Простой регулятор температуры паяльника | Сделай сам своими руками

Для приличного качества проведения паяльных работ, домашнему мастеру, и тем более радиолюбителю, пригодится простой и удобный регулятор температуры жала паяльника. Впервые схему устройства, я увидел в журнале «Юный техник» начала 80-х, и собрав несколько экземпляров, использую до сих пор.

Для сборки устройства потребуются:
-диод 1N4007 или любой другой, с допустимым током 1А и напряжением 400 – 600В.
-тиристор КУ101Г.
-электролитический конденсатор 4,7 микрофарад с рабочим напряжением 50 – 100В.
-сопротивление 27 – 33 килоом с допустимой мощностью 0,25 – 0,5 ватт.
-переменный резистор 30 или 47 килоом СП-1, с линейной характеристикой.

Для простоты и наглядности я нарисовал размещение и взаимное соединение деталей.

Перед сборкой необходимо изолировать и отформовать выводы деталей. На выводы тиристора надеваем изоляционные трубочки длинной 20мм., на выводы диода и резистора 5мм.

Для наглядности можно использовать цветную ПВХ изоляцию, снятую с подходящих проводов, или присаживаем термоусадку. Стараясь не повредить изоляцию загибаем проводники, руководствуясь рисунком и фотографиями.

Все детали монтируются на выводах переменного резистора, соединяясь в схему четырьмя точками пайки. Заводим проводники компонентов в отверстия на выводах переменного резистора всё подравниваем и припаиваем. Укорачиваем выводы радиоэлементов. Плюсовой вывод конденсатора, управляющий электрод тиристора, вывод сопротивления, соединяем вместе и фиксируем пайкой. Корпус тиристора является анодом, для безопасности, изолируем его.

Для придания конструкции законченного вида, удобно воспользоваться корпусом от блока питания с сетевой вилкой.

На верхней грани корпуса сверлим отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем резьбовую часть переменного резистора и фиксируем его гайкой.

Для подключения нагрузки я использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. На корпусе размечаем центры отверстий, с расстоянием между ними 19 мм. В просверленные отверстия диаметром 10 мм. вставляем разъёмы, фиксируем гайками. Соединяем вилку на корпусе, выходные разъёмы и собранную схему, места пайки можно защитить термоусадкой. Для переменного резистора необходимо подобрать ручку из изоляционного материала такой формы и размера, чтобы закрыть ось и гайку. Собираем корпус, надёжно фиксируем ручку регулятора.

Проверяем регулятор, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 20 — 40 ватт. Вращая ручку, убеждаемся в плавном изменении яркости лампы, от половины яркости до полного накала.

При работе с мягкими припоями (например ПОС-61), паяльником ЭПСН 25, достаточно 75% мощности (положение ручки регулятора примерно посередине хода). Важно: на всех элементах схемы присутствует напряжение питающей сети 220 вольт! Необходимо соблюдать меры электробезопасности.

Автор: Лаврентьев Сергей
[email protected]

Регулятор напряжения для паяльника своими руками.

Собираем простую схему регулятора мощности для паяльника своими руками. Тринисторный регулятор мощности для паяльника

Устройства для настройки уровня напряжения, подающегося на нагревательный элемент, нередко используются радиолюбителями для предотвращения преждевременного разрушения жала паяльника и повышения качества пайки. Наиболее распространенные мощности для паяльника содержат двухпозитронные контактные переключатели и тринисторные устройства, установленные в подставке. Эти и другие приборы обеспечивают возможность выбора необходимого уровня напряжения. Сегодня применяются самодельные и заводские установки.

Если нужно получить 40 Вт из паяльника на 100 Вт, можно применить схему на симисторе ВТ 138-600. Принцип работы заключается в обрезке синусоиды. Уровень среза и температуру нагрева можно регулировать, используя резистор R1. Неоновая лампочка выполняет функцию индикатора. Ставить ее не обязательно. На радиатор устанавливается симистор ВТ 138-600.

Корпус

Вся схема обязательно должна быть помещена в закрытый диэлектрический корпус. Желание сделать прибор миниатюрным не должно влиять на безопасность при его использовании. Помните, что устройство работает от источника напряжения 220 В.

Тринисторный регулятор мощности для паяльника

В качестве примера можно рассмотреть устройство, рассчитанное на нагрузку от нескольких ватт до сотни. Диапазон регулирования такого прибора изменяется от 50% до 97%. В устройстве используется тринистор КУ103В с удерживающим током не более одного миллиампера.

