железку и подключить к ней синий провод, красный провод разместить на расстоянии
    Читайте также:  Что показывает вольтметр при измерении постоянного напряжения

    8-10 см от плоскости железки, кончик провода согнуть что бы он смотрел на нее. Взять бумажку, например обычный листок А4 согнутый вдвое, включить блок установив мощность на 30-40, прислонить бумажку к железке, подергать ее вверх, обрадоваться результату.

  • В коптильной камере синий провод должен быть подключен к излучателям, красный — к продукту. Магия.
  • При работе блока в коптильной камере размером не больше холодильника, нет смысла устанавливать мощность выше

    40-50%, выигрыш по времени составит

    5-10 секунд на цикл а качество продукта будет хуже.

    Сергей, к примеру, более десяти лет занимается копчением электростатикой и при первом опыте с моим блоком получил вот такой результат:

    Таким образом следует понимать, что настройки мощности, времени работы и времени паузы зависят от многих факторов и должны быть подобраны индивидуально.

    Источник

    Электростатическая коптильня своими руками

    Процесс копчения в домашних условиях всегда был достаточно трудоемким мероприятием, особенно, если речь шла о наиболее деликатесной форме — холодной обработке дымом. Приходилось в течение долгих часов следить за температурой и качеством процесса, поддерживать исправную работу дымогенератора и, главное, контролировать, насколько точно поток дыма направлен на закладку из мяса или рыбы. Процесс можно серьезно упростить, если сделать своими руками электростатическую коптильню. Качество обработки практически не изменится, а забот и проблем заметно поубавится.

    Секрет копчения под напряжением

    Сразу стоит оговориться — делать электрическую коптильню своими руками имеет смысл только для холодного копчения. Несмотря на то, что энтузиасты активно экспериментируют с горячим копчением и даже пытаются готовить шашлыки с использованием электростатических аппаратов, наилучшие показатели качества все же получаются на дыму с температурой коптильни не более 45-50 о С.

    В данном случае электростатический усилитель обеспечивает два дополнительных фактора, которые практически бесполезны при обработке продуктов в горячей коптильне:

    • Электростатическое поле разгоняет и преимущественно заряженные молекулы воды, и имеющихся полярных органических соединений в дым, в том числе кислоты и низшие спирты. Благодаря этому процесс насыщения продуктов проходит в разы быстрее, чем при отсутствии электростатического поля;
    • При работе холодной электростатической коптильни не происходит деградации и деструкции животного белка и жиров, тех основных кирпичиков, из которых состоит мясо, сало или рыба. В этом смысле процесс копчения в электростатическом поле очень сильно напоминает вяление, но с более высокой скоростью обработки.
    • В горячем копчении влага интенсивно удаляется с поверхности продукта, и даже если электростатическое поле «набрасывает» водяной пар и кислоты из дыма, все это сметается потоками горячего воздуха. По сути, это процесс жарки мяса или сала в горячем воздухе с добавлением дыма.

    Поклонников у обоих способов копчения, холодного и горячего, более чем предостаточно, поэтому с каждым годом появляются все новые и новые способы и конструкции электростатических коптилен. Есть даже схемы коптилен с встроенным блоком контроля температуры поверхности мяса с помощью дистанционного инфракрасного термометра и с регулируемым напряжением электростатического поля. Понятно, что подобные коптильни изготавливают в основном для обработки больших объемов продуктов, для себя можно сделать небольшую электрическую коптильню своими руками фото.

    В отличие от больших камер с мощными электростатическими блоками, для которых нужен сарай, гараж или хотя бы дача, малогабаритные электрокоптильни можно использовать даже в условиях городской квартиры. Естественно, производительность электростатической коптильни меньше, но вкус и качество продукции заметно выше.

    Устройство электрокоптильни

    Схема аппарата для электростатического копчения очень проста и вполне доступна для сборки своими руками. Конструкция коптильни состоит из следующих частей:

    • Корпуса из диэлектрического материала, можно дерева, пластика или даже бумаги;
    • Электростатической «излучающей» сетки-подвески из стальной, медной или латунной проволоки;
    • Дымогенерирующего блока коптильни или дымогенератора;
    • Системы охлаждения дымового потока.

    Основным модулем, от которого зависит качество и производительность работы коптильни, является генератор электростатического поля. Конструкций и различных схем электростатического блока существует огромное количество, но не все они одинаково успешно работают и дают высокое качество продукта.

    В центре корпуса монтируется съемная подвеска из проволоки, на которую непосредственно закрепляют продукты. Излучающая сетка устанавливается на стенки электростатической коптильни, в нижней части корпуса устанавливают дымогенератор. В мощных коптильнях дымогенерирующий блок выносят вместе с охладителем в виде отдельной конструкции за пределы корпуса.

    Электронный генератор на запчастях от телевизора

    Большинство энтузиастов холодного копчения считают, что проще всего сделать электростатическую коптильню своими руками из развертки телевизора. Действительно, в старых транзисторных телевизорах использовалась плата развертки кадра. В современных телевизорах ее функции выполняют несколько микросхем и ключей, поэтому разжиться подобной платой будет непросто, и стоить устройство будет немало.

    Читайте также:  Как измерить напряжение бортовой сети мультиметром

    На самом деле применение платы не очень подходит для столь утилитарных целей, важно не только получить для коптильни электростатическое поле, но еще и управлять его мощностью. В противном случае коптильня будет работать подобно русской печи, поэтому чаще всего изготавливают отдельную схему, в которой используется только высоковольтный трансформатор.

