Идея создания электрошокера повышенной эффективности появилась у меня после испытания на себе нескольких подобных устройств промышленного изготовления. В ходе испытаний выяснилось, что они лишают противника боеспособности только после 4…8 секунд воздействия, и то если повезёт :). Нужно ли говорить, что в результате реального применения такой шокер скорее всего окажется в заднем месте владельца.
Инфа: наше законодательство разрешает для простых смертных шокеры с выходной мощностью не более 3 Дж/сек (1 Дж/сек = 1 Вт), в то же время для работников УВД разрешены девайсы мощностью до 10 Вт. Но даже 10 ватт недостаточно для эффективной нейтрализации противника; американцы в ходе экспериментов на добровольцах убедились в крайней неэффективности шокеров мощностью 5…7 Вт, и решили создать девайс, который бы конкретно гасил противника. Такой девайс создали: «ADVANCED TASER M26» (одна из модификаций «AirTaser» одноименной фирмы). Устройство создано по EMD-технологии, а проще говоря имеет увеличенную выходную мощность. Конкретно — 26 ватт (что называется, «почувствуйте разницу»:) ). Вообще же существует ещё одна модель этого девайса — М18, мощностью 18 ватт. Это обусловлено тем, что тэйзер — дистанционный шокер: при нажатии на спуск из картриджа, вставленного в переднюю часть устройства, выстреливаются два зонда, за которыми тянутся проводки. Зонды летят не параллельно друг другу, а расходятся под небольшим углом, засчёт чего на оптимальной дистанции (2…3 м) расстояние между ними становится 20…30 см. Понятно, что если зонды попадут куда-нибудь не туда, может получится кердык. Поэтому и выпустили устройство меньшей мощности.
Сначала я делал электрошокеры, по эффективности аналогичные промышленым (по незнанию :). Но когда узнал информацию, приведённую выше, то решил разработать РЕАЛЬНЫЙ электрошокер, достойный называтся ОРУЖИЕМ самообороны. К слову сказать, кроме электрошокеров есть ещё ПАРАЛИЗАТОРЫ, но они вообще не рулят, т.к парализуют мышцы только в зоне контакта, причём эффект достигается далеко не сразу, даже при большой мощности.
Выходные параметры МегаШокера частично заимствованы у «ADVANCED TASER M26». По имеющимся данным, девайс генерирует импульсы с частотой повторения 15…18 Hz и энергией 1,75Дж при напряжении 50Kv (т.к. чем ниже напряжение, тем выше ток при той же мощности). Поскольку МегаШокер — всё-таки контактное устройство, а также из заботы о собственном здоровье :), было решено сделать энергию импульса равной 2…2,4Дж, а частоту их следования — 20…30 Hz. Это при напряжении 35…50 киловольт и максимальном расстоянии между электродами (не менее 10 см).
Схема, правда, получилась несколько сложноватая, но тем не менее.
Схема: На микросхеме DA1 собран управляющий генератор (ШИМ контроллер), на транзисторах Q1, Q2 и трансформаторе Т1 — преобразователь напряжения 12v —> 500v. Когда конденсаторы С9 и С10 заряжаются до 400…500 вольт, срабатывает пороговый узел на элементах R13-R14-C11-D4-R15-SCR1, и через первичную обмотку Т2 проходит импульс тока, энергия которого вычисляется по формуле 1.2 (Е — энергия (Дж), С — ёмкость С9 + С10(мкф), U — напряжение (в)). При U = 450v и С = 23 мкф энергия будет 2,33 Дж. Резюком R14 устанавливается порог срабатывания. Конденсатор С6 или С7 (в зависимости от положения переключателя S3) — ограничивает мощность устройства, иначе она будет стремится к бесконечности, и схема сгорит. Конденсатор С6 обеспечивает максимальную мощность («МАХ»), С7 — демонстрационную («DEMO»), которая позволяет любоваться электроразрядом без риска спалить устройство и/или посадить аккумулятор 🙂 (при включении режима «DEMO» также надо выключить S4). Емкость С6 и С7 рассчитывается по формуле 1.1, или просто подбирается (для мощности 45 ватт при частоте 17 KHz ёмкость будет около 0,02 мкф). HL1 — люминесцентная лампа (ЛБ4, ЛБ6 или аналогичные (С8 подбирается)), ставится для маскировки — чтобы девайс был похож на навороченный фонарь и не вызывал подозрений у различного вида работников милиции других личностей (а то могут отобрать, у меня был случай — отобрали похожее устройство). Ессно, без лампы можно обойтись. Элементы R5-C2 определяют частоту генератора, при указанных номиналах f = ~17KHz. Ризюк R11 ограничивает выходное напряжение, вообще без него можно обойтись — просто присоединить R16-С5 к корпусу. Диод D1 защищает схему от повреждения при подключении в неправильной полярности. Предохранитель — на всякий противопожарный (например: если где-нить замкнёт — может рвануть аккумулятор (были случаи)).
Теперь по сборке устройства: можно собрать всё устройство на макетной плате, но рекомендуется спаять импульсную схему (С9-С10-R13-R14-C11-D4-R15-SCR1) навесным монтажом, при этом провода, соединяющие С9-С10, SCR1 и Т2 должны быть как можно короче. Это же касается элементов Q1, Q2, C4 и T1. Трансформаторы Т1 и Т2 следует расположить подальше друг от друга.
