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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Температурный датчик TMP107 22.11.2016 Новый температурный датчик TMP107 поддерживает подключение до 32 устройств последовательно. Цепочка из датчиков TMP107 подключается к микроконтроллеру через один однопроводной UART-интерфейс. Каждый датчик имеет уникальный 5-битный адрес, хранящийся в электрически стираемой программируемой памяти (EEPROM). Адрес присваивается в процессе операции автоматического назначения и основан на позиции каждого датчика в цепочке. Расстояние передачи данных по шине UARTможет достигать 300 метров. Между датчиками данные передаются с помощью фирменного протокола SMAART Wire. TMP107 обеспечивает максимальную гибкость использования, позволяя выбирать между пониженным энергопотреблением (например, при работе от батарей) и высокой частотой обновления данных для приложений реального времени. Функция предупреждения TMP107 реализована двумя регистрами для хранения программируемых значений для пониженной и повышенной температуры. После каждого измерения температура сравнивается с значениями из этих регистров. При выходе за границы указанного диапазона датчик посылает соответствующий сигнал, который может быть обработан микроконтроллером или выведен на светодиод предупреждения о тревоге. TMP107 способен считывать температуру с разрешением 0,015625°C и с точностью до +-0,4°C в диапазоне от -20°C до +70°C. Этот датчик идеально подходит для замены NTCи PTC термисторов в приложениях, требующих высокой точности измерений, например, в промышленных, медицинских и природоохранных системах, а также в системах контроля температуры в зернохранилищах. TMP107 в корпусе SOIC-8 и предназначен для использования в температурном диапазоне -55°C до +125°C. Особенности: Высокая точность: +-0,4°C (макс.) при -20°Cto +70°C; +-0,55°C (макс.) при -40°Cto +100°C; +-0,7°C (макс.) при -55°Cto +125°C; Высокое разрешение: 14 бит (0,015625°C); UART-совместимый проводной интерфейс SMAART; Поддержка до 32 последовательных устройств; EEPROM для уникальной адресации, программируемых значений, хранения данных общего назначения; Непрерывная работа и режим отключения для экономии энергии; Режим однократного преобразования для экономии энергии; Программируемые предупреждения; Диапазон температур: -55°C до +125°C; Диапазон напряжения: от 1,7 до 5,5 В; Корпус: SOIC-8. Сферы применения: Рефрижераторы и холодильные камеры; Распределенные измерения температуры; Тепловая защита источников питания и батарей; Серверы и телекоммуникационные системы; Автоматизация зданий; Сельскохозяйственная техника; Медицинские инструменты; Промышленные системы.

Другие интересные новости:

▪ Трехколесный электромобиль

▪ Управление молниями с помощью лазерного луча

▪ Ноутбук HP EliteBook Folio

▪ Прохладные мыши

▪ Гиперзвуковую ракету готовит к испытаниям

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Стеклоочистители. История изобретения и производства

▪ статья Кто такой Коперник? Подробный ответ

▪ статья Ежевика кустистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Простой мегафон с режимом сирены. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Защитит автомат (УЗО). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026