Стабилизатор температуры жала бытового паяльника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Технологии радиолюбителя

 Комментарии к статье

Это несложное для повторения устройство обеспечивает стабильность заданной регулятором (переменным резистором) температуры стержня электропаяльника при изменениях сетевого напряжения. В качестве датчика температуры применена миниатюрная лампа накаливания.

Предлагаемое вашему вниманию устройство - это результат желания автора получить качественные паяные соединения бытовым электропаяльником, рассчитанным для работы от сетевого напряжения 220 В при его колебаниях. На стержне паяльника закреплен датчик температуры, по сигналам с которого устройство поддерживает температуру нагрева стержня на заданном уровне.

Рис. 1. Схема стабилизатора (нажмите для увеличения)

Схема стабилизатора приведена на рис. 1. Стабилизатор состоит из двух узлов: измерительного и регулирующего, которые гальванически развязаны сетевым трансформатором Т1 и оптроном U1. Измерительный узел собран на ОУ DA2, включенном как компаратор, и получает питание от вторичной понижающей обмотки сетевого трансформатора. Переменное напряжение с нее выпрямляется диодным мостом VD1, сглаживается конденсатором С3 и далее стабилизируется на уровне +12 В микросхемой DA1 - параллельным стабилизатором напряжения.

Напряжение на инвертирующем входе ОУ DA2 определяется делителем из резисторов R7, R8 и лампы накаливания EL1, ток через который около 3 мА задан резисторами R7, R8. Как известно, с изменением температуры сопротивление нити накаливания меняется. Это свойство и позволило применить лампу как датчик температуры (далее датчик), закрепив его на стержне паяльника. Температура нагрева стержня паяльника регулируется переменным резистором R6, включенным в цепь другого резистивного делителя R3R4R5. Оба делителя образуют измерительный мост. Пределы регулировки температуры устанавливают резистором r4.

При изменении температуры датчика происходит разбаланс моста и на выходе ОУ DA2 напряжение изменяется. Выход ОУ (вывод 6) управляет светодиодом HL1 и оптроном U1 регулирующего узла, собранного на мощном полевом транзисторе VT1. Оптрон управляет напряжением затвор-исток полевого транзистора VT1. Когда температура датчика возрастает, его сопротивление увеличивается и на выходе ОУ появляется напряжение низкого уровня, светодиод HL1 гаснет, сигнализируя о повышении температуры выше заданного переменным резистором R6 порога, а излучающий диод оптрона U1 включается, открывая его фототранзистор. Открытый фототранзистор замыкает выводы затвора и истока полевого транзистора VT1, его канал закрывается, и на нагреватель паяльника поступают только половины периода напряжения сети через встроенный в транзистор диод.

Стержень паяльника и датчик начинают остывать. Через некоторое время снижение температуры датчика приводит к появлению напряжения высокого уровня на выходе ОУ светодиод HL1 загорается, сигнализируя теперь о температуре ниже заданного порога, а излучающий диод оптрона выключается. Транзистор VT1 открывается напряжением 12 В на затворе, и на нагреватель подается полное напряжение сети. Стержень паяльника начинает нагреваться. Далее процесс повторяется. Напряжение на стабилитрон VD2 для открывания полевого транзистора VT1 подается от сети через выпрямительный диод VD3 и гасящий резистор R12. Конденсатор С5 - сглаживающий.

Рис. 2. Чертеж печатной платы

Чертеж печатной платы представлен на рис. 2. Она выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита и помещена в корпус от маломощного блока питания на место изъятой из него платы выпрямителя со сглаживающим конденсатором и движковым переключателем. Сетевой трансформатор блока питания использован в качестве трансформатора Т1. Все резисторы установлены перпендикулярно плате. Под ось переменного резистора R6, выступающую наружу, в корпусе просверлено отверстие. Электрическое соединение платы с нагревателем и датчиком выполнено через разъем ОНЦ-ВГ-11-6/16 (номера его контактов показаны на рис. 2). Для разъема в корпусе сделано соответствующее отверстие. Сам разъем на схеме не показан. Транзистор VT1 закреплен вне платы на теплоотводе - медной пластине размерами 90x12x1 мм, изогнутой буквой "П" вокруг трансформатора. При мощности паяльника не более 25 Вт теплоотвод не требуется. Варистор RU1 монтируют непосредственно на выводах транзистора VT1.