Т1 наматывается на двух сложенных вместе кольцевых сердечниках из М2000НМ1, типоразмер К32*20*6. Сначала наматывается обмотка 3 — 320 витков ПЭЛ 0,25, виток к витку. Обмотки 1 и 2 содержат по 8 витков ПЭЛ 0,8…1,0. Наматываются они одновременно в два провода, витки следует равномерно распределить по магнитопроводу.
Т2 наматывается на сердечнике из трансформаторных пластин. Пластины нужно изолировать друг от друга плёнкой (бумагой, скотчем и т.д.) Площадь сечения сердечника должна быть не меньше 450 квадратных миллиметров. Сначала наматывается обмотка 1 — 10…15 витков провода ПЭЛ 1,0…1,2. Обмотка 2 содержит 1000…1500 витков и наматывается слоями виток к витку каждый слой намотки изолируется несколькими слоями скотча или конденсаторной пленки (которую можно добыть разобрав сглаживающий кондер от ЛДС светильника. ) . Потом это всё заливается эпоксидной смолой. Внимание — первичную обмотку нужно тщательно изолировать от вторичной! А то может получится какая-нибудь гадость (девайс может выйти из строя, а может ударить током владельца. Выключатель S1 — типа предохранитель (при ТАКОЙ мощности осторожность не повредит), S2 — кнопка включения, оба выключателя должны быть рассчитаны на ток не менее 10А.
Отличительная особенность схемы в том, что каждый может настроить её для себя (в смысле для противника :).Выходная мощность устройства может быть в пределах от 30 до 75 ватт (делать меньше 30, ИМХО, нецелесообразно). А больше 75 — не нужно, т.к. при дальнейшем увеличении мощности эффективность будет не намного больше, а риск значительно возрастёт. Ну, и габариты устройства получатся немного того.). Выходное напряжение — 35…50 тыс. вольт. Частота разрядов должна быть не менее 18…20 в секунду. Рекомендуемые параметры — 40 ватт, энергия одиночного импульса 1,75Дж при напряжении 40Kv. (если понизить напряжение, можно уменьшить и энергию импульса, эффективность останется такой же. 1,75Дж при 40Kv будет примерно как 2,15Дж при 50Kv. Но делать напряжение меньше 35 Kv нецелесообразно, поскольку тогда будет мешать сопротивление кожи, т.е. ток в импульсе окажется недостаточным). Главная проблема — источник питания. Я проводил эксперименты на аккумуляторе CA1222. Данный аккум способен некоторое время давать мощность 80 ватт, но слишком большой и тяжёлый. Можно юзать какой-нить поменьше (см. по ссылке), сейчас думаю над этим. Габариты и масса готового шокера в основном и определяются размерами/массой источника питания.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | ШИМ контроллер | TL494 | 1 | |||
| Q1, Q2 | MOSFET-транзистор | BUZ11 | 2 | |||
| D1 | Диод | 1 | ||||
| D2 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 1 | |||
| D3-D6 | Выпрямительный диод | HER158 | 4 | |||
| D4 | Тиристор & Симистор | КН102Г | 1 | |||
| SCR1 | Тиристор | Т122-25-12 | 1 | |||
| С1 | Конденсатор | 0.15 мкФ | 1 | |||
| С2 | Конденсатор | 3400 пФ | 1 | |||
| С3 | Конденсатор | 0.22 мкФ | 1 | |||
| С4 | Трансформатор | 1000 мкФ 25 В | 1 | |||
| С5 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | |||
| С6-С8 | Конденсатор | 3 | ||||
| С9 | Электролитический конденсатор | 1 мкФ 450 В | 1 | |||
| С10 | Конденсатор | 22 мкФ 450 В | 1 | |||
| С11 | Конденсатор | 0.047 мкФ 160 В | 1 | |||
| R1, R6 | Резистор | 16 кОм | 2 | |||
| R2 | Резистор | 47 кОм | 1 | |||
| R3, R5 | Резистор | 10 кОм | 2 | |||
| R4 | Резистор | 220 кОм | 1 | |||
| R7, R8 | Резистор | 100 Ом | 2 | |||
| R9, R10 | Резистор | 240 Ом | 2 | |||
| R11 | Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | |||
| R12 | Резистор | 300 кОм | 1 | |||
| R13 | Резистор | 250 кОм | 1 | |||
| R14 | Подстроечный резистор | 200 кОм | 1 | |||
| R15 | Подстроечный резистор | 100-150 Ом | 1 | |||
| S1, S4 | Выключатель | 2 | ||||
| S2 | Кнопка | 1 | ||||
| S3 | Переключатель | Три положения | 1 | |||
| V1 | Батарея питания | 10-15 В | 1 | |||
| Т1, Т2 | Трансформатор | 2 | ||||
| F1 | Предохранитель | 6-10 А | 1 | |||
| HL1 | Люминисцентная лампа | ЛБ4 | 1 | ЛБ6 или аналогичная | ||
| RF1 | Розрядник | 50 кВ | 1 | |||