Термостабилизатор для паяльника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Технологии радиолюбителя

 Комментарии к статье

Автор этой статьи предлагает очень интересную идею - использовать в качестве термодатчика системы стабилизации температуры жала электропаяльника его нагревательную обмотку. Реализация идеи позволяет термостабилизировать паяльник без его переделки. Устройство можно использовать для стабилизации температуры и других нагревательных приборов.

Те радиолюбители, которые пользуются электропаяльниками заводского изготовления, для регулирования температуры их жала обычно применяют ручной регулятор мощности, а не термостабилизатор. Оно и понятно, ведь для термостабилизатора требуется установить на паяльник термодатчик, что влечет за собой изменение его конструкции. Термостабилизаторы используют обычно совместно с низковольтными электропаяльниками, часто изготовленными самостоятельно.

Если же нет возможности или желания делать паяльник с термодатчиком, можно воспользоваться простым способом, не требующим какой-либо доработки готового паяльника. Идея заключается в том, что датчиком температуры служит нагревательный элемент паяльника.

Известно, что электрическое сопротивление чистых металлов прямо пропорционально абсолютной температуре, поэтому, измеряя сопротивление, можно судить о температуре. Хотя сопротивление проводников, применяемых для нагревательных элементов, зависит от температуры меньше, такой подход применим и здесь. В рассматриваемом случае удобно измерять температуру нагревательного элемента по потребляемому им току.

К достоинствам предлагаемого метода стабилизации температуры можно отнести простоту реализации, более быстрое разогревание паяльника (по сравнению с регулятором мощности) и достаточную для радиолюбительской практики стабильность температуры жала. Недостаток - необходимость индивидуальной подстройки под мощность конкретного паяльника.

Принципиальная схема термостабилизатора, реализующего указанную выше идею, изображена на рис. 1.

Регулирование температуры нагревателя происходит в результате изменения числа подаваемых на него полупериодов сетевого напряжения. Выходной узел устройства, который обеспечивает включение тринистора в моменты перехода сетевого напряжения через нуль, построен по рекомендациям статьи А. Леонтьева и С. Лукаша "Выходной узел регулятора мощности" в "Радио", 1993, № 4, с. 40,41. Температуру стабилизации задают резистором R4. Она может быть установлена в пределах примерно 20...100% от максимальной. Устройство рассчитано на совместную работу с паяльником мощностью 30 Вт на напряжение питания 220 В. Об использовании термостабилизатора с нагрузкой другой мощности сказано ниже.

Рассмотрение работы термостабилизатора начнем с момента, когда тринистор VS1 открыт. Временные диаграммы, отражающие работу устройства, показаны на рис. 2.

Выпрямленное диодами VD1 -VD4 напряжение сети создает пульсирующий ток через нагревательный элемент Rн паяльника и резисторы R1 и R2. Значение этого тока определяет в основном сопротивление Rн, так как оно значительно больше, чем R1+R2. При этом напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA1 имеет амплитуду около 3 В.

Компаратор, выполненный на операционном усилителе DA1, сравнивает это напряжение с напряжением, снимаемым с движка переменного резистора R4. На выходе компаратор формирует прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от того, насколько напряжение на резисторах R1 и R2 превышает напряжение, снимаемое с движка резистора R4.

По мере разогревания паяльника ток через его нагреватель уменьшается, следовательно, уменьшается падение напряжения на резисторах R1 и R2 и импульсы на выходе компаратора становятся короче. Компаратор DA1 управляет работой транзистора VT1. Стабилитрон VD6 необходим для закрывания транзистора на время низкого уровня на выходе компаратора.

Когда транзистор VT1 закрыт, конденсатор C3 заряжается через резисторы R11 и R12. Напряжение высокого уровня на выходе компаратора открывает транзистор VT1, и конденсатор C3 разряжается через резистор R12. Таким образом, напряжение на этом конденсаторе зависит от скважности импульсов на выходе компаратора. До тех пор, пока напряжение на конденсаторе меньше порога переключения элемента DD1.3, разрешена работа выходного узла.

В моменты, когда сетевое напряжение близко к нулю, элемент DD1.3 формирует прямоугольные импульсы. Дифференцирующая цепь C4R14 и элемент DD1.4 укорачивают эти импульсы, а эмиттерный повторитель на транзисторе VT2 усиливает их по току. В начале полупериода сетевого напряжения они открывают тринистор VS1.

По мере увеличения температуры паяльника уменьшается амплитуда напряжения на резисторах R1 и R2 и в некоторый момент длительности импульсов на выходе компаратора станет недостаточно для разрядки конденсатора до порога переключения логического элемента DD1.3. В результате выходной узел отключит паяльник.

