Как все начиналось
На новый 2000 год наша дружная московская компания решила устроить маскарад.
Так как в детстве я строил кораблики (занимался судомоделированием) и вообще любил мастерить,
задался я целью создать "нечто" особенное, чтобы всех удивить. В ту пору я как раз более-менее
серьезно увлекся "Звездными Войнами", и поэтому решил, что у меня будет костюм, как в ЗВ.
Персонаж определился достаточно быстро: для Люка я слишком большой, для Чубакки нет материала на
"шкуру", у Хана костюм не специфический. Собственно, я сразу задался целью сделать костюм Вейдера.
Настолько узнаваемый персонаж, что можно быть чуть-чуть похожим, и тебя узнают. И главное - можно
было применить свои знания, создав меч (далее будем называть его, как положено - лайтсабер,
или просто сабер). И маску.
Помню, как мне пришла в голову мысль использовать лампу дневного света для клинка:
гуляя по Митинскому радиорынку в поисках "чего-нибудь интересного", я увидел фонарь на
батарейках (металлический цилиндр с выключателем). Мысль сработала мгновенно - вот он, меч! Купил.
И подумал - так просто мечу болтаться на поясе неактивированным неинтересно. Вот если бы он горел!
Что для этого подойдет? По геомертии и свечению - только люминесцентная лампа (ЛЛ).
Моя знакомой девушка, с которой мы вместе были, спросила насчет фонарика - "Зачем он тебе?" я сказал - так,
про запас. Но понял, что меня "раскусили". Тогда я утвердился в мысли делать "работающий" сабер.
Как делать??!!
Из электротехники известно, что для поджига ЛЛ нужен дроссель, стартер и 220В. А еще есть бездроссельные
схемы. На умножителях напряжения. Но опять же от 220В. К счастью, я был в курсе, что есть преобразователи,
которые с аккумулятора получают 220В.
Итак, была поставлена задача сделать преобразователь напряжения и умножитель "в одном флаконе". При этом
в разумных габаритах ("фуфло не будем делать, и таскать ранец с преобразователем за спиной нам не пристало"
- решил я). Следует добавить, что доступ к Интернету у меня появился только через год, так что по-быстрому
надыбать схемку я не мог. Я даже не знал (хотя и предполагал наверняка), что буржуи делают такие игрушки.
Теперь представим: корпус фонаря имеет длину около 22...25 см, из которых минимум 7 см требуется для вклейки лампы. В оставшихся 15...18 см требовалось разместить: аккумуляторы, преобразователь и умножитель.
Для начала взяд блок питания на 9В и стал экспериментировать со схемами - "а смогу я вообще-то лампу зажечь?"
Сделал генератор, запитал им трансформатор, на выход которого подключил самодельный умножитель (промышленные,
во-первых, дорогие, а во-вторых, ну очень громоздкие). К умножителю подключил лампу. Не заработало. Нет напряжения на выходе трансформатора при подключенном умножителе. Без него есть, а с ним - нет. Догадавшись, что надо вгонять систему в резонанс, стал менять частоту генератора - запищало и тускло засветилось. В конце концов оказалось, что при трансформаторном питании лампы умножитель вообще не нужен! То есть лампа подключается напрямую к трансформатору. Кстати, в первом сабере был использован трансформатор от абонентского громкоговорителя. Генератор был собран на КТ837, который сильно грелся и для него пришлось делать радиатор. Итак, транзистор с радиатором, некоторые другие мелкие детали и трансформатор заняли практически все место в рукоятке! На аккумуляторы места практически не осталось - можно было только 4 "пальчика" запихнуть, а требовалось... 16! Дело в том, что дело было под самый Новый Год, времени было мало, и я был рад, что схема в принципе работает от 9В и потребляет около 2А тока. При этом лампа светится достаточно тускло. Простейший расчет вообще был убийственным: даже допустив, что КПД системы 100%, чтобы зажечь 36-ти ваттную лампу требуется от аккумуляторов эти 36 ватт отобрать, то есть при напряжении в 9В система должна потреблять 4А. Поэтому в первом варианте для питания использовались две параллельно включенные группы аккумуляторов из 8-ти последовательно соединенных "пальчиков" каждая. На самом деле все оказалось не так страшно, но это было потом...