В качестве датчика применена малогабаритная лампа накаливания серии DL1250 (напряжение - 12 В, ток - 50 мА) размерами 3,2x6 мм с длиной выводов 25 мм. В холодном состоянии сопротивление нити - около 30 Ом. При температуре 200...230 °С - около 50 Ом. Токоподводящие жаропрочные провода диаметром 0,2...0,25 мм и длиной 250 мм, подверженные воздействию высокой температуры, изготовлены из константановой проволоки и проложены вдоль корпуса паяльника. Соединение проводов с лампой выполнено сваркой, иначе температура стержня со временем будет "плавать". Проволоку для проводов можно смотать с мощных низкоомных резисторов ПЭВ, С5-35. Подойдет и провод из нихрома, но у него в два раза выше удельное сопротивление и его труднее надежно присоединить. Сваренные выводы изолируют отрезками фторопластовой трубки от провода МГТФ и обматывают фторопластовой лентой ФУМ-О (PTFE) для сантехработ. Далее крепят, обматывая этой же лентой, прижатую к стержню нагревателя лампу-датчик, и в двух-трех местах вдоль корпуса - токоподводящие провода. На медном стержне паяльника для лампы желательно сделать небольшую выемку. Особое внимание следует обратить на надежность электроизоляции токоподводящих проводов и мест сварки от корпуса.

ОУ LM301A - общего применения, заменим, например, на КР140УД7, К153УД2, LM741. Параллельный стабилизатор TL431 можно заменить стабилитроном КС212Ж, КС212В или его импортным аналогом. Транзистор VT1 на рабочее напряжение не менее 500 В заменим на MTP6N60, BUZ90 или отечественные серий КП707, КП726.

Варистор RU1 допускается не ставить. Диодный мост W08M можно заменить собранным из отдельных маломощных диодов, например, 1N4148, КД521А. Оксидные конденсаторы - импортные, С2, С4 - керамические КМ. Резистор R6 - СП4-1. Постоянные резисторы - любые выводные. Лампу DL1250 допустимо заменить на DL1265 с номинальным током 65 мА при напряжении 12 В (см. ниже).

Рис. 3. Внешний вид стабилизатора

Внешний вид собранного стабилизатора показан на рис. 3.

Налаживание стабилизатора проводят в следующей последовательности. Движок переменного резистора R6 устанавливают в нижнее по схеме положение, а вместо резистора R8 временно подключают реостатом переменный (или подстроечный) резистор сопротивлением 3 кОм. При включении стабилизатора в сеть светодиод HL1 не должен светиться. Далее уменьшают сопротивление временно подключенного переменного резистора до включения светодиода. Измеряют сопротивление введенной в цепь части резистора и впаивают вместо него постоянный резистор близкого сопротивления. После этого, в случае необходимости, подбирают резистором R4 желаемый интервал температуры нагрева. На сопротивление датчика температуры помимо нити накала лампы, особенно при ее замене, оказывают влияние и соединительные провода, поэтому сопротивления резисторов R4, R8 могут несколько отличаться от указанных на схеме.

Стабилизатор испытан в работе с паяльниками мощностью 25, 40 и 90 Вт. Нестабильность температуры составила 15...20 ^оС. В основном она зависит от качества теплового контакта между баллоном лампы-датчика и стержнем паяльника. У автора стабилизатор с паяльником мощностью 25 Вт эксплуатируется уже не один год. Необходимости в подстройке температуры практически не возникает.

Наличие датчика в стеклянном баллоне, смонтированном на стержне паяльника, требует, конечно, соблюдения некоторой осторожности при работе во избежание его механического повреждения. Желательна специальная подставка.

Автор: А. Звирбулис

Смотрите другие статьи раздела Технологии радиолюбителя.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Пора летать на водороде 15.07.2007 Ученые из ЕС получили грант в 2,9 млн. евро на разработку водородного самолета. Топливные элементы уже достаточно хорошо разработаны, и пора найти им новое применение. Чтобы сделать самолет на топливных элементах, нужно полностью переделать всю его двигательную часть: вместо обычного двигателя поставить электрический, который и станет вращать моторы полностью электрического самолета. Основные преимущества такого вида транспорта - отсутствие вредного выхлопа и низкий уровень шума. Последнее особенно важно для местных европейских авиалиний: малошумный самолет сможет взлетать и садиться вблизи любых населенных пунктов и днем, и ночью. Ныне так делать нельзя, поскольку в странах ЕС действуют жесткие нормативы на уровень шума, особенно в ночное время. Правда, полет на самолете, на борту которого расположен бак с водородом - удовольствие не для слабонервных, ведь этот газ просачивается даже сквозь металл и взрывается, достигнув концентрации гремучей смеси. Поэтому, как рассказывают участники полета на отечественном водородном самолете, в голове постоянно присутствует мысль: сработают ли датчики, которые должны фиксировать утечку водорода из бака?

Другие интересные новости:

▪ 64-слойные чипы 3D NAND 512 Гбит

▪ Больше мозг - выше риск психических заболеваний

▪ Электростимуляция мозга улучшает когнитивные способности

▪ Новый камуфляжный материал против тепловых камер

▪ Выращивение зубов непосредственно во рту

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Люкс - единица измерения освещенности. Искусство видео

▪ статья Кто из американских президентов был изобретателем? Подробный ответ

▪ статья Персонал операционных блоков. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна 5/8l на 27 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Источники питания для MP3 плеера и игровой приставки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025