В таком состоянии устройство могло бы находиться неограниченно долго. Но для контроля температуры необходимо протекание тока через нагревательный элемент, поэтому в термостабилизатор введен генератор на элементах DD1.1 и DD1.2. Он формирует импульсы длительностью около 0,1...0,2 с и частотой примерно 1 Гц.

Импульсы с выхода генератора через резистор R10 поступают на базу транзистора VT1 и открывают его, конденсатор C3 разряжается и выходной узел подает напряжение на паяльник. Если за время паузы паяльник успел хоть немного остыть, то после спада импульса генератора не будет происходить отключения паяльника до тех пор, пока температура жала не поднимется до заданной.

В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечный R2 - СП5-14, переменный R4 - СП2-2-0,5. Конденсаторы С1, C3, С4 - из серии КМ, оксидный С2 - К50-35. Микросхема К561ЛЕ5 заменима на К1561ЛЕ5. Можно использовать и К564ЛЕ5, но потребуется коррекция печатной платы. Компаратор можно собрать на ОУ К544УД1, К544УД2 с любым буквенным индексом. Вместо КС133А подойдет любой стабилитрон на напряжение стабилизации 3,3...5,6 В. Транзисторы - любые из серий КТ315, КТ342, КТ3102.

Термостабилизатор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы показан на рис. 3.

Плату устанавливают в прочную коробку из изоляционного материала. На переднюю панель выводят ручку переменного резистора R4 и гнезда Х1. Пластиковая ручка резистора R4 должна быть механически и электрически прочной. Следует помнить, что все детали устройства находятся под напряжением сети.

Для налаживания удобно использовать светодиодный индикатор, схема которого показана на рис. 4. Индикатор включают последовательно с паяльником.

Движок резистора R2 устанавливают в крайнее левое по схеме положение, а движок резистора R4 - в нижнее, что соответствует заданию максимальной температуры нагревателя. Включают термостабилизатор, при этом светодиод индикатора должен уверенно светить. При отсутствии свечения необходимо подобрать резистор R5 меньшего сопротивления. Через некоторое время, когда паяльник разогреется до максимальной температуры, перемещают движок резистора R2 вправо по схеме до тех пор, пока светодиод не начнет мигать. Если этого не удалось добиться, следует увеличить сопротивление резистора R5 и повторить описанную процедуру.

После установки максимальной температуры дают паяльнику остыть и проверяют нижний предел регулирования резистором R4. Для удобства пользования шкалу регулятора можно проградуировать.

Сопротивление резисторов R1 и R2 должно быть таким, чтобы напряжение на неинвертирующем входе OY DA1 находилось в пределах 2,5...3,5 В. Сопротивление резисторов R4 и R5 выбирают так, чтобы напряжение на движке резистора R4 можно было изменять от значения, соответствующего падению напряжения на резисторах R1 и R2 при холодном паяльнике до падения напряжения на этих резисторах при разогретом.

Устройство можно использовать не только для стабилизации температуры жала паяльника, но и в других случаях, когда применяются электрические нагреватели. Важно лишь обеспечить хороший тепловой контакт между нагревателем и нагреваемой средой.

Автор: М.Козлов, г. Набержные Челны, Татарстан

Смотрите другие статьи раздела Технологии радиолюбителя.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Кожа из кактусов 10.07.2020 Двое предпринимателей из Мексики, выступающие за бережное отношение к животным, научились производить кожу из кактусов. Адриан Лопес Веларде и Марте Касареза работали в индустрии моды и мебели. Однажды они решили пересмотреть процесс производства материала, сделав акцент на экологичность. Мужчины стали рассматривать кактусы в качестве сырья, поскольку эти растения неприхотливые, эластичные, прочные, им не требуется много воды. "Веганская" кожа получается следующим образом: кактусы срезают, чистят, делают из них пюре, сушат на солнце в течение трех дней, а после обрабатывают по запатентованной формуле. Материал получается очень устойчивым, не содержащим токсичных химических веществ, а выглядит как натуральная кожа.

Другие интересные новости:

▪ 2,5-дюймовые накопители Transcend SSD250N для сетевых хранилищ

▪ Микромощный дифференциальный усилитель LT1990

▪ Пивоварение в космосе

▪ Динамические головки с применением бамбука и аналога опала

▪ ЖК-телевизоры DELL и HEWLETT-PACKARD в OEM-исполнении ASUS

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Время работает на нас. Крылатое выражение

▪ статья Что такое память? Подробный ответ

▪ статья Схемы протравливания нагруженной веревки. Советы туристу

▪ статья Варианты J-антенны от DH1NAW. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Стационарные, передвижные, комплектные переносные испытательные установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025