В то время (накануне 2000 года) я видел в продаже ЛЛ цветного свечения, но покупать такую дорогую деталь
я не решился - обычная лампа стоит 10 руб, цветная - 200! Для первого опыта купил лампу белого свечения. И решил покрасить. Собственно, было куплено несколько ламп. Одну покрасил нитрокраской, разведенной в нитролаке, другую - дешевым лаком для ногтей. Обе лампы получились с подтеками - некрасиво! Третью лампу, вспотев, всю обмазал водостойким маркером красного цвета. Именно она и была вставлена в сабер. Так как цена лампы и цена фонаря были примерно равны, было решено сделать лампу заменяемой - то есть она вставлялась в разъем, который был в свою очередь вставлен в фонарь. С аккумуляторами было сложнее. Ну не хотелось мне носить их в кармане - не стильно! Поместил их в баллон от освежителя воздуха (сначала сжег с него всю краску), и прикрепил этот аккумуляторный отсек к рукоятке.
С отлетающей на морозе краской, тяжелый и неуклюжий, с лампой, готовой вот-вот вывалиться из разъема, сабер
был принят "на ура" вкупе с плащом из дермантина и маской Вейдера, сделанной из миски (шлем), очков сварщика и
респиратора (собственно маска). Фотографии меча в действии, сделанные при включенном в комнате освещении (или со вспышкой), были настолько невзрачны (лампа так тускло горела), что казалось, что она не горит вовсе.
Но при выключенном свете сабер светился. Однако при этом у фотоаппаратов выдержка была настолько большая, что
вся картинка получалась смазанная из-за дрожания рук.
Два года спустя
В 2001 году компания не собиралась, маскарадов не было. Сабер простоял в углу.
Однако именно в 2001 году я открыл для себя новые детали - транзисторы MOSFET, в частности, фирмы "International Rectifier". Они достаточно доступны на нашем рынке.
В 2001 году я возобновил занятия судомоделированием, прерванные на время учебы в институте, и занялся конструированием электроники для моделей. В частности, надо было разработать т.н. "регулятор хода" для электродвигателя, чтобы плавно регулировать обороты и, соответственно, скорость модели. Не вдаваясь в подробности принципа работы разработанного мной устройства, отмечу, что там присутствовал перестраиваемый генератор и ключевой транзистор (тот самый MOSFET). Применяются эти транзисторы там, где надо коммутировать большие токи с малыми потерями. Долго уговаривать себя попробовать применить эту схему к мечу не пришлось.
Подключил к выходу схемы трансформатор с лампой. Подбором частоты ввел систему в резонанс. Заработало сразу, да еще как! Гораздо ярче, чем раньше. И при этом за счет применения указанного транзистора удалось избавиться от радиатора! А применение в качестве генератора одной микросхемы и нескольких микродеталей позволило оставить в конструкции только два габаритных компонента: аккумуляторы и трансформатор. К тому времени я нашел подходящий малогабаритный трансформатор с хорошими характеристиками - примерно такой, как на фото справа.
Из-за того, что транзистор имеет малые потери, удалось не только избавиться от радиатора, но и значительно снизить потребляемый ток. Вообще теперь преобразователь получился настолько универсальным, что сохранял работоспособность (горение лампы) при напряжении аккумулятора вплоть до 5 вольт! Это значительно увеличило продолжительность работы сабера от одной зарядки. Правда, даже в случае полностью заряженных аккумуляторов
яркость свечения лампы была не такой, как у тех, что подключены через дроссель. Причина была понятна: у
малогабаринтых трансформаторов, которые приходилось применять из-за требований по размерам, слишком тонкие
провода, и у них большое сопротивление - лампа просто не может гореть ярко. К тому же "пропускная способность"
трансформатора ограничивается их мощностью, которая в свою очередь напрямую определяется габаритами.