Через диод VD1 беспрепятственно проходят отрицательные полуволны напряжения, обеспечивая примерно половину всей мощности паяльника. Ее можно регулировать тринистором VS1 в течение каждого положительного полупериода. Устройство включается встречно-параллельно диоду VD1. Тринистор управляется по фазоимпульсному принципу. Генератор вырабатывает импульсы, поступающие на управляющий электрод, состоящий из цепи R5R6C1, задающей время, и однопереходного транзистора.

Позицией ручки резистора R5 определяется время от положительного полупериода. Схема регулятора мощности требует температурной стабильности и повышения помехоустойчивости. Для этого можно зашунтировать управляющий переход резистором R1.

Цепь R2R3R4VT3

Генератор питается импульсами напряжением до 7В и длительностью 10 мс, сформированными цепью R2R3R4VT3. Переход транзистора VT3 является стабилизирующим элементом. Он включается в обратном направлении. Мощность, которую рассеивает цепь резисторов R2-R4, будет уменьшена.

Схема регулятора мощности включает в себя резисторы — МЛТ и R5 — СП-0,4. Транзистор можно использовать любой.

Плата и корпус для прибора

Для сборки данного устройства подойдет плата из фольгированного стеклопластика диаметром 36 мм и толщиной 1 мм. Для корпуса можно использовать любые предметы, например пластиковые коробки или футляры из материала с хорошей изоляцией. Понадобится база под элементы вилки. Для этого к фольге можно припаять две гайки М 2,5 таким образом, чтобы штыри прижимали плату к корпусу при сборке.

Недостатки тринисторов КУ202

Если мощность паяльника небольшая, регулирование возможно только в узкой области полупериода. В той, где удерживающее напряжение тринистора хотя бы немного ниже тока нагрузки. Температурная стабильность не может быть достигнута, если использовать такой регулятор мощности для паяльника.

Повышающий регулятор

Большая часть устройств для стабилизации температуры работает только на снижение мощности. Регулировать напряжение можно от 50-100% или от 0-100%. Мощности паяльника может оказаться недостаточно в случае подачи питания ниже 220 В или, например, при необходимости выпаять большую старую плату.

Действующее напряжение сглаживается электролитическим конденсатором, увеличивается в 1,41 раза и питает паяльник. Постоянная мощность, выпрямленная на конденсаторе, достигнет 310 В при питании 220 В. Оптимальная температура нагрева может быть получена даже при 170 В.

Мощные паяльники не нуждаются в повышающих регуляторах.

Необходимые детали для схемы

Чтобы собрать удобный регулятор мощности для можно использовать метод навесного монтажа возле розетки. Для этого нужны малогабаритные комплектующие. Мощность одного резистора должна составлять не менее 2 Вт, а остальных — 0,125 Вт.

Описание схемы повышающего регулятора мощности

На электролитическом конденсаторе C1 с мостом VD1 выполнен входной выпрямитель. Его рабочее напряжение не должно быть меньше 400 В. На IRF840 размещается выходная часть регулятора. С этим устройством можно использовать паяльник до 65 Вт без радиатора. Они могут нагреваться выше нужной температуры даже при пониженной мощности питания.

Управление ключевым транзистором, размещенным на микросхеме DD1, производится от ШИМ-генератора, частота которого задается конденсатором C2. монтируется на приборах C3, R5 и VD4. Он питает микросхему DD1.

Для защиты выходного транзистора от самоиндукции устанавливается диод VD5. Его можно не ставить, если регулятор мощности паяльника не будет использоваться с другими электрическими приборами.

Возможности замены деталей в регуляторах

Микросхема DD1 может быть заменена на К561ЛА7. Выпрямительный мостик делается из диодов, рассчитанных на минимальный ток 2А. Устройство IRF740 можно использовать как выходной транзистор. Схема не нуждается в накладке, если все детали исправны и при ее сборке не было допущено ошибок.

Другие возможные варианты устройств для рассеивания напряжения

Собираются простые схемы регуляторов мощности для паяльника, работающие на симисторах КУ208Г. Вся их хитрость в конденсаторе и неоновой лампочке, которая, меняя свою яркость, может послужить в качестве индикатора мощности. Возможное регулирование — от 0% до 100%.

