Резисторный паяльник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Технологии радиолюбителя

 Комментарии к статье

Паяльник - основное "орудие труда" радиолюбителя А учитывая широкое использование весьма "нежных" полевых транзисторов и КМОП-микросхем, к нему предъявляются весьма жесткие требования.

Наиболее распространенный нагревательный элемент паяльника - нихромовая спираль, изолированная от стержня тонкой слюдяной трубочкой. У слюды очень большая диэлектрическая проницаемость (недаром слюдяные конденсаторы считаются самыми лучшими), поэтому все высоковольтные наводки, поступающие на спираль паяльника по проводам питания, практически беспрепятственно проходят на его жало. Если при этом жало паяльника касается дорожки, к которой припаян полевой транзистор (что бывает весьма часто), "жизнь" этого транзистора - в большой опасности. Еще один недостаток подобных паяльников - малая прочность (даже слабые боковые усилия при выпайке элементов, не говоря уже про удары, могут вывести его из строя).

Очевидно, что постоянно работать таким паяльником неудобно. Поэтому многие радиолюбители идут на различные ухищрения:

• питают паяльник пониженным напряжением (12...36 В). Такое напряжение безопасно для полевых транзисторов, но для паяльника требуется свой источник с соответствующим напряжением;
• увеличивают толщину диэлектрика (слюды), что ухудшает передачу тепла от нагревательной спирали к жалу паяльника;
• используют в качестве нагревательного элемента другие материалы.

Именно по последнему пути я и решил пойти. Наверняка все видели мощные отечественные резисторы серии ПЭВ. Так вот, это готовые нагревательные элементы для паяльника мощностью 30...60 Вт! Остается только недоумевать, почему в литературе редко встречаются описания паяльников на их основе. Ведь мощные резисторы рассчитаны на значительные перегревы. Они безболезненно выдерживают нагрев до 500...600°С, а это в несколько раз больше температуры плавления припоя. Облегчает такое "нестандартное" использование резисторов и то, что у резисторов ПЭВ-7,5 внутреннее отверстие диаметром 5 мм. т.е. такого же диаметра, как и жало стандартного 40-ваттного паяльника. Толщина керамического диэлектрика резистора - около 3 мм, это не идет ни в какое сравнение со слоем слюды толщиной 8 доли миллиметра.

Как показала практика, вывести чувствительные элементы из строя таким паяльником, даже при его питании от сети 220 В, практически невозможно. К тому же, используя резистор, можно забыть и про пробой диэлектрика (со "слюдяными" паяльниками это случается весьма часто). Еще один плюс "резисторного" паяльника - большой ряд номиналов (сопротивлений) резисторов, так что подобрать нужный не составит труда, а при выходе нагревателя из строя можно просто поменять резистор.

Для переделки отлично подходят промышленные 40-ваттные паяльники (рис.1), хотя корпус несложно наготовить и самостоятельно. Единственная трудность, которая может возникнуть - диаметр резистора ПЭВ-7,5 (такой резистор может длительное время рассеивать мощность до 50 Вт, нагреваясь при этом до температуры выше 500°С) чуть больше металлического держателя жала стандартного паяльника. Если он изготовлен из свернутой в трубку металлической пластины, ее придется слегка расширить (развернуть) со стороны жала, чтобы резистор "пролез" в нее (сплошную трубку придется разрезать по длине). Держится резистор в трубке за счет трения, причем очень надежно. Трубку с резистором нужно повернуть так, чтобы выводы резистора торчали вверх - тогда они не так сильно мешают работе.

Рис. 1

Припаивать к выводам резистора провода бессмысленно - выводы нагреваются практически до той же температуры, что и сам резистор, т. е. выше температуры плавления припоя. Лучше всего взять специальные штекеры, которые используются в автомагнитолах, холодильниках и прочей бытовой технике, где требуется без пайки обеспечить надежные контакты. Провода от резистора вставляются в отверстия трубки-держателя возле самой ручки (температура там не очень велика и безопасна для изоляции проводов), и затем через ручку выводятся наружу, как обычно.

