Это простейший мостовой усилитель. В связи с большим разбросом характеристик диодов д7, д 266 при нагреве
регулировочное сопротивление может менятся в очень большом диапазоне. от 10-50 кОм, до 200-300 ком. — зависит от диода,
Диод крепится на жало паяльника, плюсовым выводом обматывается витком вокруг жала и опаивается для термоконтакта.
питание раздельное. через трансформатор, с выходом по переменке 20 вольт. ну мост, и сглаживающий конденсатор сами нарисуете.
Диод и тиристор образуют полууправляемый коммутатор. Когда оптопара не работает, тиристор закрыт — и в нагрузку идет 50% тока.
Схема нормально работает и при разбросе стабилитронов + — 2 вольта. все определяет регулятор.
Но желательно подбирать так что бы оба стабилитрона были равные по напряжению. — этим обеспечивается наибольшая чувствительность.
Работа схемы. когда диод-термодатчик холодный транзистор т1 и т2 полнсотью открыты, питание идет на оптопару, и
тиристор тоже открыт.
когда диод нагревается до 180-200 градусов, его сопротивление резко падает и напряжение на нем становится меньше чем на стабилитроне д3. (т.е. он шунтирует перезод база — эмиттер т1) т1 закрывается , т2 так же закрывается, оптопара обестачивается. тиристор заперт. через диод идет 50% тока. (дежурный подогрев.)
черно-белый рисунок вставляется с глюками, пришлось спрессовать.
Этот регулятор мощности паяльника может регулировать мощность о 1%до 100% методом пропуска полуволн электросети с частотой 50 герц, например 70 полуволн идет на паяльник, а оставшихся 30 пропускается и так периоды повторяются 1 раз в секунду так как частота 50 герц имеет 100 полуволн 50 положительных и 50 отрицательных .
Есть функция быстрого нагрева паяльника в течении времени которое можно менять от 999 до 1 секунды и это значение сохраняется в энерго не зависимой памяти ЕПРОМ до следующего включения в сеть . Есть также возможность менять мощность быстрого разогрева от 0..99% и также это значение сохраняется в ЕПРОМ.
Значения которые выводиться на индикатор:
Ро 70 означает мощность в процентах которая нужна для работы оно меняется переменным резистором.
PF 99 означает быстрый разогрев паяльника во время включения устройства в сеть если обозначение PF мигает значит разогрев идет в данное время, если PF не мигает значит вы вошли с помощью кнопки в настройку максимальной мощности разогрева.
u 999 это настройка максимального времени работы быстрого разогрева паяльника в секундах которое автоматически сохраняется в ЕПРОМ.
t999 это настройка времени работы паяльника в минутах настройка сохраняется в ЕПРОМ. После этого времени оно выключается .
OFF это говорит о выключенном паяльнике по истечении времени, что вы забыли выключить.
Настройка устройства для работы
Настройка мощности быстрого нагрева паяльника
Настройка времени быстрого разогрева
Нажав еще раз на кнопку на индикатор выводиться
Нажав на кнопку последний раз переходим в рабочий режим пальника и на этом настройка кончается.
Если во время настройки долго не нажимать на кнопку то режим настройки отключается и переходит в обычный рабочий режим.
Программирование МК PIC16F873A в программаторе
Нужно записать в программе программатора в первые 5ть ячейки ЕПРОМ значение 01 чтобы они не зашкаливали за пределы допустимого например 01 01 01 01 01.
Теги
Оценить статью
Средний балл статьи: 0
Проголосовало: 0 чел.
Несмотря на обилие в продаже китайских паяльников и паяльных станций с регулировкой температуры многие все еще предпочитают пользоваться паяльниками старого типа отечественного производства. Действительно, современные регулируемые паяльники наряду с несомненными достоинствами имеют ряд существенных недостатков: хрупкость, недостаточная надежность, достаточно высокая цена, а так же, нередко, низкая точность регулировки. Кроме того, такие паяльники мощностью 60 – 100 Вт большая редкость, а иногда требуется паять достаточно массивные детали. Как бы то ни было, но до сих пор немало тех, что пользуются старыми советскими (российскими) паяльниками, добротными с медным жалом. Однако часто требуется, чтобы мощность и температура паяльника регулировались. Ведь кроме необходимости разных работ, в большинстве местностей очень нестабильное сетевое напряжение, как правило, заниженное. Простая регулировка мощности паяльника, например диммером, только понижает входное напряжение, а значит и мощность. Но на практике чаще наблюдается именно заниженное сетевое напряжение.
Для решения указанных задач было разработано устройство для питания стандартного паяльника, предназначенного для работы от 220В. Данное устройство, конечно же не превращает простой паяльник в полноценную паяльную станцию, но значительно повышает удобство пользования оным, предоставляя следующие возможности:
— плавная регулировка напряжения питания паяльника с возможностью цифровой индикации как напряжения, так и выходной мощности;
— удобное управление с помощью двух кнопок;
— возможность как понижения, так и повышения исходного сетевого напряжения;
— поддержание установленных выходных значений при изменении сетевого напряжения в широких пределах;
— форсированный начальный разогрев повышенной мощностью с возможностью регулирования длительности и напряжения этого процесса;
— регулируемое время автовыключения при отсутствии воздействия на органы управления;
— всевозможные защиты от разного рода аварийных ситуаций и выхода входного напряжения и выходного тока за допустимые пределы;
— программная калибровка;
— возможность установки индикатора как с ОА, так и с ОК без всяких других манипуляций;
— малые габариты и вес.
Основные технические характеристики устройства.
Точность поддержания выходного напряжения не хуже:
Перейдем теперь к рассмотрению работы принципиальной схемы.