Трансформаторы, которые я применял, были мощностью всего 6 ватт (против 36 ватт лампы). Но тем не менее лампы
горели сильнее, чем в первом сабере.
Для данной схемы оказалось достаточно семи аккумуляторов! Сложив их так, как показано на фото, удалось их
поместить в рукоятку сабера, причем осталось место и для трансформатора, и для вклейки лампы. Надо было только
генератор еще туда поместить. Так как в генераторе были применены малогабаритные детали, то он поместился сбоку блока аккумуляторов, но тоже внутри рукоятки - см. фото.
Можно заметить, что при данной компоновке можно было использовать не 7, а 8 аккумуляторов, однако при этом повышалось общее напряжение батареи, соответственно возрастал ток, а пропускать больше тока в лампу система не могла из-за ограничений трансформатора, соответственно, избыток тока выделялся в тепло - грелся транзистор и аккумуляторы. Пришлось ограничиться 7 аккумуляторами, причем слово "ограничиться" здесь не очень уместно, так как 7 банок - в самый раз. При полном заряде это около 10В, и пока они разряжаютсядо 5В, проходит около часа - вполне хватает наиграться. Кстати, яркость свечения лампы на свежих и севших аккумуляторах практически одинаковая, что говорит лишь о том, что часть энергии свежих аккумуляторов уходила в тепло.
Раз удалось добиться таких результатов в схемотехнике, пришлось потратиться на ЛЛ цветного свечения.
Купил красную и зеленую (решил делать сразу два меча - интереснее вдвоем показывать). Тогда же я рассудил, что
если лампу вклеить в рукоять сабера, и она разобьется - то в общем ничего страшного - начинку вынимаем (с ней
ничего не случится) и вставляем в новую рукоять с новой лампой. Экономить на фонарях смысла нет, так как чем прочнее лампа сидит в рукояти, тем надежней конструкция. В итоге задолго до Нового 2002 года, без спешки, собрал пару мечей, которые мы вместе с троюродным братом испытали у себя во дворе. Опять же, при внешнем освещении саберы не производят должного впечатления, поэтому съемки приходилось вести в темноте.
Видеоклип с вечерних съемок, 19 сек.
В то время навыков владения мечом у меня не было, так что не судите строго.
На Новый 2002 год опять был маскарад, и я был к нему готов: два меча естественного цветного свечения и переработанная маска: специально из сети скачал фотографии и в кружке по технологии выклейки корпусов моделей выклеил маску - вырезал выкройку (самостоятельно разработанную) из картона и оклеил стеклотканью. Все покрасил. Очки сделал из прозрачных коробочек для CD, нагрев их на плите и натянув на столовую ложку. Затем вклеил в маску. Полный улет.
На Старконе 2002
Ближе к Новому 2002 году выяснил, что в Москве есть клуб фанатов "Звездных Войн" - нашел по Интернету
сайт www.swfans.ru и напросился на Старкон 2002 - ежегодная встреча фанов ЗВ со всей России.
Ближе к лету (и к Старкону) выяснилось, что у красного меча не работает лампа - вышла из строя.
Пришлось покупать новую и новый фонарик. Вообще я купил два фонарика и еще синюю лампу, чтобы было у меня
три меча - красный, синий и зеленый. Пришлось для синего делать еще один преобразователь, и я тогда решил
наконец взять быка за рога и добиться полноценного свечения лампы. Для этого требовалось, как я уже писал,
изменить трансформатор. Пришлось перейти от трансформатора с наборным металлическим сердечником к трансформатору на основе ферритового магнитопровода (того, что на фото преобразователя).