При отсутствии симистора или лампочки можно применить тиристор КУ202Н. Это весьма распространенный прибор, имеющий множество аналогов. С его использованием можно собрать схему, работающую в диапазоне от 50% до 99% мощности.

От компьютерного шнура можно использовать для изготовления петли, чтобы погасить возможные помехи от переключения симистора или тиристора.

Стрелочный индикатор

В регулятор мощности паяльника может быть интегрирован стрелочный индикатор для большего удобства при использовании. Сделать это совсем несложно. Неиспользуемая старая аудиоаппаратура может помочь с поиском таких элементов. Приборы несложно найти на местных рынках в любом городе. Хорошо, если один такой лежит дома без дела.

Для примера рассмотрим возможность интегрирования в регулятор мощности для паяльника индикатора М68501 со стрелкой и цифровыми отметками, который устанавливался в старых советских магнитофонах. Особенность настройки заключается в подборе резистора R4. Наверняка придется подбирать прибор R3 дополнительно, если будет использован другой индикатор. Необходимо соблюдение соответствующего баланса резисторов при понижении мощности паяльника. Дело в том, что стрелка индикатора может отображать снижение мощности на 10-20% при фактическом потреблении паяльником 50%, то есть наполовину меньше.

Заключение

Регулятор мощности для паяльника можно собрать, руководствуясь множеством инструкций и статей с приведенными примерами возможных разнообразных схем. От хороших припоев, флюсов и температуры нагревательного элемента во многом зависит качество спайки. Сложные устройства для стабилизации или элементарное интегрирование диодов может применяться при сборке аппаратов, необходимых для регулирования поступающего напряжения.

Такие приборы широко используются с целью понижения, а также повышения мощности, подающейся на нагревательный элемент паяльника в диапазоне от 0% до 141%. Это очень удобно. Появляется реальная возможность работать при напряжении ниже 220 В. На современном рынке доступны качественные аппараты, укомплектованные специальными регуляторами. Заводские устройства работают только на понижение мощности. Повышающий регулятор придется собирать самостоятельно.

Все, кто умеет пользоваться паяльником старается бороться с явлением перегрева жала и вследствие этого ухудшения качества пайки. Для борьбы с этим не очень приятным фактом предлагаю вам собрать одну из простых и надежных схем регулятора мощности паяльника своими руками.

Для ее изготовления вам понадобится проволочный переменный резистор типа СП5-30 либо аналогичный и жестяная коробка из-под кофе.

Просверлив, по центру дна банки отверстие и устанавливаем там резистор, и осуществляем разводку

Данный и очень простой девайс повысит качество пайки а также сможет защитить жало паяльника от разрушения из-за перегрева.

Гениальное — просто. По сравнению с диодом переменный резистор не проще и ненадежнее. Но паяльник с диодом слабоват, а резистор позволяет работать без перекала и без недокала. Где взять мощный, подходящий по сопротивлению переменный резистор? Проще найти постоянный, а выключатель, применяемый в «классической» схеме, заменить на трехпозиционный

Дежурный и максимальный нагрев паяльника дополнится оптимальным, соответствующим среднему положению переключателя. Нагрев резистора по сравнению с снизится, а надежность работы повысится.

Еще одна очень простая радиолюбительская разработка, но в отличии от первых двух с более высоким КПД

Резисторные и транзисторные регуляторы — неэкономичные. Повысить КПД можно так же, включением диода. При этом достигается более удобный предел регулирования (50-100%). Полупроводниковые приборы можно разместить на одном радиаторе.

Напряжение с выпрямительных диодов поступает на параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из сопротивления R1, стабилитрона VD5 и емкости С2. Созданное им девяти вольтовое напряжение используется для питания микросхемы счетчика К561ИЕ8.

Кроме того ранее выпрямленное напряжение, через емкость C1 в виде полупериода с частотой 100 Гц, проходит на вход 14 счетчика.

К561ИЕ8 это обычный десятичный счетчик, поэтому, с каждым импульсом на входе CN на выходах будет последовательно устанавливаться логическая единица. Если переключатель схемы переместим, на 10 выход, то с появлением каждого пятого импульса осуществится обнуление счетчика и счет начнется повторно, а на выводе 3 логическая единица установится только на время одного полупериода. Поэтому, транзистор и тиристор будут открываться только через четыре полупериода. Тумблером SA1 можно регулировать количество пропущенных полупериодов и мощность схемы.