Собственно паяльник подключен к напряжению примерно 300 Вольт через MOSFET транзистор VT2 типа IRF840, на затвор которого через транзистор VT1 поступает ШИМ сигнал с порта RC2 микроконтроллера (МК) PIC16F73. Данный МК выбран из-за его дешевизны и доступности при достаточных количестве портов и функционалу. У него два основных недостатка: отсутствие памяти EEPROM и лишь 8-разрядный АЦП. Первый преодолен использованием дополнительной микросхемы энергонезависимой памяти (для проверки прибор временно можно включать без него – тогда начальными будут значения по умолчанию), что же касается разрядности АЦП, то в данном применении ее вполне достаточно. Впрочем, МК безболезненно можно заменить на PIC16F873A, лишенный этих недостатков, с некоторым улучшением параметров прибора — прошивка прилагается и для него.
Принцип работы прибора состоит в том, что с помощью кнопок S1 и S2 выбирается требуемое напряжение, а программа вычисляет необходимую скважность ШИМ сигнала внутреннего модуля CCP, включенного в режиме ШИМ так, чтобы при амплитуде импульсов, равном амплитуде сетевого напряжения, на паяльнике действовало требуемое среднеквадратичное напряжение. Транзистор VT1 служит для увеличения открывающего напряжения на затвор VT2 с 5В до 12В. Цепочка R18, VD1 защищает VT1 и остальную часть схемы в случае пробоя VT2. Низкая используемая частота переключения транзистора позволила обойтись без специального усилителя (драйвера) для перезарядки входной емкости VT2 при приемлемом температурном режиме последнего.
Напряжение с резистора R23, пропорциональное току паяльника, поступает на вход AN1 МК. Посредством же входа AN0 МК измеряет высокое входное (примерно равное амплитудному сетевому) напряжение через цепочку R25, R26, R27, C9, R31. Верхнее плечо делителя составлено из двух резисторов для защиты от случайного пробоя одного из них.
На DA1 и R12 организовано опорное напряжение системы АЦП МК. Четырехразрядный светодиодный индикатор подключен к МК непосредственно разрядными выводами и через токоограниченные резисторы — сегментными. Порядок подключения сегментных выводов к портам МК выбран исходя из удобства “разводки” печатной платы. При включении прибора программа определяет тип индикатора (ОА или ОК) с помощью сигнала, поступающего на вход AN2 через R3 посредством специального алгоритма, в соответствии с которым подается положительный потенциал через штатный токоограничивающий резистор на один из сегментов при “нуле” на одном из разрядов, и по падению напряжения делается вывод о том, прямое или обратное включение светодиода получилось. Индикация организована динамическая, в прерываниях от таймера TMR0 с интервалом 4 мс. Частота ДИ равна примерно 63 Гц. Элементы X1, C3, C4 используются в тактовом генераторе МК. Внешняя EEPROM типа 24С02 подключена к портам RC3 и RC4, посредством которых организована программно шина I2C. Резисторы R13 и R14 “подтягивают” шину I2C к +5В. Они должны быть установлены даже при тестировании без DD2, иначе программа “зависнет”!
В дополнение к программному контролю превышения предельных напряжения и тока, прибор имеет еще и аппаратные средства защиты от аварийных ситуаций. Эти цепи собраны на управляемых стабилитронах TL431A DA3 и DA4, включенных в данном случае в режиме компаратора. На DA4 и элементах C8, R28-R30 собрана быстродействующая схема защиты от короткого замыкания в нагрузке. При превышении током паяльника максимального значения более чем на 30%, потенциал на входе RB7 сменяется с высокого на низкий. С данного входа активировано прерывание по изменению уровня, поэтому вышеизложенное событие активирует прерывание и прибор переходит в режим защиты через время менее 200 мкс. Так как ток VT2 еще ограничен в пределах 2-2.5 А резистором R23, благодаря вышеуказанной защите он (VT2) уцелеет с большой долей вероятности. На элементах DA3, R20, R21, C7, R24, VD3 и VD4 организована схема защиты от чрезмерного снижения напряжения питания +12В при низком сетевом напряжении. Такое снижение может привести к недостаточному напряжению открывания на затворе VT2, его перегреву и выходу из строя. При величине этого напряжения ниже 10В, нормально открытый DA3 закрывается, высокий уровень с его катода через диоды VD3 и VD4 воздействует на вход МК, программа интерпретирует это как аварийное превышение сетевого напряжения и прибор переходит в режим защиты. При входном напряжении, близком к нижнему пределу, на резисторе R27 будет примерно 1.2 Вольта. На катоде открытого DA1 при нормальной работе присутствуют 1.8 – 2 Вольта. Разность этих напряжений могла бы открыть один кремниевый диод, поэтому применена цепочка из двух диодов для исключения воздействия напряжения катода DA3 на измерительную цепь в рабочем режиме. Номиналы резисторов R20 и R21 могут отличаться от указанных на схеме не более чем на 1%, иначе, возможны ложные срабатывания защиты либо отсутствие таковой!
Микроконтроллер и микросхема DD2 питаются через интегральный стабилизатор типа 78L05 DA2.
Блок питания прибора собран по классической схеме: низковольтная часть состоит из сетевого трансформатора, диодного моста, фильтрующих конденсаторов и стабилизатора типа 7812, а высокое напряжение получено путем непосредственного выпрямления и сглаживания сетевого напряжения. Терморезистор 5D-11 ограничивает бросок тока при включении из-за зарядки достаточно существенной емкости С2.
