.

.

این پروژه را من 25 سال پیش برای دوستی که در رشته ی شیلات و آبزیان به کار پژوهشی مشغول بود، اجرا کردم. در آن زمان او می خواست وسیله ای داشته باشد که تعداد زیادی از ماهی های تحت مطالعه در کوتاه ترین زمان صید شوند تا بتوان روی آنها بروز پدیده ی زیستیِ ویژه ای مورد بررسی قرار گیرد و نتایج با هم مقایسه شوند. نظر او این بود که یک «ابزارِ الکترواستاتیکیِ ماهی گیری» ابداع شود. من هم دستگاهی را که در ادامه به شرح آن می پردازم، برای او ساختم، دستگاهی با کارکرد و ساختمان منحصر به فرد.

.

پیش از این که وارد جزییات مدار شویم، لازم است اخطار کنم:

این دستگاه برای انسان و دیگر جانداران مرگ آور است! من به شما اکیداً توصیه می کنم که این دستگاه را نسازید. اما اگر آن را با مسوولیت خودتان ساختید، باید بدانید و آگاه باشید که این وسیله برای فردی که اصول ایمنی و حفاظتی کار با ولتاژهای بالا را نمی شناسد و فاقد تخصص و تجربه و مهارت لازم و کافی در کار عملی با ولتاژ بالا و عایق سازی آن است، به شدت خطرناک است و می تواند به آسیب ها و صدمات جبران ناپذیر و غیرقابل بازگشت جسمی و حتی مرگ بیانجامد.

در واقع این مدار به معنی واقعی کلمه یک «مدار رزمی» است: پرقدرت، بادوام، ساده برای کاربر، مستقلاً قابل استفاده، قابل حمل (فقط 1/5 کیلوگرم وزن دارد). استفاده کننده از آن باید مقدار زیادی فانتزی و ابتکار داشته باشد و پیش از هر چیز مطمئن شوید که آیا صید ماهی با این دستگاه در محلی که صید انجام می شود، مجاز هست یا خیر. همچنین، هر کس که این دستگاه را در دست دارد، باید انصاف و وجدان را راهنمای عمل خود قرار دهد و از استفاده ی نامتعارف از دستگاه و صید بی رویه خودداری کند. در هر صورت، هر جا که خواستید از این وسیله استفاده کنید، پیشاپیش به مطالعه ی ملاحظات قانونی و حقوقی مربوطه بپردازید تا با موقعیت های غیرمنتظر و ناراحت کننده روبرو نشوید، زیرا صید غیرمجاز می تواند برای صیاد بسیار گران تمام شود.

حالا وقت آن است که با مدار و کارکرد آن آشنا شویم و همچنین ببینیم که تجربه ی عملی کار با آن چگونه بوده است.

.

مدار دستگاه ماهیگیر برقی

.

فهرست قطعات مدار ماهیگیر برقی

.

مدار افزاینده ی ولتاژ، پتانسیل منبع تغذیه ی مدار را از 12 ولت به 400 تا 500 ولت می رساند. این قسمت از مدار با ترانزیستورهای 5 و 6 ساخته شده است که به همراه ترانسفورماتور، یک مدار «نوسانگر آزاد رو» (Free Running Oscillator) را تشکیل داده است. ترانسفورماتور گفته شده، یک ترانس معمولی 220 ولت به 2×6 ولت با توان 12 ولت آمپر است. این ترانس در ثانویه ی خود دارای دو پیچش 6 ولتی است که با هم سری بسته شده اند و یک سر مشترک دارند.

