Přehrávání MIDI přes blesky – hudební Teslova cívka

Tento projekt nemá s 8-bity moc co dělat, ale je to hezké a zábavné Naštěstí je použitý MCU moje oblíbená ATmega328P, takže tam ten 8-bit vlastně je. Pravda napětí na sekundáru, a vlastně už na primáru, „malinko“ překračuje obvyklé úrovně napětí z našich domácích miláčků, ale o to větší je to švanda. Po Teslových cívkách jsem různě na internetu pošilhával už dávno, ale opravdu mně zaujal až oneTesla projekt na Kickstarteru v roce 2012, kde mi líbilo, jak zvládli modulovat blesky přes MIDI interrupter. Tehdy jsem se ale ještě nerozkýval a rozhodnutí padlo až v létě loňského roku pro vylepšenou verzi oneTeslaTS, kde je bezva, že interrupter má vlastní SD kartu a není nutný zdroj MIDI.

Kickstarter kampaň byla primárně zaměřená na malou, levnou a kompaktní verzi tinyTesla, která je celkem roztomilá. Nicméně používá SSTC technologii (Solid-State Tesla Coil), která sice umožňuje frajeřinky typu tahání oblouku z cívky, ale vlastní blesky jsou relativně malé. Naproti tomu vetší sestřička oneTeslaTS používá DRSSTC (Dual-Resonant Solid State Tesla Coil), kde je laděný i primár. Cívka je navíc celkově větší, takže i blesky jsou celkem slušné (asi 40 cm), na to že se pořád jedná o relativně kompaktní „hračku“.

oneTeslaTS se skládá ze dvou částí – tzv. SD interrupteru, který umí připojit MIDI zařízení nebo přehrát MIDI z klasického MIDI vstup do elektroniky cívky přes optický kabel. Ten má asi 2,5 m a současně zajišťuje perfektní galvanické oddělení řídící elektroniky od vysokonapěťové části. Sama elektronika cívky je celkem jednoduchá, používá výkonné IGBT tranzistory na pasivním chladiči, který tvoří současně spodní stranu celého kompaktního celku a vše je zapouzdřeno do krabičky z plošných spojů. Horní plošňák současně dělá primární vinutí Teslovy cívky.

Objednávka z léta, slibovaná na listopad, dorazila, jak už tomu na Kickstarteru často bývá, s lehkým zpožděním v polovině března. Balení hezké, součástky v pytlíčcích, prostě kit, co je radost stavět. Aktuální návod je potřeba si stáhnout ze stránek oneTesla.

Vše šlo hladce, manuál má drobné nedokonalosti, ale jinak je psán spíš „for dummies“. Na druhou stranu občas pro nezasvěcené chybí nějaká základní zásadní informace, jak si povíme za chvíli.

První nízkonapěťové testy prošly hladce, ale u SD interrupteru jsem narazil na zádrhel. Nevím proč autoři firmware do ATmega328 napsali tak, že zvládá jen úplně obyčejné základní SD karty s formátem FAT, což v kombinaci s velikostí microSD je dost smrtící. Doma jsem prostě neměl jedinou microSD s kapacitou 2GB nebo menší, takže jsem musel něco fofrem objednat na netu. Mezitím jsem zalakoval cívku z vnější strany asi 10 vrstvami Uretanového izolačního laku a pokračoval ve stavbě a v testech s vysokým napětím.

No a tady jsem narazil na první vážný zádrhel. Cívka na nejnižší úroveň chvíli hezky lehce jiskřila, ale pak blesky silně zeslábly a naopak bylo přes akrylátová čela cívky vidět, že se hezky blýská někde uvnitř. Cívku jsem hned vypnula rozdělal, ale pohled dovnitř naplnil moje nejhorší obavy.

Dobrá zpráva sice byla, že mi primár funguje a IGBT jsou v pořádku, nicméně interní oblouk v cívce je průšvih. Právě tady je onen problém manuálu. Sice je psán hodně „polopatisticky“, ale to, že by člověk měl přebytečné dráty zkrátit na minimum a rozhodně je nenechávat uvnitř cívky se píše až na konci, v jiném místě, než kde je konstrukce cívky. Vypadá to, že je nás nešťastníků víc a že toto autoři rychle napraví. Cívku jsem vydřel mosazným kartáčem a pokusil se v co největší míře odstranit všechny uhlíkové částečky. Úplně dokonale to nešlo a tak jsem vše ještě důkladně zalakoval. Přebytečné drátky jsem zkrátil na minimum a umístil je mimo cívku. Pak už základní testy prošly a cívka pěkně blýskala i na maximální výkon, nicméně zatím bez hudby.

Abych dostal všechny kontakty mimo cívku, pomohl mi Pavel Urbančík a bleskurychle mi vytisknul nová čela k cívce, která mají větší odsazení od vlastní cívky a všechny kovové části včetně šroubů pro uchycení a spojky při připájení drátku jsou mimo plochu cívky.

Nicméně po jejich osazení mi přišlo, že jsou blesky cca o 1/3 menší. Je to bezpečné, ale vypadá to na méně legrace. Rozhodl jsem se tedy prozatím vrátit zpět čela původní a uvidím, jestli se mi bude vytvářet při různých experimentech interní oblouk nebo ne.

Mezitím mi přišly menší microSD karty a tek jsem pokročil i s SD interrupterem. Přes použití menších, a dle diskusí na fóru kompatibilních, karet, se soubory na kartě stále nenačítaly. microSD slot je jedinou SMD součástkou celé konstrukce a už ve stavebnici byl jako jediný osazen na desce. Je pravda, že se mi už ve chvíli, kdy jsem vše vybaloval a kontroloval, pájení microSD slotu moc nelíbilo. Nicméně přes okénka je vidět jen částečně a tak jsem autorům věřil. Teď jsem svoji důvěru ztratil, microSD slot opatrně rozebral, vše znovu propájel a složil dohromady. A dobře jsem udělal, microSD karta hned naběhla. Tím bylo vše vyřešeno a mohl jsem se pustit do muzicírování.

Nutno říci, že oneTeslaTS hraje pěkně nahlas. Blesky jsou parádní, dlouhé cca 40 cm a kraválu je dost až na ulici. Je potřeba počkat na večer nebo noc, ve dne blesky moc vidět nejsou. Legrace se ještě dá zvětšit, pokud v okolí blesků umístíte, nebo klidně i držíte v rukou, klasickou zářivku nebo zářivkovou náhradu žárovky. Ta pak pěkně bliká do rytmu blesků a hudby.

Z hračky jsem nadšený, parády je to kopec. Jsem zvědavý, zda vydrží nebo mi začne zase probíjet dovnitř. V tom případě už mám připravené prodloužená čela a holt blesky budou o fous menší. Také mám raději připravené náhradní IGBT tranzistory. Elektronika se dost hřeje a není radno ji provozovat v kuse příliš dlouho. Také se těším, že vyzkouším MIDI výstup přímo z nějakých 8-bitů. Mám kartu pro Sharp MZ-80 a Roland CMU-800 a to by určitě stálo za vyzkoušení.