Все детали устройства собраны на двух печатных платах, далее будем их называть плата управления и плата блока питания. Они выполнены из стеклотекстолита с односторонней металлизацией, размерами соответственно 50мм на 60мм и 50мм на 90мм. На плате управления размещены все детали, изображенные на первой схеме, за исключением сильноточных и высоковольтных частей схемы (элементы VT2, VD2, R22, R23, R25, R26 расположены на плате БП). Все SMD резисторы и конденсаторы применены типономинала 0802. Выводные резисторы – мощностью 0.125 Вт, кроме R23 (2 Вт) и R25, R26 (0.5 Вт). Микросхемы DD1, DD2 установлены на панельках. Микросхему 24С02 можно заменить на более емкие 24С04 либо 24С08. При использовании контроллера PIC16F873A (прошивка для этого МК так же прилагается), элементы DD2, R13, R14 не нужно устанавливать. Кнопки – тактовые, высотой 15 мм. VT2 установлен с небольшим радиатором из медной или алюминиевой пластины размерами 12 мм на 40 мм и толщиной 1 мм, согнутой в виде буквы “П”. В этой позиции можно применить IRF740, но у него ниже допустимое напряжение. Стабилитроны VD1, VD2 – любые на напряжение 12 – 15 В, VT1 – любой из серии КТ3102, диоды 1N4148 можно заменить отечественными серий КД521, КД522. Индикатор подойдет FYQ3641 с любой буквой. Резисторы R20 и R21 обязательно должны быть с допуском не хуже 1%! TL431 можно везде использовать без буквы, но параметры их будут чуть хуже.
Детали следует впаивать в следующей последовательности: сначала SMD, потом перемычки, далее колодки для микросхем и остальные детали. На плате БП терморезистор в крайнем случае можно заменить резистором 3 Ома на 5 Вт, диодные мосты – собрать из диодов серии 1N1007. Сетевой трансформатор при входном напряжении 220 В должен выдавать на выходе без нагрузки15-16 В переменного напряжения. Неплохо подходит трансформатор от блока питания польской антенны с усилителем, называемой в народе “сетка”.
Соединения между платами – разъемное, можно использовать любые подходящие разъемы “провод – плата” с шагом 2.5 мм. Провода от сети и паяльника подключаются к плате БП при помощи винтовых разъемов. Ниже изображены соответственно чертеж рисунка проводников, вид на детали со стороны металлизации и обратной стороны платы управления, а так же рисунок платы и расположение деталей платы БП.
Внешний вид печатных плат устройства. Небольшие расхождения между чертежами и фотографиями плат объясняются последующим улучшением конструкции и оптимизацией рисунков плат. На чертежах – последние версии.
Конструктивно устройство размещено внутри корпуса от удлинителя на 4 розетки. В нем оставлена одна розетка, а все остальное место использовано для размещения двух печатных плат устройства. Мешающие части вырезаны лобзиком, а на образовавшийся сверху вырез прикручена декоративная пластина из пластмассы с отверстиями для кнопок и окном для индикатора, который заклеен красным прозрачным оргстеклом.
Внимание! Все детали устройства гальванически соединены с сетью 220В! Конструкция прибора должна исключать возможность прикосновения к деталям – корпус из изоляционного материала и т.д. Особенно следует проследить, чтобы под напряжением не оказались элементы крепежа плат, которые доступны снаружи корпуса.
Программа для микроконтроллера написана на языке Си и оттранслирована в среде MikroC. К статье прилагаются проект, код на Си и прошивка-HEX для обоих упомянутых ранее контроллеров.
Правильно без ошибок собранное устройство не требует налаживания и начинает работать сразу при условии точного соблюдения номиналов деталей. Только желательно произвести программную калибровку, описанную ниже.
Рассмотрим теперь подробно работу с устройством. После подключения прибора к сети, прежде всего, происходит автоматическое определение типа индикатора и считывание данных с энергонезависимой памяти (EEPROM). Затем на индикаторе высвечивается на 1с знак “U”. В это время происходит плавный рост выходного напряжения до начального значения, считанного из EEPROM. Это значение обычно устанавливается больше номинального, для форсированного нагрева паяльника, и действует в течении времени от 30 с до 4 мин. И напряжение и время его действия можно менять в настройках, после чего они сохраняются в EEPROM. Форсированный нагрев подтверждается миганием всех знаков индикатора, где в данный момент высвечивается текущее значение напряжения или мощности, в зависимости от последнего режима до выключения. Форсированный режим можно прервать, не дожидаясь указанного времени, путем нажатия любой из двух кнопок.
После этого индикатор перестает мигать, что означает начало основного режима работы прибора. Здесь, как и ранее, прибор показывает выходные напряжение или мощность. При коротком нажатии на две кнопки одновременно, на экране высвечивается “U__P” с миганием знака “U” или “P”, в зависимости от текущего режима. Нажатием кнопок “+” и “-“ можно менять мигающий знак. По истечении 8 с без нажатия кнопок, либо при коротком нажатии двух кнопок одновременно, прибор переходит в основной режим с индикацией напряжения или мощности, в зависимости от нашего выбора, он (выбор) так же сохраняется в памяти и при следующем включении прибор продолжит работать в этом режиме. Напряжение прибор индицирует с разрешением в 1В, а мощность – 0.1 Вт. Мощность вычисляется реальная, исходя из напряжения и замеряемого тока потребления.
В основном режиме, при нажатии левой или правой (S1 и S2 согласно схемы на рис.1) кнопки, соответственно уменьшается или увеличивается напряжение на индикаторе на единицу (при индикации мощности вычисляется соответственно новое значение). При длительном (3 с) нажатии кнопки значение меняется автоматически с частотой 0.5 Гц. Такое действие кнопок (имеется в виду характер воздействия на значение, имеющееся на данный момент на индикаторе) сохраняется во всех режимах работы прибора. При достижении предельных значений напряжения 50 или 250 В, значения дальше не меняются и мигает знак “U” или “P”. При очень низком сетевом напряжении возможен случай, когда выходное напряжение не может достичь требуемого значения даже при максимальном коэффициенте заполнения выходных импульсов, ведь амплитудным значением ШИМ сигнала является выпрямленное и сглаженное конденсатором сетевое напряжение (Ua = U~ * 1.41), и оно может быть меньше 250 Вольт. В этом случае, после достижения максимально возможного значения (скважность стала равной 1), начинает мигать знак режима, а при отпускании кнопки, показания возвращаются к максимально возможному напряжению, а индикатор перестает мигать. Напряжение не растет по нажатию правой кнопки (хоть даже оно еще меньше 250 В) так же в случае, если при текущем напряжении уже достигнута предельная мощность в 99 Вт. Это может происходить при подключенном паяльнике большой мощности (более 80 Вт).