در صورت استفاده از یک ترانزیستور قدرت از نوع 2N3772 برای ترانزیستور 6 ، علاوه بر این که ولتاژ خروجی به 500 تا 700 ولت خواهد رسید، جریان بیش تری نیز تامین خواهد شد. البته باید به یاد داشت که در صورت استفاده از این ترانزیستور، مقاومت 9 باید با یک مقاومت 2/2 کیلواهم با توان مجاز نیم وات عوض شود. همچنین نتیجه ی ولتاژی و جریانیِ باز هم بهتری را می توان با به کار گیری یک ترانزیستور BDX53C برای ترانزیستور 5 به دست آورد. در این حالت، اما، مقدار مقاومت 9 باید چیزی بین 56 تا 80 کیلواهم باشد. مقدار دقیق این مقاومت نیم واتی با روش سعی و خطا برای ترانزیستورهای شما به دست خواهد آمد. توجه داشته باشید که ترانسفورماتورهای معمولی برای ولتاژ 220 ولت عایق بندی شده اند و در صورتی که ولتاژ روی آنها خیلی زیاد شود، بین حلقه های پیچش های آنها قوس الکتریکی برقرار می شود، جرقه می زند و نهایتاً ترانس تخریب می شود. به این دلیل، اگر واقعاً قصد استفاده ی جدی از این مدار را دارید، بهتر است ترانس آن را سفارش بدهید تا آن را با عایق کاری مناسب برای حدود 1000 ولت بپیچند.

ولتاژی که در سمت خروجی ترانسفورماتور ایجاد شده، یک ولتاژ متناوب است. این ولتاژ توسط دیودهای 4 و 5 یکسو می شوند و برای صاف شدن به خازن الکترولیت 1 با هر مقدار ظرفیتی بین 8 تا 50 میکروفاراد فرستاده می شود. ولتاژ مجاز کار این خازن باید طوری انتخاب شود که با ولتاژ یکسوشده تناسب داشته باشد. معمولاً به کار گیریِ یک خازن با «ولتاژِ کار» (WV = Working Voltage) 450 تا 500 ولت مطلوب است. اگر مدار شما ولتاژی بالاتر از این تولید کرد، می توانید خازن 1 را از سری کردن دو خازن 450 ولتی که هر یک دارای ظرفیت دو برابری باشند، درست کنید که تا 900 ولت تحمل ولتاژ خواهد داشت.

هنگامی که ترانزیستورهای 1 و 2 ولتاژ موردنظر روی خازن 1 را حس کردند، همان ولتاژی که توسط پتانسیومترهای R11 و R12 انتخاب می شود، لامپ نئونی که در شماتیک با Ln نامگذاری شده، روشن می شود. در این حال، ترانزیستور 3 هدایت می کند، رله ی مدار می گیرد و اجازه می دهد که شارژ ذخیره شده در خازن 1 به صورت لحظه ای تخلیه شود (نقطه ی a). به عنوان مثال، این تخلیه می تواند در آب و برای الکترولیز آن صورت گیرد، و یا به یک حصار سیمی، که نسبت به زمین عایق شده باشد، داده شود تا به جانورانی مانند گاو و گوسفند که به آن نزدیک می شوند، یک شوک الکتریکی وارد کرده و آنها را وادار کند از حصار فاصله بگیرند. همزمان با تخلیه ی بار خازن، ترانزیستور 4 هم به حالت هدایت می رود و مدار نوسانگر را خاموش می کند که در نتیجه، ولتاژ بالا قطع می شود.

هنگامی که ولتاژ روی خازن 1 بر اثر تخلیه به مقدار آستانه ایِ معینی کاهش می یابد، ترانزیستور 3 به حالت قطع می رود و رله رها می کند و کنتاکت آن باز می شود. در این حال، ترانزیستور 4 به حالت هدایت می رود و دوباره به مدار نوسانگر اجازه می دهد که ولتاژ بالا را تولید کند. این چرخه 10 تا 20 بار در ثانیه (بسته به ظرفیت خازن 1 و سرعت تخلیه ی آن) تکرار خواهد شد. هر بار خازن 1 باید وقت کافی برای این داشته باشد که بارِ خود را به طور کامل در مصرف کننده تخلیه کند، در غیر این صورت، تنها مسیری که برای تخلیه ی این بار باقی می ماند، ماده ی دی الکتریک خازن است که امپدانس بالایی دارد و تخلیه در آن به طول خواهد انجامید. در چنین وضعیتی، مدار نوسانگر بیکار خواهد ماند و به نظر خواهد رسید که مدار کار نمی کند. ماده ی دی الکتریک به مرور تخریب خواهد شد.