Диодный мост используем в схеме такой мощности, чтобы она соответствовала мощности подключенной нагрузки. В качестве нагревательных приборов можно применить таких как электроплитка, ТЭН и т.п.

Схема очень простая, и состоит из двух частей: силовой и управляющей. К первой части относится тиристор VS1, с анода которого идет регулируемое напряжение на паяльник.

Схема управления, реализована на транзисторах VT1 и VT2, управляет работой ранее упомянутого тиристора. Она получает питание через параметрический стабилизатор, собранный на резисторе R5 и стабилитроне VD1. Стабилитрон предназначен для стабилизации и ограничения напряжения, питающего конструкцию. Сопротивление R5 гасит лишнее напряжение, а переменным сопротивлением R2 настраивается выходное напряжение.

В качестве корпуса конструкции, возьмем обычную розетку. Когда будете покупать, то выбирайте, чтобы она была сделана из пластмассы.

Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума. HL1 (неоновая лампа МН3… МН13 и т. п) – линеаризует управление и одновременно выполняет функцию индикатора индикатором. Конденсатор С1 (емкостью 0,1 мкф)– генерирует пилообразный импульс и реализует функцию защиты цепи управления от помех. Сопротивление R1 (220 кОм) – регулятор мощности. Резистор R2 (1 кОм) – ограничивает ток протекающий через анод — катод VS1 и R1. R3 (300 Ом) – ограничивает ток через неонку HL1 () и управляющий электрод симистора.

Регулятор собран в корпусе от блока питания советского калькулятора. Симистор и потенциометр закреплены на стальном уголке, толщиной 0,5мм. Уголок привинчен к корпусу двумя винтами М2,5 с применением изолирующих шайб. Сопротивления R2, R3 и неонка HL1 помещены в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены с помощью навесного монтажа.

T1: BT139 симистор, T2: BC547 транзистор, D1: DB3 динистор, D2 и D3: 1N4007 диод, C1: 47nF/400V, C2:220uF/25 В, R1 и R3: 470K, R2: 2K6, R4: 100R, P1: 2M2, Светодиод 5 мм красный.

Симистор BT139 применяется для регулировки фазы «резистивной» нагрузки нагревательного элемента паяльника. Красный светодиод является визуальным индикатором активности работы конструкции.

Основа схемы МК PIC16F628A, который и осуществляет ШИМ регулирование подводимой к главному инструменту радиолюбителя потребляемой мощности.

Если ваш паяльник большой мощностью от 40 ватт, то при пайке небольших радиоэлементов, особенно smd компонентов трудно подобрать момент времени, когда пайка будет оптимальной. А паять им smd мелочевку просто не возможно. Чтобы не тратить деньги на покупку паяльной станции, особенно если она вам нужна не часто. Предлагаю собрать к вашему главному радиолюбительскому инструменту эту приставку.

Паяльник с регулировкой температуры – электроинструмент, необходимый для пайки подверженных перегреву различных радиодеталей (транзисторов, резисторов, конденсаторов, микросхем, диодов). Используют его не только начинающие и опытные радиолюбители, домашние мастера, но и специалисты, занимающиеся ремонтом электронных устройств. Значительно возросшая в последнее популярность такого электроинструмента объясняется его многочисленными плюсами, возможностью сборки своими руками.

Конструкция

Самый простой инструмент данного вида с терморегуляцией состоит из следующих частей:

• Корпус с печатной платой внутри – цилиндрическая полая ручка из плотного пластика
• Плата управления – расположенный внутри полой ручки контроллер;
• Регулятор – резистор с переменным сопротивлением, имеющим вращающуюся круглую ручку с указанием значений температуры;
• Светодиод – индикатор, сигнализирующий о том, что жало нагрелось до заданной температуры;
• Трубка-фиксатор с гайкой – штуцер со вставляемым внутрь его жалом и подвижной гайкой, при помощи которой он прикручивается к корпусу;
• Нагревательный элемент – трубка, на которую одевается жало;
• Несгораемое жало – предварительно залуженная насадка конической формы термостойким несгораемым покрытием.

Во многих современных моделях данного электроинструмента регулятор выполнен в виде двух кнопок, значение температуры указывается на небольшом монохромном жидкокристаллическом дисплее.