Уменьшив количество витков первичной и вторичной обмоток и увеличив диаметр провода, удалось добиться значительного уменьшения сопротивления в цепях. Как и ожидалось, при этом значительно возрос ток. Плюс - лампа горит так, как будто включена в сеть. Минус - даже MOSFET теперь греется - нужен радиатор, а места внутри рукоятки нет... Ну так и используем саму рукоятку как радиатор - она же металлическая! Кислотным флюсом припаиваем к ней транзистор - и все дела. Припаивать можно как изнутри рукоятки, так и снаружи - но тогда надо делать небольшой кожух, чтобы руки не обжечь при пользовании сабером - корпус транзистора все-таки сильно греется. На фото видны припаянные транзистор и выключатель.
Также пришлось перестраивать генератор для работы с новым трансформатором. После того, как новый мощный
преобразователь для синего меча был готов, мне не составило труда переделать преобразователь красного сабера
по образу и подобию - только заменить трансформатор и пару мелких деталей. И вот тут меня постигла неудача:
при сборе синего меча я закоротил аккумуляторы сами на себя через корпус, и они вышли из строя. Других не было, а на следующее утро - Старкон. Поэтому на мероприятии были представлены ярко-красный меч и бледно-зеленый, предыдущей конструкции. Красный, конечно, понравился больше, но зеленый был тоже ничего.
Обратите внимание - в помещение было включено освещение и мечи все равно были яркими. И на видео мечи получаются более-менее:
Вот только драться на таких мечах нельзя. До сих пор нельзя. Очень грустно, но ничего не поделаешь.
Зато вы можете посмотреть, как положено драться на мечах джедаям:
После первого дня Старкона я отправился на Воробьевы горы к МГУ, где попросил какого-то паренька
сфотографировать меня. Сделали два кадра: тот, что без вспышки - не получился - слишком большая выдержка и дрожали руки, а со вспышкой - очень даже ничего - и даже сабер не сильно поблек из-за нее.
Особенности изготовления лайтсаберов
Собираясь в Канаду, тяжело было сознавать, что с сабером в самолет вряд ли пустят.
Выдрал с корнем пару преобразователей из красного и синего мечей и взял с собой, надеясь, что уж лампы то в Канаде найду, да и рукоятку придумаю.
Как бы не так! Во всех магазинах, которые я посетил, мне не удалось найти цветные люминесцентные лампы!
Только белые! И заказать нельзя... Что делать - купил белую.
С рукояткой проще - нашел сантехническую трубу подходящего размера, да прикупил пару витых телефонных шнуров для обмотки (подсмотрел у Кайла - большое ему за это спасибо!). Обмотки хватило не только на лайтсабер, но и на его муляж для костюма.
Рукоятка "купилась" даже большего размера, чем были корпуса фонариков, так что проблем с размещением преобразователя не возникло. Транзистор припаял инзутри рукояти (на фонарях транзисторы были снаружи - внутри просто не было места). В итоге получились вполне симпатичные вещи.
Надо сказать, что MOSFETы я забыл в Москве (они же были припаяны к корпусам, и я забыл их отпаять) - пришлось
найти и купить тут. Вообще лайтсабер обходится здесь значительно дороже - тут нет радиорынков вроде Митинского, где можно детали почти даром купить.
Схема устройства приведена на рисунке справа.
Для достижения наилучшего результата подстройте частоту генератора подбором конденсатора С1 и настройте систему в резонанс, подбирая отношение резисторов R2 и R2a. Можно временно их заменить на переменный резистор, как показано справа.
Приведу сравнительную таблицу цен на комплектующие (в пересчете на рубли):
Наименование деталей
Стоимость в России
Стоимость в Канаде
Корпус рукояти
20
130
Лампа
200
70
Эпоксидный клей
20
100
Аккумуляторы, 7хААх800мА
140
500
Транзистор MOSFET
40
100
Трансформатор
5
50
Микросхема
2
20
Мелкие детали
25
150
Обмотка рукояти
20
20
Итого
472
1140
А теперь посмотрите, как это должно выглядеть: Фотогалерея
