Термостабілізатор жала паяльника. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Технології радіоаматора

 Коментарі до статті

Автор пропонує доступний для повторення пристрій для підтримки оптимальної температури жала паяльника шляхом вимірювання опору нагрівача під час короткочасних відключень від мережі.

На сторінках радіотехнічних журналів неодноразово публікувалися різні пристрої управління температурою жала паяльника, що використовують нагрівач паяльника як датчик температури і підтримують її на заданому рівні. При найближчому розгляді виявляється, що всі ці регулятори є лише стабілізаторами теплової потужності нагрівача. Вони, звичайно, дають певний ефект: менше вигоряє жало і паяльник не так сильно перегрівається, поки лежить на підставці. Але це ще далеко до керування саме температурою жала.

Розглянемо коротко динаміку теплових процесів у паяльнику. На рис. 1 представлені графіки зміни температури нагрівача та жала паяльника з моменту вимикання нагрівача. На графіках видно, що в перші частки секунди різниця температур настільки велика і непостійна, що температуру нагрівача в цей момент ніяк не можна використовувати для точного визначення температури жала, а саме так працюють раніше опубліковані регулятори, в яких нагрівач використовують як датчик температури. З рис. 1 видно, що криві залежності температури жала і нагрівача від часу його вимикання тільки через дві і більше три-чотири секунди досить зближуються для того, щоб з достатньою точністю інтерпретувати температуру нагрівача як температуру жала. Крім того, різниця температур стає не лише малою, а й практично постійною. На думку автора, саме регулятор, який вимірює температуру нагрівача через певний час після його відключення, здатний точніше керувати температурою жала.

Мал. 1. Графіки зміни температури нагрівача та жала паяльника з моменту вимкнення нагрівача

Цікаво порівняти переваги такого регулятора з паяльною станцією, яка використовує датчик температури, вбудований у жало паяльника. У паяльній станції зміна температури жала паяльника відразу викликає реакцію пристрою керування, причому підвищення температури нагрівача пропорційно до зміни температури жала. Хвиля зміни температури сягає жалу паяльника через 5...7 з. При зміні температури тиску звичайного паяльника хвиля зміни температури йде від тиску до нагрівача (при близьких теплодинамічних параметрах - 5...7 с). Його вузол управління спрацює через 1...7 з (це залежить від встановленого температурного порога включення) і підніме температуру нагрівача. Зворотна хвиля зміни температури досягне жала паяльника через ті ж 5...7 с. Звідси випливає, що час реакції звичайного паяльника, що використовує нагрівач як датчик температури, в 2 ... 3 рази більше, ніж у паяльника паяльної станції з датчиком температури, вбудованим в жало.

Очевидно, що паяльна станція перед паяльником, що використовує нагрівач як датчик температури, має дві основні переваги. Перше (незначне) - цифровий індикатор температури. Друге – датчик температури, вбудований у жало. Цифровий індикатор спочатку просто цікавий, а потім регулювання йде все одно за принципом "трохи більше, трохи менше".

У паяльника, що використовує нагрівач як датчик температури, перед паяльною станцією переваги такі:

- блок управління не захаращує простір на столі, оскільки він може бути вбудований у невеликий за розмірами корпус у вигляді адаптера;
- менша вартість;
- блок керування можна використовувати практично з будь-яким побутовим паяльником;
- простота повторення, посильна і радіоаматору-початківцю.

Розглянемо конструктивні особливості паяльників різних конструкцій та потужності. У таблиці представлені значення опорів нагрівачів різних паяльників, де P_w - потужність паяльника, Вт; R_K - Опір нагрівача холодного паяльника, Ом; R_r- - Опір гарячого після прогріву протягом трьох хвилин, Ом. По різниці цих температур видно, що ТКС нагрівачів можуть відрізнятися у 50 разів. Паяльники з великим ТКС мають керамічні нагрівачі, хоч бувають і винятки. Паяльники з малим ТКС - застарілої конструкції з нагрівачами з ніхрому. Необхідно окремо помітити, що в деяких паяльниках може бути вбудований діод – датчик температури, і один паяльник мені попався дуже цікавий: в одній полярності включення ТКС у нього був позитивний, а в іншій – негативний. У цьому опір паяльника треба спочатку виміряти в холодному і гарячому станах для того, щоб підключити його до регулятора в правильній полярності.

Схема регулятора представлена ​​рис. 2. Тривалість включеного стану нагрівача фіксована і становить 4...6 с. Тривалість вимкненого стану залежить від температури нагрівача, конструктивних особливостей паяльника та регулюється в інтервалі 0...30 с. Може виникнути припущення, що температура жала паяльника постійно "хитається" вгору і вниз. Вимірювання показали, що зміна температури тиску під впливом керуючих імпульсів не перевищує одного градуса, і це пояснюється значною тепловою інерційністю конструкції паяльника.

