Copyright © 2017. Tous droits réservés.Contactez l'auteur à:a.debordes@laposte.net

LE TESLA "TPPC"

                                                                     

LE MONTAGE


Le TPPC , cette idée m'est venu en 2007
J'avais remarqué en parcourant le net qu'il n'existait à l'époque aucun tesla horizontal
Je décidais donc de construire un prototype pour tester la faisabilité

Car un tesla conventionnel fonctionne grâce à la présence de la terre  qui agit comme une capacité en présence du tore supérieur
Hors dans le cas d'un tesla horizontal , les électrodes de cette capacité n'existent plus

Disposant d'une alimentation de fabrication maison , prévu pour alimenter un tube de puissance E1200  ( HT réglable jusqu'à 3,5 KV 1 A et chauffage du filament ) , je décide donc de construire le tesla autour de ce tube monté en auto-oscillateur

Je dispose aussi d'une bobine d'émetteur montée sur porcelaine de grosse dimension , elle vas donc me servir de bobine oscillatrice
Je commence par réunir tout les éléments nécessaires à ce montage et à les disposer à peu-près dans leur position finale
L'alimentation THT 

Pour le montage , j'utilise de nombreuse pièces fabriquées en plexiglas
Je commence donc par faire un bâti sur lequel est monté la bobine oscillatrice ( qui pèse lourd )
La partie HF est surélevée sur des isolateurs , ce qui vas me permettre de monter le reste de l'électronique dessous
Les liaisons électriques sont faites dans des bandes de cuivre poli et en tubes de cuivre creux
L'idéal pour de la HF serait que se soit du cuivre argenté


L'assemblage final est pratiquement fini

La HT ( gros câble marron ) arrive sur la barre du bas , la capa rouge est le découplage
Le réglage d'accord se fait par une capa variable sous vide ( à gauche ) et le couplage de grille par une self à roulette de 30 µH  située dessous la bobine oscillatrice , commandé par un renvoi d'angle , car je ne tiens pas à passer la main sous le montage quand ce sera en marche
le montage ne comporte pas encore de bobine secondaire , car je veux faire des essais auparavant 

Les premiers essais se soldent par un échec
Ça a allumé tout les tubes fluo de la maison

Le tube oscille mais chauffe immédiatement , même avec la THT réglée à seulement 1500 volts
Je n'ai même pas besoin de brancher l'oscilloscope pour voir ce qui se passe , la sonde est en court-circuit à coté
Pour faire les essais , je n'utilise pas la E 1200 à anode de carbone , mais une simple TB 3/1000 à simple anode métallique 
Pour finir , le fusible primaire de l'alimentation a sauté ( un 20 ampères ) , le tube est bien protégé mais chauffe au rouge en deux secondes
De plus , le débit de la THT est trop élevé et monte presque à 1 ampère

Ce tube est très solide , à un moment l'oscillateur c'est arrêté , l'anode du tube est monté au blanc vif avant que le fusible ne saute
Je sentais la chaleur à plus d'un mètre , mais le tube est toujours fonctionnel 

Finalement , après quelques recherches , j'ai constaté que le défaut provenait de la polarisation de cathode
Le circuit d'alimentation du filament ( c'est un chauffage direct ) mettait celle-ci directement à la masse par les câbles de retour de l'alimentation
J'ai donc crée une masse fictive avec deux résistances sur le filament et mis une résistance de polar sur le retour de cathode
La résistance doit faire 300 watts , car elle chauffe

Maintenant , à part quelques explosions du fusible de la THT ( 1 ampère ) j'ai enfin de la HF sur l'anode du tube
Je vais devoir passer à la fabrication de la bobine secondaire , car elle influence énormément les réglages
Le couplage primaire/secondaire étant très serré

Après un essai de quelques minutes , le tube c'est stabilisé en température et le courant de plaque est de 600  ma
Mais dès que je touche le réglage du CV ou de la self , l'oscillateur décroche , le courant grimpe et le fusible saute
Je n'ai toujours pas réussi à mesurer la fréquence , le fréquencemètre est complètement affolé à proximité

Je vais devoir rajouter quelques découplages et monter des selfs de choc
J'ai aussi pris quelques châtaignes de HF juste en manoeuvrant la clé d'arrêt de la THT