خازن 3 یک خازن سرامیک یا پلی استر 100 نانوفارادی با ولتاژ کار هزار ولت است که بر کنتاکت های رله نصب می شود و از آنها در برابر جرقه خوردگی حفاظت می کند. این خازن ممکن است در برخی موارد باعث تلف انرژی بزرگی شود که در این صورت می توان از نصب آن صرف نظر کرد. لامپ نئون از نوع معمولی (با ولتاژ شکست حدود 70 ولت) است که به عنوان نمایشگر کارکرد نوسانگر و وجود ولتاژ بالا در مدار، روی جعبه ی دستگاه نصب خواهد شد.

روشن است که الکترودهای خروجی مدار دو تا هستند! در کاربرد در خشکی، یکی از آنها به زمین وصل می شود و دیگری به سیم حصار داده می شود. در آب هر دو سر خروجی مدار در آب قرار داده می شوند که در نتیجه آب به اکسیژن و هیدروژن تجزیه خواهد شد. برای شکار کرم خاکی به عنوان طعمه برای ماهی گیری، لازم است خاک محل مورد نظر را مرطوب کرد و سپس الکترودهای دستگاه را در فاصله ی مناسبی از هم (بسته به میزان هدایت الکتریکی خاک) در خاک فرو برد: کرم ها از زیر خاک بیرون خواهند آمد!

به هیچ وجه شوک های ضربه ای این مدار را دست کم نگیرید! این پالس های پرقدرت برای انسان بسیار خطرناک هستند!!! هرچه خازن 1 ظرفیت بالاتری داشته باشد، شوک الکتریکی دستگاه شدیدتر خواهد بود. به همین دلیل، بهتر آن است که ظرفیت این خازن را بین 1 تا 8 میکروفاراد بگیرید. اما اگر به شوک های بسیار شدید نیاز دارید، مقدار ظرفیت خازن 1 می تواند بین 50 تا 100 میکروفاراد هم انتخاب شود. در این حالت، سرعت تکرار پالس ها کم می شود، اما هر پالس دربردارنده ی توان بسیار بالایی خواهد بود.

اگر می خواهید از این مدار برای ساخت چشمک زن (با سرعت تقریبی یک چشمک در ثانیه) با لامپ فلاش استفاده کنید، برای خازن 1 ظرفیت حدود 500 میکروفاراد را انتخاب کنید. البته مقدار روشنایی فلاش ها خیلی زیاد نخواهد بود.

این مدار آلودگی الکترومغناتیسی نسبتاً زیادی تولید می کند به نحوی که گیرنده ی رادیو را برای دریافت بدون اختلال باید بین 20 تا 50 متر از آن دور کرد.

نکته ی آخر این که رله ی مدار را می توان با یک تریستور جایگزین کرد. برای آن هم نقشه ای ارایه شده است. برتری مدار تریستوری در سرعت بسیار بالای تخلیه ی بار خازن است که عملکرد کُند کنتاکت های یک رله به هیچ وجه با آن قابل مقایسه نیست. اگر در مدار از تریستور استفاده کردید، ترانزیستور 3، مقاومت 7، رله و دیود 3 حذف می شوند.

مقداری از انرژی مدار در عمل کلیدگری تریستور در داخل آن به صورت گرما تلف شده و باعث بالارفتن دمای بدنه ی آن خواهد شد. به این دلیل، باید تریستور را به یک گرماگیر، با مشخصه ی حرارتی °C/W 3°-2، مثلاً یک گرماگیر پرّه دار به ابعاد 5×6 سانتی متر، مجهز کرد، حتی اگر مدار در کارکرد متوسطی مورد استفاده قرار داشته باشد.