При любых изменениях сетевого напряжения, прибор вычисляет новое значение скважности импульсов так, что среднеквадратичное значение выходного напряжения равно установленному на индикаторе, стабилизируя напряжение, а значит и мощность паяльника.
Если удерживать нажатыми обе кнопки в течении 4 с, то прибор переходит в режим изменения настроек. При нажатиях кнопок на индикаторе сменяются следующие значения:
— “FSt.U” – напряжение форсированного старта (меняется в пределах 150 – 250В).
— “FSt.t” — время форсированного старта в секундах (30 – 250с).
— “t.oFF” – время до отключения нагрузки при отсутствии воздействия на кнопки в часах (0.5 – 9.5 ч).
— “CALI” – калибровка измерения напряжения и тока.
Про режим форсированного старта уже было сказано. Рассмотрим остальные два. Отключение нагрузки происходит в целях пожарной безопасности по истечении установленного времени. При этом, на индикаторе мигает надпись “OFF” и на нагрузку не подается напряжение. При нажатии любой кнопки прибор возвращается в обычный режим работы с прежними данными.
При попадании в этот режим, на индикаторе появляется мигающая надпись “t.oFF” – turn off, что означает необходимость извлечения вилки паяльника из гнезда прибора. После этого (прибор сам определяет, что паяльник отключен) выводы розетки прибора для подключения паяльника подключаются к “сетевому” конденсатору (С2 по схеме на рис.2), и на индикаторе высвечивается напряжение на нем. В гнезда розетки прибора следует подключить щупы образцового вольтметра и кнопками установить на индикаторе рассматриваемого устройства значение, как можно ближе к показаниям образцового вольтметра. Затем, нужно сохранить это значение коротким нажатием обоих кнопок одновременно либо просто ожидая индикацию следующего этапа. Внимание! Если воткнуть вилку паяльника в розетку прибора до этого, прибор перейдет в обычный режим без сохранения установленного значения. После сохранения калибровочного значения напряжения, на экране появляется мигающая надпись “t_on” – turn on, что означает необходимость подключения паяльника к устройству. Предварительно надо по точнее измерить его (паяльника) сопротивление. На индикаторе будет вычисленное прибором значение сопротивления. Кнопками надо установить значение, наиболее близкое к ранее измеренному, и сохранить одновременным нажатием кнопок либо ожиданием 16 с. Следует отметить, что при смене паяльника нет необходимости повторять калибровку, но она точнее получается с более мощным паяльником. Для исключения погрешности калибровки из-за колебаний температуры нагревателя, а значит, и его сопротивления (хоть ТКС нихрома и невелик), калибровку следует производить сразу при включении холодного паяльника, прервав форсированный нагрев и сразу перейдя в этот режим. Собственно во время калибровки тока (установки сопротивления) на паяльнике действует в среднем не более 10 В, а значит существенного нагрева его на происходит.
При включении прибора в сеть, считываются из EEPROM следующие параметры: время форсированного старта, напряжение форсированного старта, калибровочные константы для тока и напряжения, режим индикации (напряжение или мощность), последнее до выключения значение выходного напряжения, но с нижеследующей оговоркой. Это значение сохраняется только по истечении 10 минут после его изменения (нажатия кнопок). Сделано это для исключения запоминания кратковременных изменений мощности для работ, которые больше не требуются. Сохраняя значение спустя 10 минут, запоминается только установившееся напряжение, которое выбирает пользователь. При самом первом включении, либо при сбоях в EEPROM, загружаются значения по умолчанию, которые при первом включении еще и сохраняются в памяти.
Прибор имеет развитую систему защиты от перегрузки, как по току, так и по напряжению, которые рассмотрены выше. При срабатывании защиты, устройство полностью обесточивает нагрузку и выводит на индикатор мигающее сообщение о причине перегрузки: “I.out” – аномальный выходной ток, либо “U_In” – аномальное входное напряжение. Вывести устройство из этого состояния можно лишь полным отключением питания.
В заключение следует отметить, что питание паяльника импульсами с крутыми фронтами, тем более частотой 240 Гц, увеличивает вероятность пробоя паяемых деталей наводками от сети через емкость между корпусом и нагревателем, из-за чего очень желательно заземление корпуса паяльника. Впрочем, данное утверждение можно отнести ко всем импульсным регуляторам, включая тиристорные (диммеры).
Практика показала, что для четкого срабатывания защиты от КЗ, необходимо ограничить скорость нарастания выходного тока установкой последовательно с нагрузкой (паяльником) дросселя с индуктивностью 100-150 мкГн и, обязательно, с незамкнутым сердечником. Я намотал его на стержне из феррита размерами 6 х 6 х 30 мм — 50 витков проводом 0.55 мм. Размеры позволяют легко разместить его в корпусе прибора.
Список радиоэлементов
Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://oldoctober.com/
Медные приспособления
Структура изготовлена из медной проволоки, закрученной спиральным видом. Медь способна передавать ток низкой силы, производимый небольшими трансформаторами.Регулируемые нагревательные составляющие укомплектованы термодатчиком, который отвечает за контроль наконечника. Термопара устанавливается на рабочем жале, что допускает настроить уровень температуры до требуемого состояния. Медная спираль не пропускает через себя электрический ток, производительность агрегата останавливается, либо изменяется показатель нагрузки. Разновидности медных нагревателей:
- с намотанной на корпус проволокой, препятствующей доступа напряжения к жалу;
- изолированная структура допускает избежать потери тепла при использовании прибора.