Мал. 2. Схема регулятора

Розглянемо роботу регулятора. За відомою схемою на випрямному мосту VD6, гасять конденсаторах С4, С5, стабілітронах VD2, VD3 і конденсаторі, що згладжує, С2 зібрано джерело живлення вузла управління. Сам вузол зібраний двох ОУ, включених компараторами. На неінвертуючий вхід (висновок 3) ОУ DA1.2 подано зразкову напругу з дільника резистивного R1R2. На його інвертуючий вхід (висновок 2) подано напругу з дільника, верхнє плече якого складається з резистивного ланцюга R3-R5, а нижнє - нагрівача, підключеного до входу ОУ через діод VD5.

У момент включення живлення опір нагрівача знижено і напруга на вході, що інвертує, ОУ DA1.2 менше напруги на неінвертуючому. На виході (висновок 1) DA1.2 буде максимальна позитивна напруга. Вихід DA1.2 навантажений послідовним ланцюгом, що складається з обмежувального резистора R8, світлодіода HL1 і вбудованого в оптрон U1 випромінюючого діода. Світлодіод HL1 сигналізує про включення нагрівача, а випромінюючий діод оптрона відкриває вбудований фотосимістор. Випрямлена мостом VD7 напруга мережі 220 надходить на нагрівач. Діод VD5 буде закритий цією напругою. Високий рівень напруги з виходу DA1.2 через конденсатор СЗ впливає на вхід, що інвертує (висновок 6) ОУ dA 1.1. На його виході (висновок 7) виникає низький рівень напруги, яке через діод VD1 і резистор R6 зменшить напругу на вході, що інвертує ОУ DA1.2 нижче зразкового. Це забезпечить підтримку високого рівня напруги на виході цього ОУ. Такий стан залишається стабільним протягом часу, який задано диференціюючим ланцюгом C3R7.

У міру зарядки конденсатора С3 напруга на резистори R7 ланцюга падає, і коли воно стане нижче зразкового, на виході ОУ DA1. 1 низький рівень сигналу зміниться високим. Високий рівень сигналу закриє діод VD1, і напруга на вході DA1.2, що інвертує, стане вище зразкового, що призведе до зміни на виході ОУ DA1.2 високого рівня сигналу низьким і відключенню світлодіода HL1 і оптрона U1. Фотосимістор, що закрився, відключить міст VD7 і нагрівач паяльника від мережі, а відкритий діод VD5 підключить його до входу ОУ DA1.2, що інвертує. Погаслий світлодіод HL1 сигналізує про відключення нагрівача.

На виході DA1.2 низький рівень напруги буде триматися доти, поки в результаті охолодження паяльника нагрівача його опір не знизиться до точки перемикання DA1.2, заданої, як вже сказано вище, зразковою напругою з дільника R1R2. Конденсатор С3 на той час встигне розрядитися через діод VD4. Далі, після перемикання DA1.2 знову включиться оптрон U1 і весь процес повториться. Час остигання нагрівача паяльника буде тим більшим, чим вище температура всього паяльника і менше витрата тепла на процес паяння. Конденсатор С1 зменшує наведення та високочастотні перешкоди з мережі.

Друкована плата розмірами 42x37 мм виготовлена ​​з однобічно фольгованого склотекстоліту. Її креслення та розташування елементів наведено на рис. 3.

Рис. 3. Креслення друкованої плати та розташування елементів на ній

Світлодіод HL1, діоди VD1, VD4 – будь-які малопотужні. Діод VD5 – будь-якого типу на напругу не менше 400 В. Стабілітрони КС456А1 замінні на КС456А або один стабілітрон на 12 В з максимально допустимим струмом понад 100 мА. Оксидний конденсатор С3 треба обов'язково перевірити на витік. При перевірці конденсатора омметром його опір має бути більшим за 2 МОм. Конденсатори С4, С5 - імпортні плівкові на змінну напругу 250 В або вітчизняні К73-17 на напругу 400 В. Мікросхема LM358P замінна на LM393P У цьому випадку правий за схемою виведення резистора R8 необхідно підключити до плюсової лінії живлення вузла управління, а безпосередньо до виходу DA1 (висновку 1.2). У цьому діод VD1 можна ставити.

Опір резистора R6 повинен вибиратися виходячи з наявного нагрівача. Воно має бути меншим за опір нагрівача в холодному стані приблизно на 10 %. Опір підстроювального резистора R5 вибирають так, щоб інтервал регулювання температури не перевищував 100 ^оДля цього обчислюють різницю опорів холодного і добре прогрітого паяльника і множать її на 3,5. Отримане значення буде опором резистора R5 в омах. Тип резистора – будь-який багатооборотний.

Зібраний блок необхідно налагодити. Ланцюг з резисторів R3-R5 тимчасово замінюють двома послідовно включеними змінними або підстроювальним опором 2,2 кОм і 200...300 Ом. Далі блок із підключеним паяльником включають у мережу. Досягнувши двигунами тимчасових резисторів потрібної температури жала, пристрій відключають від мережі. Резистори відпоюють та вимірюють загальний опір введених частин. З отриманого значення віднімають половину обчисленого раніше опору R5. Це буде сумарний опір постійних резисторів R3, R4, які вибирають з наявних у розпорядженні за найближчим до сумарного значення. У розрив цього резистивного ланцюга можна встановити вимикач. При вимкненні паяльник перейде на безперервне нагрівання.