Для чего повышать мощность

Повышение мощности, следовательно, температуры необходимо для того, чтобы производить пайку различных по устойчивости к температурному воздействию и размерам радиодеталей. Так, для пайки мелких тиристоров конденсаторов небольшой емкости необходима температура значительно меньшая, чем для их более крупных аналогов.

Принцип работы

Нагрев и поддержание заданной температуры жала такого регулируемого паяльника происходят следующим образом:

1. При подключении устройства к источнику питания ток поступает на регулятор;
2. Посредством изменения сопротивления регулятора устанавливается определённый уровень мощности нагревательного элемента, которому соответствует заранее вычисленная и установленная при испытаниях инструмента температура жала;
3. Поддержание строго определенной температуры жала происходит, благодаря расположенному внутри него термодатчика – небольшой термопары, предотвращающей перегревание жала.

Благодаря наличию управляющей нагревом платы, термодатчика, в процессе работы с таким инструментом исключены перегревание и перепаливание очень чувствительных к повышенным температурам радиодеталей. К тому же, в отличие от нерегулируемых аналогов, такие инструменты полностью защищены от пробоя фазы на жало.

Разновидности паяльников с регулировкой температуры

Все современные устройства, применяемые как отдельные электроинструменты, так и в составе паяльных станций, в зависимости от вида нагревательного элемента и способа нагрева жала, подразделяются на импульсные, устройства с нихромовым и керамическим нагревателем.

Импульсный паяльник

Такой паяльник представляет собой устройство, работающее от сети, при этом понижающее сетевое напряжение, но увеличивающее частоту тока. Работает такое устройство не все время, только во время нажатия кнопки на рукояти. Благодаря этому, оно экономичнее аналогов других видов, позволяет выполнять пайку очень мелких и деликатных радиодеталей.

С нихромовым нагревателем

Классический нихромовый нагревательный элемент такого устройства представляет собой металлическую трубку с намотанными на нее стеклотканью, слюдой и многочисленными витками тонкой нихромовой проволоки. При нагреве проволока, обладающая большим сопротивлением, разогревает трубку со вставленным в нее медным жалом.

С керамическим нагревателем

В таких устройствах жало одевают на трубчатый керамический нагревательный элемент, обладающий электропроводностью и большим сопротивлением. При прохождении тока эта керамическая трубка почти мгновенно разогревается, обеспечивая максимально быстрый нагрев установленного на ней жала.

Преимущества и недостатки

Паяльник с регулятором температуры имеет ряд плюсов и минусов.

К преимуществам такого инструмента относятся:

• Возможность регулировки температуры;
• Полное исключение риска перегрева и порчи чувствительных к высоким температурам радиодеталей;
• Быстрый нагрев;
• Доступная цена;
• Наличие в комплекте к устройству комплекта несгораемых жал – предварительно залуженных насадок, имеющих специальное необгарающее покрытие.

Из недостатков таких устройств можно выделить:

• Низкую ремонтопригодность;
• Высокую стоимость качественных полупрофессиональных и профессиональных моделей;
• Хрупкость нагревательного элемента из керамики.

Также недостатком дешевых моделей является поддельный керамический нагреватель, представляющий собой полую керамическую трубку, внутри которой расположен асбестовый стержень с намотанной тонкой нихромовой проволокой. Из-за маленькой толщины проволоки такие нагреватели очень быстро выходят из строя по причине термострикции – разрыва проволоки при ее остывании.

Управление нагревом

Для управления нагревом в таких устройствах служат аналоговый или цифровой (кнопочный) терморегулятор, термодатчик в нагревательном элементе и управляющая плата. В некоторых моделях и усовершенствованных простых паяльниках регулировка температуры происходит, благодаря двухпозиционным переключателям, диммерам, электронным блокам управления.

Переключатели и диммеры

Для регулировки температуры жала паяльника применяют такие устройства, как:

• Переключатели – двухпозиционные тумблера, позволяющие переключать инструмент в режим ожидания или максимального нагрева;
• Диммеры – подключаемые в разрыв провода регуляторы с круглой плавно вращающейся ручкой, позволяющие производить очень тонкую регулировку степени нагрева жала.

Блоки управления

Блок управления представляет собой расположенную отдельно от устройства управляющую плату с регулировочным резистором. В некоторые блоки управления также встроен понижающий трансформатор.

Самые совершенные и многофункциональные блоки управления вместе с подключенными к ним паяльниками представляют собой такой вид устройств, как паяльные станции.