Качество меди зависит на производительность, добавление присадок в целях экономии производителем, может существенно сократить срок службы, испортить ремонтируемые детали.
Как это работает?
Вот так работает тиристор в цепи переменного тока. Когда сила тока, текущего через управляющий электрод, достигает определённого порогового значения, тиристор отпирается и запирается лишь тогда, когда исчезает напряжение на его аноде.
Примерно так же работает и симистор (симметричный тиристор), только, при смене полярности на аноде, меняется и полярность управляющего напряжения.
На картинке видно, что куда поступает и откуда выходит.
В бюджетных схемах управления симисторами КУ208Г, когда есть только один источник питания, лучше управлять «минусом» относительно катода.
Чтобы проверить работоспособность симистора, можно собрать вот такую простую схемку. При замыкании контактов кнопки, лампа должна погаснуть. Если она не погасла, то либо симистор пробит, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения напряжения сети. Если лампа не горит при отжатой кнопке, то симистор оборван. Номинал сопротивления R1 выбирается так, чтобы не превысить максимально-допустимое значение тока управляющего электрода.
При проверке тиристров в схему нужно добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.
Регулятор температуры паяльника
Регулятор позволяет установить необходимую температуру жала паяльника для безопасной пайки маломощных компонентов. Используя паяльник мощностью 80Вт можно выставить температуру его жала таким образом, что его мощность будет равна паяльнику 30Вт. Помимо безопасной пайки регулятор позволяет продлить срок службы паяльника, уберегая его жало от перегрева при повышенном напряжении сети.
Особенностью регулятора температуры, представленного в этой статье, является схема. Она отличается от примитивных симисторных регуляторов, например от схемы, представленной в статье «Регулятор мощности 1кВт своими руками». Отличие заключается в открытии симистора в момент прохождения синусоиды через ноль.
Что это дает? Во-первых, открытие симистора в момент минимальной нагрузки, когда синусоида проходит через ноль, позволяет значительно сократить помехи (всплески) излучаемые в сеть. Эти помехи мешают работать различной радиоэлектронной аппаратуре и бытовой электронике. Во-вторых, паяльник не гудит и не «зудит», как например, при применении простых симисторных регуляторов с фазовым регулированием.
Схема регулятора температуры паяльника
Схема была найдена в сети и перерисована на свой лад. Эту схему вполне можно использовать для регулировки температуры ТЭН. Для этих целей я развел печатную плату и представил ее в статье «Регулятор мощности для ТЭН не создающий помех».
Принцип работы схемы
Напряжение переменного тока (~220В) понижается с помощью гасящего конденсатора C1, выпрямляется диодным мостом VD1 и стабилизируется стабилитроном VD2. Пульсации полученного напряжения +12В сглаживаются электролитическим конденсатором C2.
На таймере DA1 выполнен генератор импульсов, причем частота импульсов примерно равна 1Гц. Переменным резистором R2 выполняется регулировка ширины импульса.
Катод светодиода HL1 соединен с выводом 7 таймера DA1, этот вывод является коллектором встроенного транзистора, а эмиттер встроенного транзистора соединен с общим проводом. На вывод 1 оптосимистора подается стабилизированное напряжение +12В. В момент, когда на 3 выводе DA1 низкий уровень, внутренний транзистор открывается и через цепь HL1R4 и светодиод оптопары U1 протекает ток, выход оптосимистора (выводы 4 и 6) соединяет управляющий вывод (G) симистора VS1 с сетью через резистор R6 и симистор VS1 открыт и пропускает через себя ток нагрузки. Симистор будет открыт, пока происходит разряд ранее заряженного конденсатора C3 до низкого уровня. Ток разряда протекает через резистор R2 и диод VD4. По мере разряда конденсатора, как только на выводе 2 таймера напряжение снизится до низкого уровня на выходе таймера (3 вывод) появится импульс, и конденсатор C3 начнет заряжаться через элементы R3VD3R2.
Пока заряжается конденсатор C3, внутренний транзистор таймера закрыт и он разорвет 7 вывод от общего провода. Светодиод оптопары U1 прекратит свечение и оптосимистор разомкнется, соответственно симистор VS1 будет закрыт.
Оптосимистор U1, а именно MOC3063 имеет схему контроля прохождения через ноль и разрешает открываться только в момент прохождения синусоиды через ноль.
Когда средний вывод R2 в левом (по схеме) положении, то разряд C3 происходит мгновенно (только через диод VD4), а заряд конденсатора будет иметь наибольшее время. Режим минимальной мощности.
При правом положении среднего вывода R2 заряд C3 будет происходить быстрее всего, а разряд будет происходить долго, импульс будет иметь наименьшую ширину, а скважность будет максимальной, поэтому паяльник будет работать в режиме максимальной мощности.
По интенсивности мигания светодиода HL1 можно визуально судить об установленном режиме температуры жала паяльника.
Принцип регулировки на графике будет выглядеть пачками целых периодов с паузами.
Для сравнения ниже представлен график работы примитивных симисторных регуляторов с фазовым регулированием (с обрезанием синусоиды).
При использовании компонентов с номиналами, указанными на схеме, регулятор температуры в минимальном режиме позволяет уменьшить мощность примерно в половину, так как ширина импульса NE555 будет примерно равна половине периода.
Для расширения диапазона регулировки температуры жала паяльника, необходимо вместо резистора R3 на 68кОм установить перемычку или резистор сопротивлением от 1Ом до 1кОм, а номинал переменного резистора R2 увеличить до 100кОм. Это позволит регулятору изменять температуру жала паяльника практически от минимума до максимума.
Конденсаторы C1 и C5 пленочные, должен быть рассчитан на 400В. Конденсатор C4 керамический на 63В.
Резистор R1 и R7 должны быть мощностью не менее 0.5Вт.