Для тих, кому потрібний паяльник на кілька режимів паяння, пропоную поставити перемикач та кілька резистивних кіл на різні режими. Наприклад, для м'якого припою та для нормального припою. При розриві ланцюга – форсований режим. Потужність паяльника обмежена граничним струмом випрямного мосту КЦ407А (0,5 А) і оптрона МОС3063 (1 А). Тому для паяльників потужністю понад 100 Вт необхідно встановити потужніший випрямний міст, а оптрон замінити оптоелектронним реле потрібної потужності.

Порівняння роботи різних паяльників спільно з описаним пристроєм показало, що найбільш придатними є паяльники з керамічним нагрівачем з великим ТКС. Зовнішній вигляд одного із варіантів зібраного блоку зі знятою кришкою наведено на рис. 4.

Рис. 4. Зовнішній вигляд одного із варіантів зібраного блоку зі знятою кришкою

Нагадую про техніку безпеки. Будьте уважні, особливо при налагодженні: блок не має гальванічної розв'язки з напругою живлення 220 В!

Автор: Л. Єлізаров

Дивіться інші статті розділу Технології радіоаматора.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Розчинна електроніка 31.10.2013 Електроніка, яку на замовлення Пентагону розробляє професор Джон Роджерс (John A Rogers) з Університету штату Іллінойс в Урбан-Шампейні, буде захищена від вторгнення ззовні. Вона розкладатиметься у присутності води чи іншого каталізатора. Подібна електроніка стане в нагоді в армії, медицині, промисловості та безлічі інших сфер. Джон Роджерс повідомляє про останні успіхи в розробці розчинної електроніки і вважає, що через рік або два біорозкладаються електроніка випробовуватиметься на людях. В даний час вчені вже можуть продемонструвати невелику, розміром з ніготь, мікросхему з кремнію, магнію та шовку, яка за 1 хвилину руйнується при контакті з водою. Після потрапляння крапель води мікросхема починає згортатися в трубочку, після чого транзистори та діоди руйнуються, і електроніка перетворюється на сміття. За 2 години інтегральна схема повністю розчиняється у склянці води. Раніше торік розчинна електроніка була імплантована в тіло піддослідної миші. Імплантат локально виробляв достатньо тепла, щоб вбити бактерії, які викликають післяопераційні інфекції. Через два тижні електронний імплантат розчинився в тілі миші без очевидних побічних ефектів для тварини. На шляху створення розчинної електроніки сьогодні стоять дві проблеми: контрольоване розчинення та біосумісність. З першим моментом все зрозуміло: не хотілося б, щоб радіостанція чи блок керування літальним апаратом несподівано вийшли з ладу у процесі експлуатації. Поки що для ініціації руйнування використовується вода, тобто електроніка може загинути від втрати герметичності корпусу, розриву капсули з водою внаслідок удару БПЛА об землю або, наприклад, по радіокоманді. Біосумісність досягається використанням таких речовин, як оксид цинку або магній, які в невеликій кількості всмоктуються тканинами організму без негативних наслідків. Аналогічним чином розроблені і прототипи акумуляторів, що біорозкладаються. Нова електроніка може зробити невелику революцію у самій концепції застосування електронних пристроїв. Наприклад, різні датчики можна буде скидати в грунт і океан, не побоюючись забруднення навколишнього середовища. У медицині розчинна електроніка може використовуватися контролю стану імплантату (протезу, пересадженого органу). Розчинний чіп може не тільки виявляти перші ознаки відторгнення, а й, наприклад, за допомогою локального нагрівання знищувати бактерії. Через деякий час такий чіп розчиниться безслідно. У більш віддаленій перспективі, на думку Роджерса через 10 років, розчинна електроніка стане звичайною справою. Ми звикнемо до того, що смартфон можна викинути в унітаз, де він повністю розчиниться без шкоди для навколишнього середовища. Медичні аналізи будуть імплантованим чіпом, який зніматиме показання протягом декількох днів, а потім сам собою зникне. У військовій сфері зміни будуть ще суттєвішими: роботи без побоювання вторгатимуться на територію противника, розвідувальні БПЛА почнуть частіше залітати у повітряний простір інших держав, а мережеві технології на полі бою набудуть ще більшого поширення.

Інші цікаві новини:

▪ Рубіновий шоколад

▪ Телефон-мікроскоп

▪ Розумний годинник від Samsung

▪ Материнська плата MSI 990FXA Gaming

▪ Постріли в печері визначать її розміри

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електроживлення. Добірка статей

▪ стаття Де б не працювати, аби тільки не працювати. Крилатий вислів

▪ стаття Чи можуть собаки діагностувати рак на ранніх стадіях і як? Детальна відповідь

▪ стаття Котовник угорський. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Блок запалення для мотоцикла Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Цифровий автомат-регулятор кута O3. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024