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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Новое применение винограда 25.05.2018 Французские ученые из Университета Клермона предложили уникальный метод, при помощи которого можно добиться улучшения качества пластмассы органическим способом, изготавливая экологически чистый пластик. Специалисты использовали отходы винограда сорта Pinot noir - листья, ветки и косточки, размещая их в микроволновую печь, где на протяжении 20 минут ингредиенты подвергались высушиванию. На производстве во время изготовления пластмассы для того, чтобы продукт не разрушался добавляется специальный, содержащий антиоксиданты, стабилизатор. Ученые объясняют, что избежать фотоокисления можно благодаря светостабилизаторам, а антиокислители необходимы для предотвращения термоокислительных процессов. Виноград имеет в своем составе химические соединения, называемые полифенолами. Именно они служат природными антиоксидантами, предупреждающими химические процессы, во время которых материал разрушается из-за того, что молекула теряет свои электроны. В результате высушивания виноградных отходов в микроволновой печи, ученые извлекли порошок, имеющий светло-коричневый цвет, в котором содержались полифенолы. После чего его соединили с расплавленным полипропиленом, который обычно применяется в процессе изготовления посуды одноразового или многоразового использования. Исследователи провели тестирование готового материала. Пластик проверили на прочность: применяя воздействие ультрафиолетовых лучей, направляли сильные воздушные потоки, а также отправляли в печь с 80 и 90-градусной температурами. Специалисты отметили, что пластиковый материал с использованием виноградных полифенолов смог продержаться 27 часов в камере светового старения. В то время как пластик без стабилизатора продержался на 2 часа меньше.

Другие интересные новости:

▪ Компактная камера Nikon Coolpix S810c на Android

▪ Быстрая смена аккумуляторов электрокаров Tesla

▪ Медицинские маски с нанослоем меди

▪ Мусоропровод для спасения при пожаре

▪ Компактная система Axiomtek AIE100-903-FL-NX

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструмент электрика. Подборка статей

▪ статья Моральное перевооружение. Крылатое выражение

▪ статья Что такое баньян? Подробный ответ

▪ статья Трелевка леса тракторами. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Игра Веришь - не веришь? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Четыре фишки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026