J'ai reçu aussi les vis en nylon , car il est impossible de mettre des vis métalliques près de la bobine HF
J'ai fabriqué la bobine secondaire sur ma bobineuse , après avoir du la modifier un peu à cause de la longueur
De plus j'ai les fixations qui se trouvent dans le bobinage 

Puis montage de la bobine secondaire dans le primaire
Il faut aussi trouver des sphères ou des plaques pour faire la capa du secondaire
Je vais utiliser provisoirement de grosses ampoules recouvertes de papier d'alu 

J'ai finalement réussi à mesurer la fréquence et j'ai trouvé 18 Mhz
D'ailleurs je brouillais la FM

Comme ça me paraissait totalement aberrant par rapport au composants montés et aux dimensions de la self oscillatrice , j'ai repris le montage de A à Z

Et je me suis aperçu qu'en fait seule la lampe oscillait , mais pas de HF sur la self ( essai avec un circuit bouchon entre la connections d'anode et la self )
J'ai constaté qu'une capa de filtrage mal placée provoquait un accrochage à cette fréquence
C'est aussi pour cela que c'était très instable

Maintenant , ça n'oscille plus du tout
Mais je pense savoir pourquoi , c'est justement mon couplage de grille qui n'est pas suffisant

Une fois le problème mécanique résolu :
Il s'agissait de faire une bobine de couplage de G1 qui n'amorce pas avec le primaire , car contrairement aux teslas conventionnels , je ne peux pas la placer à coté du primaire sur le même axe , mais je suis obligé de la placer par dessus
Et à un bout du primaire j'ai de la THT et à l'autre bout de la HF

Je l'ai placée du coté THT

J'ai aussi calculé la valeur de la self en partant des dimensions
J'avais besoin de cette valeur pour déterminer celle des capas
J'ai trouvé 1,658 milli Henry

Pour avoir une oscillation dans la gamme que je souhaite (100 à 150 Khz ) j'ai donc viré une des capas pour être en accord avec la self

Après de nouveaux essais ( et encore un fusible de 10A explosé ) j'ai eu mon premier spark
Maintenant , ça vas être de la mise au point et de l'amélioration
Et je sais que mon concept horizontal marche

LES PREMIERS ESSAIS


L'arc n'est pas comme sur un tesla conventionnel
Il ne fait pas de bruit ( et il n'y a pas d'éclateur rotatif )

Par petites retouches , je fait monter la puissance doucement
Déplacer une connection ou un composant , rajouter un découplage , changer une valeur , finalement j'ai pu monter la puissance de l'alim  au maximum ( 3,5 KV )
Les arcs font 200 000 volts

Je doit être à la résonance du secondaire de façon précise pour avoir un arc
Sur mon montage c'est encore plus flagrant que sur un tesla conventionnel

J'ai mesuré la fréquence ( au primaire ) j'ai 372 Khz à l'accord maximum
Lorsque l'arc s'amorce , on voit bien que le couplage est serré , sur l'oscillo l'amplitude de l'oscillation diminue notablement et le courant d'anode augmente
Mais la fréquence reste très stable

Pour avoir un meilleur rendement , il faudrait que je soit plus bas en fréquence , mais comme c'est le secondaire qui va imposer sa fréquence je doit donc diminuer la fréquence de résonance du secondaire

Le problème de mon montage ( c'était un test de conception au départ ) c'est que j'ai une bobine secondaire très courte par rapport à un tesla conventionnel
Hors , non seulement la self est plus petite mais sa capacité répartie aussi , d'ou une fréquence de résonance plus élevée
De plus , je n'ai pas "d'effet de sol" puisque je n'ai pas de plan de masse

Je ne peux donc pas agir sur la bobine , mais je peux agir sur la capa
Je vais monter de grands plateaux de verre métallisés face-à-face

J'ai aussi monté la E 1200 à anode carbone à la place de la TB 3/1000
Meme à pleine puissance , elle ne rougis presque pas

Pour s'amuser
Une grosse ampoule contre une des électrodes , on sent la chaleur de la HF dans la main : 

UN ARC DE NUIT : 