منبع تغذیه دستگاه باید یک باتری شارژشوی 12 ولت و 7 آمپرساعت باشد تا دستگاه بتواند به طور مطمئن 4 تا 5 ساعت در خدمت کاربر باشد.

لامپ نئون مدار می تواند یک «چراغ سیگنال» معمولی نئونی باشد که در دستگاه های برقی قدیمی به عنوان نشان دهنده ی کم مصرف به کار می رفت.

پیش از تنظیم و کالیبراسیون ولتاژهای بیشینه و کمینه ی خازن 1، مدار مولد ولتاژ بالا را به مدت زیاد روشن نگذارید. زیرا در صورت افت ولتاژ خیلی بالا روی ترانسفورماتور 220 ولتی، ممکن است بین پیچش های آن جرقه بخورد و در داخل ترانس اتصال کوتاه به وجود بیاورد. ایده آل آن است که هسته ی ترانس را بیرون آورده، پیچش اولیه ی آن را باز کنند، و دوباره آن را بپیچند، طوری که پس از هر لایه سیم پیچی، یک لایه کاغذ عایق قرار داده شود و سپس لایه ی بعدی پیچیده شود... تا آخر. ساخت ترانسفورماتور 30 واتی مدار با عایق سازی برای 1000 ولت را می توان به یک موسسه ی ترانس پیچی هم سفارش داد. در تهران، میدان امام خمینی (توپخانه-پشت شهرداری) در طبقات بالای پاساژ فُتُوَّت چنین موسسات ترانس پیچی وجود دارند.

اما اگر خودتان تمایل و قصد ساخت ترانس را دارید، باید گفت که موضوع عبارت است از پیچیدن یک ترانس 50 هرتز با توان 30 وات و با هسته های EI با یک پیچش 220 ولتی (اولیه) و دو پیچش هر کدام با 6 ولت (ثانویه).

هسته ای با سطح مقطع 7/5 سانتی متر مربع برای تامین 30 تا 35 وات کفایت می کند.

پیچش های ولتاژ پایین (ثانویه ها 6 + 6 ولت): عبارت است از پیچش «بی فیلار» (یعنی همزمان دو رشته سیم با هم پیچیده می شوند) 30 دور با سیم های لاکی به قطر 0/8 میلی متر. در آخر، ابتدای یکی از رشته ها به انتهای رشته سیم دیگر وصل می شود (سر مشترک یا سر وسط) تا هر دو پیچش همفاز باشند.

پیچش ولتاژ بالا (اولیه 220 ولت): با یک رشته سیم لاکی به قطر 0/4 میلی متر، 1110 دور پیچیده می شود. بین هر لایه سیم پیچی، یک لایه کاغذ عایق قرار داده می شود.

ورقه های آهن هسته باید دارای مشخصه ی اندوکسیون Weber/cm 1/2 باشد.

اگر تعداد دورهای پیچش اولیه را افزایش دهیم ، ولتاژ حاصل بیش تر خواهد بود، اما اگر تعداد دور پیچش های ثانویه بیش تر از مقدار توصیه شده باشد، هیچ اتفاق قابل توجهی نخواهد افتاد. به همین خاطر بهتر آن است که بدون آگاهی کافی، دست به تغییر در ساختمان ترانسفورماتور نزنید.

اگر قرار است ترانس بزرگ تری بپیچید، توصیه می شود که تعداد دورهای ترانس کاهش داده شوند:

.

  • برای یک ترانس 40 واتی، با مقطع هسته ی 8/5 سانتی متر مربع خواهیم داشت:
  • اولیه: 975 دور سیم 0/4 میلی متر،
  • ثانویه: 26 + 26 دور سیم لاکی به قطر 0/8 میلی متر

.

  • برای ترانس 50 واتی، با سطح مقطع 9/5 سانتی متر مربع داریم:
  • اولیه: 870 دور سیم 0/5 میلی متر،
  • ثانویه: 24 + 24 دور سیم لاکی به قطر 1 میلی متر

.

