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:

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 Кофе без кофейных зерен 02.01.2020 Американский стартап, изучив химический состав кофейных зерен, создал первую в мире кофе, для приготовления которой они не нужны. Изучив химический состав различных видов кофе, ученые смогли воссоздать его ключевые элементы, а именно запах, цвет, консистенцию и оставили кофеин. Они решили только забрать горечь, поскольку подавляющее большинство кофеманов перебивают ее сахаром или сливками. Кофе без кофейных зерен не наносит вреда экологии, как это делает традиционное кофе. Спрос на него увеличивается из года в год, а это значит, что посевы зерен расширяются и вредят окружающей среде. В продаже новый вид кофе появится уже в 2020 году в Сиэтле.

Другие интересные новости:

▪ Эмоции отличаются по цвету лица

▪ Тест систем автоматического торможения в автомобилях

▪ Стекло, генерирующее солнечную энергию

▪ Витамины группы В с Омега-3-жирными кислотами замедляют старение мозга

▪ Города станут чище

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Таблетки украсят светильник. Советы домашнему мастеру

▪ статья Как сказка о Золушке стала реалией русской истории XVII века? Подробный ответ

▪ статья Вырубание зубьев на полотнах. Домашняя мастерская

▪ статья Окрашивание лаков и политур. Простые рецепты и советы

▪ статья Реверсирование двигателей переменного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025