Aufbauanleitung für den Bausatz der Mini-Tesla-Spule

Inhaltsverzeichnis

In Make haben wir schon öfter über Tesla-Spulen berichtet und auch schon eine Mini-Teslaspule mit Batterie gezeigt. Jetzt bieten wir selber einen Bausatz für eine Mini-Tesla-Spule auf den Maker Faires an, die nicht nur einen kleinen Funken bildet, mit dem Glimmlampen und Energiesparlampen drahtlos zum leuchten gebracht werden können. Zusätzlich kann eine Audioquelle an die 3,5 mm Klinkenbuchse angeschlossen werden (beispielsweise Kopfhörerausgang vom Smartphone), so dass die Spule wie ein Plasma-Lautsprecher funktioniert und die Musik ertönt.

Mehr Infos

Hinweis

Für Fragen, lesen Sie bitte den ursprünglichen Artikel zu Tesla-Spulen in Heft 2/2014 und benutzen Sie das Diskussionsforum. Im Artikel werden Grundlagen zur Funktionsweise vermittelt und Beispiele für Experimente aufgezeigt. Es ist empfehlenswert, den Artikel vorab zu lesen.

Sie müssen bereits Erfahrungen mit dem Bestücken von Platinen besitzen.

Sicherheitshinweise

• Diese Bedienungsanleitung ist Bestandteil des Bausatzes. Sie enthält wichtige Hinweise zur Inbetriebnahme und Bedienung.
• Schließen Sie auf keinen Fall 230 V~ Netzspannung an. Es besteht Lebensgefahr.
• In Ausbildungseinrichtungen oder der Öffentlichkeit ist das Betreiben durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen.
• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.
• Das Produkt darf nicht beschädigt werden und muss vor Feuchtigkeit, Spritzwasser und Hitzeeinwirkung geschützt werden.
• Betreiben Sie die Baugruppe nicht in einer Umgebung, in welcher brennbare Gase, Dämpfe oder Staub sind.
• Dieses Gerät ist nicht dafür bestimmt, durch Personen (einschließlich Kinder) mit eingeschränkten physischen, sensorischen oder geistigen Fähigkeiten oder mangels Erfahrung und/oder mangels Wissen benutzt zu werden, es sei denn, sie werden durch eine für ihre Sicherheit zuständige Person beaufsichtigt oder erhielten von ihr Anweisungen, wie das Gerät zu benutzen ist.
• Das Produkt ist kein Spielzeug! Halten Sie das Gerät von Kindern fern.
• Das Gerät ist nicht für Personen mit Herzschrittmachern oder anderen medizinischen Hilfsmitteln verbundenen Personen geeignet.
  
• Veränderungen am Aufbau sind nicht erlaubt
• Maximale Betriebsdauer 3 Minuten. Anschließend muss das Gerät vollständig auf Raumtemperatur abkühlen
  
• Eine Reparatur des Gerätes darf nur vom Elektrofachmann durchgeführt werden

Bestimmungsgemäße Verwendung

Das Gerät ist ausschließlich zu Unterrichtszwecken geeignet. Die maximale Betriebsdauer darf nicht überschritten werden. Bei Erwärmung ist das Gerät stromlos zu schalten. Über die Klinkenbuchse kann ein Kopfhörerausgang eines Audiogeräts angeschlossen werden.

Eine andere Verwendung als angegeben ist nicht zulässig. Änderungen können zur Beschädigung dieses Produktes führen, darüber hinaus ist dies mit Gefahren, wie z. B. Kurzschluss, Brand, elektrischem Schlag etc. verbunden. Für alle Personen- und Sachschäden, die aus nicht bestimmungsgemäßer Verwendung entstehen, ist ausschließlich der Betreiber verantwortlich. Bitte beachten Sie, dass Bedien- und/oder Anschlussfehler außerhalb unseres Einflussbereiches liegen und wir für Schäden, die daraus entstehen, keinerlei Haftung übernehmen.

Schaltplan, Bestückungsplan, Funktionsweise

Vereinfachte Funktionsweise: Die Versorgungsspannung wird über den Transformator mit dem Wicklungsverhältnis 1:350 hochtransformiert. Aus einer Eingangsspannung von 12 V werden somit etwa 4.200 V. Der Transistor Q2 erzeugt aus der Eingangs-Gleichspannung dazu eine Impulsspannung. Liegt ein Audio-Signal an, steuert dieses die Schwingung.

Der Bestückungsplan ist auf der Platine aufgedruckt.

