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:

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 Самое мощное стабильное магнитное поле 19.08.2022 Ученые из Китайской академии наук в своей Лаборатории сильного магнитного поля смогли побить мировой рекорд, достигнув силы стабильного магнитного поля в 45,22 тесла. Это в 45 тысяч раз мощнее, чем магнитное поле обычного магнита на холодильнике. Китайским ученым удалось побить предыдущий рекорд самого сильного стабильного магнитного поля, который достигли американские ученые из Национальной лаборатории сильного магнитного поля, США в 1999 году. Тогда ученые с помощью своего гибридного магнита достигли мощности магнитного поля в 45 тесла. И американские, и китайские физики продолжают свою работу по усовершенствованию гибридных магнитов для создания мощных стабильных магнитных полей. Гибридный магнит использует два разных способа создания магнитного поля: с помощью внешнего сверхпроводящего кольца и внутреннего магнита Биттера. Используя эти две технологии можно создавать сильнейшие стабильные магнитные поля. Еще в 2016 году китайские физики приблизились к показателю американцев и создали магнитное поле силой в 40 тесла. С тех пор они стремились побить рекорд американцев и это у них получилось. "Чтобы достичь результата в 45,22 тесла для стабильного магнитного поля, мы изменили структуру магнита и создали новые материалы, а также оптимизировали работу гибридного магнита", - пояснил Гуанли Куанг из Китайской академии наук. Для достижения стабильного магнитного поля силой в 45,22 тесла, китайскому магниту потребовалась потребляемая мощность в 26,9 мегаватта. По этому показателю китайские физики также обошли американцев, ведь те достигли силы магнитного поля в 45 тесла при потребляемой мощности магнита в 30 мегаватт. "Наш гибридный магнит создает магнитное поле, которое улучшает условия для экспериментов ученых, которые проводят исследования в области материаловедения, а также этот магнит будет играть ключевую роль в исследованиях магнитных полей разной мощности", - отметил Куанг.

Другие интересные новости:

▪ Слепые увидят мир через звук

▪ Любая одежда станет компьютером

▪ Умные часы от Samsung

▪ CY25200ZZC - микросхема программируемого генератора тактовых частот

▪ Сетевое хранилище TerraMaster F5-221

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Марри Гелл-Манн. Биография ученого

▪ статья Когда один момент был равен полутора минутам? Подробный ответ

▪ статья Работа на высоте. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Простые вибраторные КВ антенны и возможности их модернизации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Контактные соединения сборных и соединительных шин, проводов и грозозащитных тросов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026