    Можно собрать электростатическую коптильню своими руками из катушки зажигания от двигателя внутреннего сгорания машины. Разницы большой нет, но если в предыдущем случае максимальный потенциал электростатического поля в коптильне составляет всего 20 кВ, то в системе с катушкой зажигания получается все 40 кВ.

    Токи очень маленькие, если при нарушении изоляции транс от телевизора может ощутимо стукнуть по рукам, тогда как удар высоковольтного генератора на катушке от жигулей по силе будет равен разряду мощного электрошокера, как на видео

    Поэтому, если в планах построить небольшую коптильню, то лучше всего делать ее электронную часть на трансформаторе ТДС17.

    Электростатическая коптильня для себя, наиболее простой вариант

    Коптить сало и мясо можно достаточно просто и в условиях городской квартиры, где нет возможности установить и запустить генератор дыма, и тем более нет способа избавляться от продуктов горения стружек. Поэтому домашние модели электростатической коптильни изготавливаются компактными и маломощными.

    Основные преимущества приведенного ниже варианта электрической коптильной камеры заключаются в следующем:

    • Очень простая конструкция;
    • Минимальное количество материалов и деталей, требующихся для изготовления коптильни;
    • Легкое обслуживание.

    Основные положения и принцип работы коптильни с управляемым электростатическим полем изложены на видео

    Конструкция камеры

    Коптильня представляет собой корпус диаметром 300-350 мм и высотой 600-700 мм, можно использовать пластиковую или картонную трубу соответствующего диаметра. В нижней части корпуса изготавливается металлическое основание — гильза, лучше всего из алюминиевой или стальной емкости.

    В данной конструкции нет отдельного выносного дымогенератора, вместо него используется встроенная модель. По сути, это лоток со всторенным электронагревателем. Так как объем электростатической камеры небольшой, то для одной сессии закладывается не более 70 мл мелкой опилки из бука или ольхи. В качестве нагревателя можно использовать китайский паяльник со снятой ручкой, вместо жала уложена согнутая спиралью медная проволока.

    Основное количество дыма в коптильне образуется за счет возгонки сухой стружки при контакте с разогретой до 350-400 о С спиралью нагревателя. В результате дым для электростатического копчения получается более холодный, влажный и насыщенный, чем при термическом разложении древесины. Большая часть дыма охлаждается на конусной тарелке в нижней части коптильни.

    Для того чтобы избежать утечки дыма, в верхней части крышки устанавливается патрубок тройник, на который одевается емкость для сбора конденсата и миниатюрный вентилятор. Часть воздуха и дыма из электростатической камеры откачивается через полихлорвиниловую трубку для того, чтобы создать разрежение и предотвратить утечку запахов и дыма.

    Устройство электростатического блока

    Электрическая часть коптильни состоит из трех частей:

    • Генератора электростатического высокого напряжения;
    • Подвески для мяса и рыбы;
    • Направляющей сетки.

    В верхней части коптильни на керамических изоляторах установлена решетка, на которую одевается подвеска с продуктами. К решетке подключается отрицательный электрод электростатического генератора. Вдоль стенок коптильни укладывается ватман с наклеенной проволокой, это положительный электрод. На проволоке припаяны заостренные отрезки из той же проволоки, они направляют поток заряженных молекул в сторону продуктов.

    Схема генератора

    Наиболее сложная часть электростатической коптильни — это электронная схема генератора постоянного высоковольтного напряжения. Схема генератора электростатики представлена ниже.

    В основе схемы используется высоковольтный трансформатор ТДС17. Для формирования прямоугольных импульсов используется схема, собранная на NE555 из мощного полевого транзистора IRF3205, рабочая частота задающих цепей около 10кГц, но ее можно регулировать с помощью переменного резистора R5. В результате потенциал электростатического поля на сетке коптильни может изменяться в пределах 10%. Для питания схемы используют сборку ЕН 8 142 серии.

    В качестве первичной обмотки используют многожильный медный провод диаметром 1 мм, десять витков наматываются непосредственно на магнитопровод. При настройке генератора высоковольтного поля, возможно, придется поменять местами подключение, чтобы на выходе получилась нужная для коптильни полярность.

    Работа электростатической мини — коптильни

    Перед запуском продукты вывешивают на подвес коптильни и на относительно короткое время, 5-7 мин. включают нагнетающий вентилятор. Чтобы не было пробоя электрического поля, мясо — сало необходимо подсушить, и даже промокнуть избыточную влагу салфеткой.

    В коробку дымогенератора загружают опилки, вставляют «паяльник» и крепят клеммы электростатической системы. Далее коптильня закрывается крышкой, и включается нагрев, после заполнения нижней части корпуса дымом включается электрогенерирующая система. Для того чтобы дым концентрировался на мясных изделиях, необходимо подрегулировать уровень потенциала электрического поля, иначе большая часть продуктов разложения осядет на стенах коптильни.

    Заключение

    Приведенная схема электростатической коптильни замечательна тем, что в ней нет перенасыщения продуктов смолами и летучими веществами. Для получения среднего уровня насыщенности коптильной камере достаточно проработать 45-60 мин., тогда как в классическом варианте процесс копчения растянулся бы на несколько часов.

    Источник