Montage

Die eigentliche Montage sollte auf einer sauberen und hitzebeständigen Oberfläche erfolgen. Planen Sie für den Aufbau genug Zeit ein und gehen sie mit der nötigen Ruhe und Sorgfalt vor, um Bestückungsfehler und alle daraus resultierenden Gefahren und Beschädigungen zu vermeiden.
Nach der Überprüfung der Bauteile sollten Sie zunächst mit der Montage der Bauteile beginnen, welche die niedrigsten Bauformen besitzen. Demzufolge, sollten Sie sich an die Reihenfolge der Anleitung halten um einen einfachen Aufbau zu ermöglichen.

Beginnen Sie mit den flachen Bauteilen (Widerstände) und dann die LEDs und Kondensatoren. Achten Sie darauf, die Widerstände entsprechend des Farbcodes zu verbauen (10 k = braun-schwarz-rot). Die LEDs mit der Kathode (abgeflachte Seite) zur Platinenkante ausrichten. Die rote LED ist LED1. Bei C1 ist ebenfalls auf die Polarität zu achten. Bestücken Sie die zwei Buchsen

Die Glimmlampe nicht bestücken - sie wurde fälschlicherweise bestückt und fotografiert.

Anschließend werden die Rückseiten von Q1 und Q2 mit der Wärmeleitpaste aus dem Tütchen "Thermal Compound" bestrichen.

Die Halbleiter werden mit dem Schraubenmaterial auf den Kühlkörpern befestigt. Darauf achten, dass die Bauteile parallel zur Unterkante ausgerichtet sind.

Die Kühlkörper werden auf die Platine gesetzt und die Bauteile angelötet. Auf die richtige Ausrichtung und Platzierung gemäß Bestückungsdruck achten.

Das eine Ende des Drahts (beliebige Seite) an der großen Spule wird ggf. etwas gekürzt (ca. 2 cm belassen) und den Draht an beiden Enden etwas abisolieren. Dazu kann mit einem Lötkolben bei ca. 450 °C der Lack abgeschmolzen werden.

Die große Spule wird mit etwas (Sekunden-) Kleber auf die Platine geklebt. Dabei so ausrichten, dass das verzinnte Ende zum Lötpunkt zeigt. Den Draht anlöten. Achten Sie auf die Wickelrichtung: Der Kupferlackdraht muss in die gezeigte Richtung (roter Pfeil) verlaufen, damit die Spule aus dem Kabelstück (nächster Schritt) wie im Foto zu sehen, gewickelt werden kann. Ist die große Spule bei Ihnen anders herum gewickelt, dann muss auch die eine Windung der nachfolgenden Spule anders herum um den Spulenkörper geführt werden.

Isolieren Sie die Enden des dicken Kabelstücks ab. Legen Sie es wie im Bild zu sehen einmal um die Spule und löten Sie die Enden fest. Eventuell ist das Kabel vorher etwas zu kürzen. Achten Sie auf die Wickelrichtung (siehe vorheriger Abschnitt).

Schrauben Sie die Abstandsbolzen als Füße in den Ecken der Platine fest.

Inbetriebnahme

Vor Inbetriebnahme führen Sie eine abschließende Kontrolle der Platine durch:

• Sind alle Lötzinnreste und abgeschnittenen Drahtenden, die Kurzschlüsse verursachen könnten, entfernt?
• Wurden alle Bauteile an der richtigen Position eingesetzt?
• Sind Bauteile richtig gepolt?
• Sind alle Lötstellen sauber und einwandfrei?

Das obere Drahtende der großen Spule muss frei nach oben von der Spule wegweisen.

Schließen Sie dann eine Spannung von 15-24 V an die Hohlbuchse an. Der Mittelanschluss ist der Pluspol. Das Netzteil muss mindestens 1 A Leistung liefern können. Stecken Sie das Netzteil erst nach Anschluss an den Aufbau in die Steckdose.

Die rote und die blaue LED müssen leuchten und am Ende des Drahtes der großen Spule ist ein Lichtbogen (etwa 5 mm) zu sehen.

Der erzeugte Funke und die Hochspannung ist für normal-gesunde Menschen ungefährlich, kann aber schmerzhaft sein.

Wenn Sie die Glimmlampe in die Nähe des oberen Drahtendes der Spule halten, wird sie leuchten und eventuell ein Funke zwischen den Anschlüssen und dem Spulendraht entsteht. Mit verschiedenenen anderen Lampen (Glühbirne, Energiesparlampe, Neonröhre) lassen sich ähnliche Effekte erzeugen.

Wenn Sie an die Klinkenbuchse einen Kopfhörerausgang mit dem beiliegenden Klinkensteckerkabel anschließen und Musik abspielen, sind die Töne über die Teslaspule wahrzunehmen. Am Abspielgerät ist dazu die Lautstärke zu regeln. Der Funken verändert seine Form zur Musik.

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Technische Daten

• Betriebsspannung: max. 15-24 V
• Stromaufnahme: ca. 1 A
• Maße: ca. 80 x 40 x 75 mm

(fls)