این ترانس ها را می توان روی هسته ی فریت و هسته ی حلقوی (توروئید) هم پیچید، اما همه ی محاسبات باید بر اساس مشخصات هسته ها تکرار شوند.

.

ماهی گیری با دستگاه ماهیگیر برقی

مثالی از ماهی گیری برقی

.

تنظیم و کالیبراسیون

دستگاه خاموش است. مولتی متر را به نقاط a و b وصل می کنیم، اسکوپ را روی 1000 ولت قله به قله قرار می دهیم،  پتانسیومترهای R11 و R12 را روی مقدار بیشینه ی خود قرار می دهیم.

دستگاه را روشن می کنیم و همزمان هیچ یک از دستورالعمل های مقدس «ایمنی کار با ولتاژ بالا» را فراموش نمی کنیم.

رله ی مدار باید شروع به لرزش و قطع و وصل سریع کند و لامپ نئون هم باید روشن شود. روشن شدن این لامپ نشان دهنده ی آن است که ولتاژ روی خازن C1 به 200-250 ولت و حتی بیش تر رسیده است.

اگر این خازن تلفات دی الکتریک اندکی داشته باشد، این ولتاژ، پس از خاموش کردن دستگاه، به مدتی بسیار دراز در آن ذخیره شده باقی خواهد ماند. بنابراین، یک مقاومت یک مگااهم به پایانه های خروجی وصل می کنیم تا شارژ خازن را به آرامی تخلیه کند.

وقتی که ولتاژ روی خازن 1 به آستانه ی مقدار کمینه ی خود رسید، رله رها می کند و به حالت بیکاری می رود و لامپ نئون هم خاموش می شود. این چرخه سپس دوباره تکرار می شود.

ولتاژی را که تحت آن لامپ نئون خاموش می شود، یادداشت می کنیم. حال، با تنظیم R12 می توانیم کمینه ی ولتاژ را بالا ببریم. اما با تنظیم R11 می توانیم بیشینه ی ولتاژ شارژ خازن 1 را افزایش دهیم.

وضعیت لامپ نئون را زیر نظر گرفته و همزمان به طور متناوب پتانسیومترهای R12 و R11 را برای رسیدن به بیشینه ی ولتاژ مورد نظر بر روی C1 و کمینه ی ولتاژ قطع بر روی این خازن، به آرامی می چرخانیم. توصیه می کنم که R12 را خیلی خیلی آرام بچرخانید.

با R6 می توان «هیسترزیس» مدار «اشمیت تریگر» (T1, T2) را انتخاب نمود، اما در کل وجود این پتانسیومتر ضروری نیست و می توان آن را به کلی حذف کرد.

اما، در مقابل، تنظیم R11 بسیار با اهمیت است زیرا که آستانه ی بازنشانی کارکرد مدار، یا به عبارت ساده تر کمینه ی ولتاژ C1 را تعیین می کند، ولتاژی که مدار را به حالت شارژ کردن برمی گرداند و تولید پالس ولتاژی بعدی را ممکن می سازد.

ممکن است، بر حسب پیش فرض ها، ولتاژ خازن 1 را برای 500 ولت کالیبره کرد، اما در عمل و پس از مدت کوتاهی ولتاژ در مقدار کمتری (300 ولت) بماند. چنین وضعیتی نشان دهنده ی زیاد بودن فرکانس مدار است که در تراکنش با سرعت عمل پایین رله، فرصت کافی برای تخلیه ی کامل خازن به دست نمی دهد.

با داشتن 800 ولت و یک بارِ 2200 اهمی، میانگین لحظه ای جریانی که خازن 1 تامین می کند (برای چند میلی ثانیه) در حدود 360 میلی آمپر خواهد بود که می توان گفت بر توان لحظه ای تقریبی 300 ولت آمپر متناظر است. در صورتی که مقاومت بار به 1000 اهم تقلیل یابد، جریان 800 میلی آمپر و توان 650 ولت آمپر ، و در صورتی که مقدار بار 5000 اهم باشد، جریان 160 میلی آمپر و توان 130 ولت آمپر خواهد بود.