Светодиод HL1 обычный 3мм с током потребления 20мА, желательно применить красного цвета, так как у красного самое минимальное падение напряжения.
Стабилитрон Д814 желательно с буквенным индексом В, Г или Д.
Оптопара MOC3063 может быть заменена на MOC3043. Можно установить и MOC3041, MOC3042, MOC3061, MOC3062, но следует уменьшить номинал R4 до минимального отпирающего тока. Если в конце маркировки единица, то этот ток 15мА, для двойки 10мА, а для тройки (MOC3063) 5мА. Не допускается применение оптопар без контроля прохождения через ноль — «Zero crossing circuit».
Симистор BT134 можно заменить другим, например BT136 или BT137. Я установил BT137-600D.
При работе регулятора температуры с паяльником до 80Вт теплоотвод можно не устанавливать, симистор теплый.
Печатная плата была разведена не мной. Она имеет размеры 40?55мм и может быть встроена в маленький пластиковый корпус, например от небольшого зарядного устройства или в сетевой двойник (тройник).
Печатная плата регулятора температуры паяльника
Конструкция и детали.
Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного калькулятора «Электроника Б3-36».
Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке, изготовленном из стали толщиной 0,5мм. Уголок прикручен к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изолирующих шайб.
Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены методом навесного монтажа на других электроэлементах конструкции.
Для повышения надёжности крепления штырей вилки, пришлось напаять на них по несколько витков толстой медной проволоки.
Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.
Get the Flash Player to see this player.
А это 4-х секундный ролик, который позволяет убедиться в том, что всё это работает. Нагрузкой служит лампа накаливания мощностью 100 Ватт.
Три простых варианта на основе готовых решений
Если у вас есть неплохой паяльник к которому вы привыкли, но ему явно не хватает регулировки мощности, необязательно покупать новый. Можно модернизировать старый, купив шнур с регулятором. Надо только смотреть, чтобы мощность регулировки была не менее мощности паяльника. Вообще, предназначены они для ламп, но так как паяльник тоже линейная нагрузка, пойдут и они. Такой регулятор обойдётся примерно в 150-200 рублей вместе с новым шнуром. Но точности в этом случае никакой, так что придётся термометром проверить температуру нагрева при разном положении рукоятки и нанести разметку.
Проще не бывает подключил и регулируй любую активную нагрузку (ограничение только по мощности)
Второй вариант — найти готовый регулятор или диммер, и приспособить его. Надо будет подключить шнур, а к нему ваш паяльник. Здесь важны параметры регулировки: от какого значения и до какого может регулироваться мощность, на какую нагрузку рассчитана. Кстати, слишком мощные брать тоже не стоит, особенно если они собраны на семисторах или тиристорах. Подключаемая к ним нагрузка не должна быть ниже 25% от номинальной мощности. Греются полупроводниковые приборы слишком, если и брать более мощные, то на 30-50 % не больше. Можно просто «прицепить» дополнительный резистор, чтобы не было проблем.
При помощи этих устройств температуру паяльника можно регулировать без переделок
Есть даже специальные устройства — розетки с регулятором мощности. Это устройство похоже на блок питания, но не имеет шнура, вместо него на корпусе имеется розетка и колесико регулятора. В эту розетку подключается нагрузка, в нашем случае паяльник. Вы можете менять температуру нагрева, а вот в какое положение надо перевести регулятор, чтобы получить, скажем, 200 °C неизвестно. Так что снова вооружаемся термометром и наносим отметки на регулятор.
Дополнительный материал.
Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.
28 Апрель, 2011 (23:10) в Источники питания, Сделай сам
Регулятор мощности/диммер поставляется в стандартном пакетике и имеет небольшие габариты. Вот сравнение с тысячной банкнотой и коробком спичек:
Регулятор имеет лишь один рабочий орган, позволяющий изменять выходную мощность больше или меньше:
Количество деталей небольшое, пайка хорошая, флюс отмыт:
Для подключения к сети/приборам, на плате распаян клеммник с защитными бортами:
В качестве примера попробуем регулировать мощность паяльника ЭПЦН-40, мощностью 40W:
Контролировать параметры будем самодельным ваттметром:
В номинальном режиме паяльник потребляет около 39W:
Минимально-возможная мощность с данным регулятором составила 10W:
Максимально-возможная мощность через регулятор – 38W:
Разницу в 1-2W можно скостить на потери в дополнительных проводах и различном входном напряжении, т.е. при положении регулятора в MAX, выходная мощность почти ничем не ограничивается.
Многие спросят, мол, зачем изменять мощность паяльника. Отвечу – для минимизации выгорания жала. При гораздо меньших размерах жала или при больших мощностях паяльника, при длительном нахождении его в режиме «ожидания», жало «выгорает». Если постоянно выключать питание паяльника, то необходимо будет ждать несколько минут, чтобы он опять нагрелся до нужной температуры. Согласитесь – не очень удобно. Данный регулятор, в свою очередь, лишь немного снижает температуру и для того, чтобы при необходимости довести параметры паяльника до номинальных, понадобится гораздо меньше времени, нежели при полном нагреве. При этом износ жала небольшой, разогревается до номинальной температуры за полминуты. На фото ниже установлена мощность около 30W:
По просьбам читателей добавляю небольшой тест с более мощной нагрузкой, которой выступает термофен KLT-3A. Самодельный ваттметр включил на выход регулятора.
При нагрузке 700W (ползунок регуляторов в MAX), радиатор симистора теплый, за 5 минут нагрелся до 35°С:
В таком режиме может работать продолжительное время. Во втором режиме термофена (ползунок регуляторов в MAX), за минуту температура достигла 50°С. Мощность при этом составила около 1350W:
При такой мощности, данного радиатора недостаточно для продолжительной работы, необходимо прикрутить более массивный радиатор или активное охлаждение (кулер). На мой взгляд, до 800-900W можно использовать регулятор «как есть», при бОльших мощностях и продолжительных режимах работы необходимо доработать охлаждение!