SON ALIMENTATION A PLEINE PUISSANCE

Les tubes à vapeur de mercure s'illumine d'un beau bleu 
Vers l'alimentation

LE BÂTI DU CONDENSATEUR THT

Ensuite j'ai commandé des plaques de plexy et j'ai commencé la fabrication d'un châssis pour les électrodes de la capa THT HF ( les deux disques de verre d'une cinquantaine de cm de diamètre pour une capacité de quelques pico-farad sous une tension de plus de 800 000 volts  )
Découpes , perçages , taraudages et collages au chloroforme , c'est ce qu'il y a de mieux pour coller le plexy
J'ai eu la chance de pouvoir m'en procurer un litre


Ensuite montage du bâti et des plaques de verre
J'ai d'abord utilisé une peinture métallique pour métalliser les plaques

Mais petit problème !!!

La peinture que j'ai utilisée pour faire la métallisation des disques est trop résistive

Il s'ensuit qu'il y a une perte terrible dedans , et les disques deviennent vite brûlants , il y a même de petits arcs qui courent dessus
Mais pas d'arc entre les électrodes Toute l'énergie se dissipe en chaleur et l'oscillateur à du mal à fonctionner correctement
Le tube rougis très vite

Je vais laisser la peinture , mais je vais mettre une feuille d'alu par dessus

La mise en place de cette capa THT m'a permis de baisser la fréquence de fonctionnement et d'augmenter le rendement

La fréquence est descendue à 241 Khz maintenant
J'ai du aussi rajouter une capa de 500 Pf 12 Kv HF sur le circuit LC primaire et modifier deux ou trois bricoles dans le câblage
Je doit pouvoir encore descendre en fréquence

J'ai aussi pris une bonne châtaigne en manoeuvrant le CV d'accord
Une châtaigne de courant HF , mais je vais devoir isoler correctement l'axe du CV pour pouvoir faire des réglages en fonctionnement
Surtout qu'il y a aussi la THT continue superposée à la HF

Donc après modification avec de la feuille d'alu et la capa, on peut faire un combats de sabres laser avec des tubes fluo

La distance entre les électrodes est réglable

Le montage n'est plus du tout sensible a l'environnement extérieur , contrairement a un tesla conventionnel
Il ne rayonne pas et ne crée pas de brouillage ( les grandes capas jouent un rôle de cage de faraday et le champs électrique reste contenu entre les disques )

Le montage a une consommation raisonnable et fonctionne en 220 volts , donc plus besoin du triphasé , une simple prise 220 suffit mais il faut quand même 20 à 25 ampères à pleine puissance

Ce qui fait que ce montage pourra être facilement transportable et pourra aller sur des expositions radio ou scientifiques

La fréquence de fonctionnement est maintenant de 182 Khz

Un petit tube fluo posé sur le châssis : 

Maintenant que le tesla fonctionne correctement , je passe au amélioration , isolation , facilité de montage/démontage , refroidissement
Car je désire avoir un ensemble facilement transportable et pratique à mettre en oeuvre , sans danger pour les spectateurs
  • Mise en place d'une protection à l'avant
  • Montage d'un petit ventilateur pour le tube et la résistance de cathode
  • Contact en cuivre entre la bobine secondaire et les électrodes circulaires
  • Montage de pieds en caoutchouc
  • Isolation complète de la commande du CV d'accord
  • Isolation toile de la bobine de couplage

QUELQUES ARCS :


Et au fait , je ne vous ai pas dit ce que signifiait le sigle "TPPC" ?

Touche Pas P'tit Con .................................................................


Rendez-vous sur l'album photo "arc TPPC"

Et une vidéo de combat de sabres lasers avec des tubes fluo de couleur tournée lors d'un meeting Laserfreak , pardonnez la qualité , ça a été fait avec un téléphone portable
On distingue le TPPC derrière

http://www.youtube.com/watch?v=FFy3bohhoGw&feature=related

La prochaine étape vas consister à piloter la lampe de puissance avec un oscillateur externe stabilisé par quartz , car pour l'instant le montage est en "auto-oscillateur" , montage théoriquement interdit en raison des perturbations radio-électrique qu'il engendre
Heureusement , j'habite en pleine forêt , loin de toutes habitations 

A suivre ...........
TPPC
Accueil


Copyright © 2017. Tous droits réservés.