در صورتی که شما در این مدار تریستور را جایگزین رله کنید، فرکانس کار می تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد و به 200 تا 500 هرتز برسد، که در واقع فقط به توان نوسانگر بستگی خواهد داشت و به این دلیل از مقدارِ جریانِ تامین شده مستقل خواهد بود. در این حالت، خازن 1 به طور کامل توسط تریستور تخلیه می شود. در صورت بالاتر رفتن فرکانس، ممکن است که تریستور به طور دایم در حالت هدایت باقی بماند که مطلوب نیست.

مدار نوسانگر را می توان بهبود داد و ولتاژ خروجی را بالاتر بُرد و خازن 1 را بیش تر شارژ کرد. در مدار زیر چند تغییر و اصلاح داده شده است: توان ترانسفورماتور باید در حدود 30 وات باشد. برای نیل به ولتاژ 1000 ولت لازم است که دو خازن 500 ولتی که ظرفیتی دو برابر خازن مورد نظر داشته باشند، به صورت سری با هم بسته شوند. در این حالت توان لحظه ای بسیار بزرگ تری ایجاد می شود که مستلزم ترانس متناسبی هست که هم توان کافی داشته باشد و هم دارای عایق کاری مناسب برای 1000 ولت باشد. من شخصاً استفاده از این مدار را توصیه می کنم.

.

مدار بهینه ی دستگاه ماهیگیر برقی

.

فهرست قطعات مدار بهینه ی ماهیگیر برقی

.

به کمک این مدار می توان روی اثر جریان الکتریکی بر گیاهان مطالعه کرد، هدایت الکتریکی زمین را تعیین نمود، یک مولد پالس ولتاژ بالا با جریان زیاد داشت، و همه ی اینها بدون نیاز به ترانسفورماتورهای بزرگ و سنگین به دست آمده است. در آخر، این مدار وسیله ای عالی در دادن شوک الکتریکی به ماهیان و صید الکتریکی آنها است. من در آن زمان در جریان آزمایش عملکرد دستگاهی که در آن برای خازن 1 از یک خازن 22 میکروفاراد 1200 ولت (سه عدد خازن 68 میکروفاراد 400 ولتی به صورت سری) استفاده کرده و ولتاژ کمینه ی 400 و بیشینه ی 700 ولت را در آن تنظیم کرده بودم، در یک حوض گِرد به قطر یک و نیم متر که با آب لوله کشی پر شده بود به نتایج قابل قبولی در ماهی گیری رسیدم.

در صورتی که دست را در آب این حوض فرو می بردم، شوک قوی و تکرار شونده ای احساس می شد. با نزدیک تر کردن الکترودها به یکدیگر، شدت شوک به حدی می رسید که ماهیچه های دست دچار بی حسی موقتی می شد. با دور کردن الکترودها از هم ، اثر شوک هم کاهش می یافت. پیدا کردن فاصله ی مناسب بین الکترودها به عواملی مانند میزان هدایت آب و شکل و بزرگی الکترودها بستگی دارد. هر قدر رسانش الکتریکی آب و سطح کنتاکت ها بزرگ تر باشد، جریان تخلیه ی الکتریکی بزرگ تر و زمان تخلیه کوتاه تر است.

دوست من که در بالا از او یاد کردم، در آن زمان به من گفت که این دستگاه در آب شیرین برای کاربرد وی به خوبی قابل استفاده بوده است.

.

.

منبع:

http://isoondaomradio.weebly.com

.

.

مطالب مرتبط:

مدار ساده ترین شوک دهنده ی برقی (الکتروشوکر)

.

.

www. etesalkootah.ir ||   2016-12-29 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.