Еще пару примеров, регулятор выставлен в среднее положение:
Чуть больше среднего:
Весьма распространенные применения регулятора:
— Изменение оборотов коллекторных двигателей:
Подойдет в качестве бюджетного регулятора для большинства электроинструмента (УШМ/болгарки, дрели, перфораторы, рубанки, шлифмашинки). Очень удобная вешь для моделей, не имеющих встроенного регулятора оборотов или систем плавного пуска, например, тех же бюджетных болгарок с номинальными оборотами шпинделя 11000 об/мин. Единственное, что необходимо помнить – с понижением мощности, падает и крутящий момент на валу, плюс система охлаждения рассчитана под номинальные обороты и не будет должным образом охлаждать при сниженных оборотах. Есть риск спалить инструмент от перегрева
— Регулировка мощности ламп освещения – незаменимая вещь, когда выключение какой-то группы ламп неприемлемо. Регулятор позволяет плавно изменять яркость свечения в нужном месте
— Регулировка мощности нагревательных приборов: ТЭНы, паяльники
Товар для написания обзора предоставлен магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Не уверен, что на сегодня его изготовление все так же актуально — сейчас продаются готовые реализации этой схемы в ОФФ магазинах и на просторах интернета, однако,
в этом году ему исполняется 30 лет!
А это уже не шутки, и можно сказать юбилей 😉
Использую его, хоть и изредка, но до сих пор — как минимум
испытание временем пройдено вполне успешно 😉
Этот мой пост, конечно, в некоторой степени шутка — эдакий небольшой экскурс в прошлое.
Самоделка случайно попалась на глаза, вспомнил сколько ей лет, не смог устоять, не вспомнить один из моих самых первых, небольшой DIY :).
В те далекие времена подобное нельзя было купить в магазинах, никто из моих знакомых не знал слово «интернет» и уж тем более алиэкспресс, а народным паяльником (который еще и поискать пришлось бы) был вот такой ЭПСН
Собственно для него и было изготовлено описываемое устройство.
Все побывавшие у меня в руках паяльники этой модели, имели довольно значительный перегрев- паять было относительно не комфортно, а жало быстро обгорало и теряло свою форму.
А паять, в это доброе время, было много чего- начиная от всякого рода ремонтов магнитофонов и телевизоров, и заканчивая ДУ для ТВ, дверными звонками с мелодиями и наконец «Синклерами»!
Последние, правда сказать, чаще паял уже другими паяльниками — жалко было гробить РУ5-РУ6, да и более дешевые (но не менее дефицитные на тот момент) микросхемы, был печальный опыт.
Посмотрим, что же смог собрать 30 лет назад, вчерашний курсант не имеющий навыков пайки и практики сборки самодельных устройств 🙂
Я специально это подчеркнул — не ругайтесь слишком сильно! Делалось давно, но живо и работоспособно до сих пор- на мой взгляд это главное! 😉
Схему тогда нашел в одной прекрасной книжке, которая сохранилась у меня до наших дней — на тот момент была одной из любимых, ну ОЧЕНЬ интересной казалась, с кучей разнообразных схем и поделок, перечитывал ее регулярно.Книжка переведена с польского, поэтому частенько приходилось подбирать отечественные аналоги деталей. Для начинающего радиолюбителя это было, в некотором роде, проблемой.
регулировать температуру жала паяльника, и идея действительно сработала!
навесным монтажом, однако лезть переделывать ее не собираюсь 😉
Попался под руку корпус от какого-то блока питания (от чего он был вспомнить уже невозможно). В нем были прорезаны необходимые отверстия, закреплены клеммы, снятые со старой аппаратуры.пластик, основа платы, от времени уже рассыхается и стал хрупким -уголок отломился при разборке
Снаружи все получилось симпатичнее, но все равно возраст берет свое 🙂
В качестве индикации неонка. Светодиоды тогда были относительно дефицитным товаром, и кроме серий 307 и 102 я других и не встречал, а неоновая лампочка, даже «цветная» была в относительной доступности.
Она довольно неплохо прижилась в корпусе и, к тому же, именно по ее яркости свечения производится настройка «температуры паяльника» — опытным путем была установлена яркость свечения лампы, для оптимальной температуры.
Режим довольно легко было запомнить, лампа горит в пол накала и слегка мерцает — вот в таком режиме и использовал устройство много лет.
Работу схемы посмотрим уже современным, DSO FNIRSI PRO
Видно, как при вращении ручки меняется форма сигнала- изменяется и «температура» паяльника 😉
Напряжение 6в, потому что используется доработанный осциллограф — получаем делитель на 100.
При использовании заводского варианта измерения сигнал заметно искажается (да и напряжение тоже), да еще и синхронизацию подрывает, так что описанная в ссылке доработка DSO FNIRSI PRO вполне себе оправдана
ниже пример сигнала с заводской схемой
Вот такая «сладкая парочка» отмечает свои 30 лет!
Уже позже, из-за лени, перешел на импульсные варианты паяльников — именно по моей работе это вполне удачный вариант (мобильность, быстрота нагрева).
Работа с «мелкоэлементами» типа SMD мне и сейчас практически не встречается, поэтому иногда и сейчас достаю этот раритет ;).
Несколько раз появлялась необходимость именно в диммере — тогда использовал схему по ее прямому назначению, все выдержала!
Вполне согласен, что симистор подошел бы лучше, но не забывайте — это был 1989 год, радиодеталей тогда в свободной продаже практически не было, да и в книжке использовался именно тиристор.
К тому же, тогда у меня был доступ к халявным тиристорам 201-202 серий, это было решающим фактором.
Да и, честно сказать, на момент создания этой самоделки, скорее всего о симисторах я практически ничего не знал 🙂
Схема отработала 30 лет, без замечаний и неисправностей!