Для паяльника на 40 Вт, работающего от автомобильного аккумулятора, сопротивление резистора должно быть около 5,1 Ом (на нем будет выделяться мощность около 30 Вт). Это с учетом сопротивления проводов (примерно 1 Ом). При таком сопротивлении паяльник нормально разогрет, если напряжение аккумулятора выше 12 В. и не перегревается при максимальном (14,4 В).

Если паяльник предполагается подключать через автоматический терморегулятор (с термоэлементом, установленным на жале), то сопротивление резистора можно уменьшить до 3,6...4,7 Ом. Тогда и нагреваться он будет быстрее - не 2...3 минуты, а всего секунд 40. А к перегрузкам по току отечественные ПЭВ'ы практически нечувствительны. Для других питающих напряжений сопротивление резистора должно быть другим, как видно из таблицы. Терморегулятор, для повышения КПД и уменьшения нагрева регулирующего элемента, должен работать в импульсном режиме. Тепловая инерция паяльника очень велика, и частота импульсов тока может быть менее 1 Гц. Делать ее слишком большой (более 1 кГц) нежелательно. Хотя емкость между спиралью резистора и жалом паяльника ничтожна, но, как известно, при увеличении частоты емкостное сопротивление уменьшается, и бороться с высокочастотными наводками по проводам питания будет гораздо сложней.

Отечественные резисторы покрыты специальной краской, которая при нагреве темнеет (из зеленой превращается в черную). Бояться этого не нужно, при остывании она снова зеленеет. Описанная конструкция работает у меня больше года, и внешний вид резистора за это время не пострадал. Жало паяльника сильно пригорает к резистору, но этот недостаток присущ и обычным паяльникам. К тому же, его легко выбить, вставив в резистор подходящий стержень. Правда, не слишком старайтесь - керамический корпус резистора сильными ударами легко повредить.

Терморегулятор можно собрать по простейшей схеме (рис.2).

Рис. 2

Из доступных большинству радиолюбителей термодатчиков, здесь лучше всего использовать терморезисторы. Полупроводниковыми датчиками измерять столь высокие температуры нельзя - уже через несколько часов работы их характеристики ухудшаются. От дисковых терморезисторов также стоит отказаться - у них выводы припаяны обычным припоем, и при разогреве паяльника они отваливаются. Хороши трубчатые терморезисторы (корпус как у обычных резисторов МЛТ-0,25, только в два раза длиннее), правда, их довольно сложно закрепить. Начальное сопротивление терморезистора может быть практически любым. При нагреве оно у всех резисторов уменьшается до десятков ом. Перед креплением терморезистора к жалу паяльника, его (жало) желательно обмотать асбестовыми нитками или любым другим термостойким изолятором.

Терморегулятор собран по классической схеме - компаратор напряжения на операционном усилителе DA1.1 и триггер Шмитта на DA1.2. Отличительная особенность микросхемы LM358 - ее способность сравнивать напряжения, по амплитуде близкие к напряжению на отрицательном выводе питания (выводе 4). Большинство других недорогих ИМС в таком режиме "бастуют". Ее можно заменить на украинскую ICPA358P, или на 4-элементные LM324 или КР1401УД2.

Подстроечным резистором R1 регулируется температура жала. При уменьшении его сопротивления температура также уменьшается. Последовательно с R1 желательно включить постоянный резистор сопротивлением около 1 кОм - микросхема "не любит", чтобы на ее входы подавали более 4/5 напряжения питания.

Пока температура жала мала, сопротивление терморезистора R4 довольно большое, напряжение на прямом входе DA1.1 больше напряжения на инверсном, на выходе ОУ - высокий уровень. На выходе DA1 2 - такой же уровень, транзистор VT1 открыт и подает напряжение на паяльник. По мере разогрева последнего сопротивление терморезистора уменьшается, и вскоре напряжения на обоих входах DA1.1 сравняются. Усилитель начнет хаотически переключаться (обратной связи нет, и ввести ее крайне сложно, поскольку обратная связь нормально работает лишь в том случае, когда напряжения на входах ОУ близки к половине напряжения питания, а у нас же они всего на сотни милливольт больше нуля).