Китая в схеме нет совсем 🙂
Всем удачи и хорошего настроения! ☕
Всем привет. Китайские USB паяльники появились довольно давно и на них уже есть миллион обзоров. Но в данной статье, вместо обзора, я расскажу, как легко и просто приделать к паяльнику ШИМ регулятор мощности.
Зачем нужно регулирование?
Паяльник, на самом деле, очень даже неплохой. Он очень быстро нагревается, он лёгкий, он маленький, и его можно запитать от чего угодно, у чего есть USB разъём. Например от зарядного устройства смартфона, от зарядного устройства через прикуриватель в автомобиле или от пауэрбанка. Разве что от USB разъёма компьютера питать паяльник не советую.
Но большинство владельцев этих паяльников сталкивались с проблемами в их работе, а именно:
- паяльник может не включаться
- паяльник может не выключаться
- паяльник перегревается
Перечисленные проблемы приводят к тому, что USB паяльником неудобно, а порой и невозможно работать.
Существующие варианты доработки
Естественно, люди пытались устранить проблемы. Я нашёл несколько самых популярных способов доработки паяльников:
- можно припаять параллельно стабилитрону резистор на 2МОм, что убрать помехи
- можно вместо шарика (сенсора) поставить микровыключатель
- можно использовать микроконтроллер для включения/выключения паяльника
Первый способ мне не понравился тем, что хотя паяльник и начинает включаться и выключаться при касании сенсора, но, тем не менее, всё равно будет крайне проблематично контролировать нужную температуру так, чтобы паяльник не остывал и не перегревался.
Второй способ имеет такие же недостатки, как и первый. Кстати, китайцы, не найдя лучшего решения, сами уже начали ставить кнопки вместо сенсора. Такие упрощённые паяльники продаются с серым колпачком вместо жёлтого и надписью «Press Switch» вместо «Touch Switch» на упаковке. Такой паяльник вы не сможете переделать под ШИМ регулирование.
Третий способ предполагает наличие «спящего режима». Когда человек касается шарика — паяльник нагревается до температуры, примерно 250 градусов за 20 секунд. Ещё касание — паяльник греется на полную в течении определённого времени. Статья с этой доработкой есть на муське — статья. Недостатком данного способа считаю дискретность управления — либо 250 градусов, либо 500. Никакой промежуточной температуры. Ну и сложность конечно. Не у каждого есть программатор под рукой.
ШИМ регулятор для паяльника
Так как мне не понравился ни один из существующих вариантов доработки, я решил пойти своим путём.
Ниже вы можете увидеть схему USB паяльника. Схема сделана пользователем JVX79 с драйв2.
На схеме видно, что для включения и задержки выключения нагрева в паяльнике используется таймер NE555. А для чего ещё используется этот таймер? Для ШИМ регулирования! То есть для доработки паяльника уже практически всё есть!
Всё, что нужно сделать для доработки паяльника, это:
- добавить один постоянный резистор на 6,8к
- добавить один переменный резистор на 2,4к
- заменить один резистор с номиналом 200к на резистор 1к
- выпаять стабилитрон и перерезать пару дорожек
Самое сложное — это найти и разместить переменный резистор в маленьком корпусе USB паяльника.
Резистор я взял из регулятора громкости от старых наушников. Фото регулятора громкости не сделал, так что приложу фотографию из интернета, чтобы вы понимали, про что я говорю.
Резистор разместил по центру корпуса над микросхемой таймера. В верхней половине корпуса сделал небольшой вырез для переменного резистора.
Фото доработанного паяльника
В собранном виде. Колесо резистора выступает на край корпуса на несколько миллиметров.
Вид со снятой крышкой.
Обратная сторона платы паяльника.
Прорезь в верхней половине корпуса.
После сборки и проверки паяльника определил диапазон нагрева — от 230 до 500 градусов. При 230 градусах уже плавится припой пос60 и можно не бояться за сохранность жала, а при 500 градусах можно припаивать и выпаивать даже крупные элементы.
Ну и самое главное — вы можете выставлять любую температуру в пределах указанного диапазона для пайки элементов различного размера и теплоёмкости.
Также советую посмотреть видео с демонстрацией работы паяльника и подробным описанием работы ШИМ регулятора.
https://youtube.com/watch?v=XdJavqX-90U%3Fautoplay%3D0%26hl%3Dru_RU%26rel%3D0
Надеюсь, что информация, приведённая в данной статье, будет для вас полезной. И ещё раз напомню — не ошибитесь при покупке паяльника. Надо брать версию с жёлтым колпачком и надписью «Touch Switch» на упаковке.
При длительном включении паяльник перегревается. Для предотвращения такой ситуации при использовании паяльника на 36 В мощностью от 40 до 100 Вт авторы используют регулятор температуры, описание которого представлено в этой статье.
Устройство настолько просто, что может быть повторено даже начинающими радиолюбителями.
Схема регулятора температуры для паяльника
Основой регулятора является ассиметричный регулируемый генератор, хорошо себя зарекомендовавший в ранее описанных конструкциях. Как видно из схемы (рис.1), симистор VS1 управляется реле К1, а его нагрузкой является подключенный на выход устройства паяльник на 36 В. Необходимая температура задается резистором R1 (тип СПЗ-9А), а индикатором заданной температуры является светодиод HL1.
Детали регулятора температуры для паяльника
Схема не требует наладки. При монтаже симистор необходимо разместить так, чтобы нагрузка была подключена к его корпусу. При этом для охлаждения желательно установить его на радиатор.
C этой схемой также часто просматривают:
ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ ГАЗА
Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных батарей
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов
Имитатор для проверки телефонных аппаратов
Простые датчики для охранной сигнализации
Аналоговый блок управления паяльной станции
Мощная светодиодная лампа
ПРОСТОЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ЖАЛА ПАЯЛЬНИКА