Для борьбы с высокочастотными помехами на выходе DA1.1 в схему добавлен триггер Шмитта на усилителе DA1.2. Он переключается в состояние логического "0" только после того, как постоянная составляющая сигнала (любой формы и частоты) на выходе усилителя DA1.1 станет меньше 1/4 напряжения питания, т.е. после того как паяльник разогреется до рабочей температуры. Тогда отключается и транзистор VT1. Некоторое время температура жала паяльника увеличивается за счет тепловой инерции, а напряжение на выходе DA1.1 уменьшается. Потом жало начинает остывать, а напряжение на выходе DA1.1 увеличивается. Как только оно (постоянная составляющая) превысит 3/4 напряжения питания, снова переключается триггер DA1.2 и начинается разогрев паяльника.

Напряжение питания должно быть в пределах 5...20 В, напряжение U2 (на нагрузочном резисторе) может быть любым. Но на него должны быть рассчитаны сам резистор (сопротивление и мощность) и транзистор VT1. При использовании биполярных транзисторов между выходом DA1.2 и базой транзистора нужен резистор сопротивлением 100...470 Ом (чем ниже напряжение, тем меньше сопротивление), эмиттер VT1 соединяется с общим проводом. Оба напряжения могут быть нестабилизированными. Потребляемый ток по цепи U1 не превышает десяток миллиампер.

В устройстве желательно использовать полевые транзисторы, особенно при напряжении U2 меньше 100 В. Тогда транзистор будет холодным, и всю схему можно будет спрятать в ручку паяльника. Биполярному транзистору при таком напряжении нужен небольшой радиатор. Емкость конденсатора C3, для более надежной работы, желательно увеличить. Если невозможно выставить требуемую температуру резистором R1, то сопротивление R3 нужно уменьшить, или, что лучше, подобрать терморезистор R4 с большим сопротивлением.

Автор: А.Колдунов, г.Гродно.

Смотрите другие статьи раздела Технологии радиолюбителя.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Смартфон LG G Pro Lite Dual (D686) 25.10.2013 Компания LG Electronics (LG) объявила о начале поставок в Россию смартфона LG G Pro Lite Dual (D686). Начиная с 21 октября новинку можно приобрести в Москве, затем устройство поступит в продажу и других городах России. Стоимость смартфона в российской рознице равна 12 990 рублей. Спецификации LG G Pro Lite Dual включают 5,5' сенсорный дисплей с разрешением 960х540 точек, двухъядерный процессор MT6577 с тактовой частотой 1 ГГц, 1 Гбайт оперативной памяти, 8 Гбайт флеш-памяти плюс слот для карт памяти microSD, основную 8-Мп камеру с CMOS-сенсором с обратной подсветкой BSI, фронтальную с разрешением 1,3 Мп, батарею емкостью 3140 мАч, стилус и стереодинамики. Кроме того, сообщается об адаптерах беспроводных сетей Bluetooth 3.0, Wi-Fi, ресивере GPS (A-GPS), интерфейсе USB 2.0, а также поддержке двух активных SIM-карт. Смартфон работает под управлением операционной системы Android Jelly Bean 4.1.2 в сетях 3G (HSDPA: 7,2 Мбит/с; HSUPA: 5,76 Мбит/с). Размеры устройства равны 150,2 x 76,9 x 9,48 мм, вес - 161 г, цвет корпуса - черный, белый. LG G Pro Lite Dual обладает целым рядом функций, которыми отличаются топовые модели LG G Pro и G2. В частности, функция KnockON позволяет включить G Pro Lite двойным постукиванием по экрану, QSlide обеспечивает возможность одновременного открытия нескольких приложений в полноэкранном режиме, изменяя размер, положение и прозрачность окон, QuickMemo позволяет быстро делать заметки, а приложение QTranslator переводит слова и предложения, отсканированные с помощью камеры смартфона.

Другие интересные новости:

▪ Миниатюрный ракетный двигатель, работающий на воде

▪ Парализованных крыс излечили

▪ Вымирание вида зависит от размера животных

▪ Мозг предсказывает будущее

▪ Дорожный шум ускоряет старение птиц

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Живая хронология. Крылатое выражение

▪ статья Каким было среднее имя Моцарта? Подробный ответ

▪ статья Охрана труда несовершеннолетних

▪ статья Два световых маячка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Модемы для RTTY и SSTV. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025