Самостоятельное изготовление регуляторов мощности для паяльников

Регулятор мощности для паяльника можно не только приобрети, но и достаточно легко собрать самостоятельно. Монтируют его в разрыв сетевого кабеля устройства в корпусах от небольших старых электроприборов. Для пайки схем применяют перфорированные текстолитовые платы с медным покрытием.

Ниже приведены схемы наиболее часто собираемых терморегуляторов на основе таких радиодеталей, как переменный резистор, симистор, тиристор.

Из резистора

Самый простой терморегулятор для паяльника на основе переменного резистора собирается по приведенной ниже схеме.

Из тиристора

Плата терморегулятора на основе тиристора имеет следующую принципиальную схему.

Из симистора

Самый простой терморегулятор на таких полупроводниковых деталях, как симисторы, можно собрать по следующей схеме.

Схемы регуляторов

Регулятор для паяльника может быть собран по двум схемам: диммерной и ступенчатой.

Диммерная

Диммерная схема включает в себя один регулятор (диммер), подключенный к разрыву сетевого кабеля устройства.

Ступенчатая

Собираемый своими руками регулятор мощности для паяльника по ступенчатой схеме подразумевает монтаж дополнительного контроллера в пластиковом корпусе.

Видео

Вступление.

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://сайт/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

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.

Схемные решения.

Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.

VS1 – КУ208Г

HL1 – МН3… МН13 и т.д.

На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.

Назначение элементов.

HL1 – линеаризует управление и является индикатором.

С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.

R1 – регулятор мощности.

R2 – ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.

R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.

Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.

VS1 – КУ202Н

Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.

На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.

Регулятор мощности на маломощном тиристоре.

Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления. Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.

Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.

VD1… VD4 – 1N4007

Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.

Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.

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.

Дополнительный материал.

Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.

Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.

Тип прибора	Катод	Управ.	Анод
BT169D(E, G)	1	2	3
CR02AM-8	3	1	2
MCR100-6(8)	1	2	3

Основным регулирующим элементом многих схем является тиристор или симистор. Давайте рассмотрим несколько схем построенных на этой элементной базе.

Вариант 1.

Ниже представлена первая схема регулятора, как видите проще наверно уже и некуда. Диодный мост собран на диодах Д226, в диагональ моста включен тиристор КУ202Н со своими цепями управления.

Вот еще одна подобная схема, которую можно встретить в интернете, но на ней мы останавливаться не будем.

Для индикации наличия напряжения можно дополнить регулятор светодиодом, подключение которого показано на следующем рисунке.

Перед диодным мостом по питанию можно врезать выключатель. Если будете применять в качестве выключателя тумблер, проследите, чтобы его контакты могли выдерживать ток нагрузки.

Вариант 2.

Этот регулятор построен на симисторе ВТА 16-600. Отличие от предыдущего варианта в том, что в цепи управляющего электрода симистора стоит неоновая лампа. Если остановите выбор на этом регуляторе, то неонку нужно будет выбрать с невысоким напряжением пробоя, от этого будет зависеть плавность регулировки мощности паяльника. Неоновую лампочку можно выкусить из стартера, применяемого в светильниках ЛДС. Емкость С1 – керамическая на U=400В. Резистором R4 на схеме обозначена нагрузка, которую и будем регулировать.

Проверка работы регулятора осуществлялась с применением обычного настольного светильника, смотри фото ниже.

Если использовать данный регулятор для паяльника мощностью не выше 100 Вт, то симистор не нуждается в установке на радиатор.

Вариант 3.

Эта схема чуть сложнее предыдущих, в ней присутствует элемент логики (счетчик К561ИЕ8), применение которого позволило регулятору иметь 9 фиксированных положений, т.е. 9 ступеней регулирования. Нагрузкой так же управляет тиристор. После диодного моста стоит обычный параметрический стабилизатор, с которого берется питание для микросхемы. Диоды для выпрямительного моста выбирайте такие, чтобы их мощность соответствовала той нагрузке, которую вы будете регулировать.

Схема устройства показана на рисунке ниже:

Спавочный материал по микросхеме К561ИЕ8:

Диаграмма работы микросхемы К561ИЕ8:

Вариант 4.

Ну и последний вариант, который мы сейчас рассмотрим, как самому сделать паяльную станцию с функцией регулирования мощности паяльника.

Схема довольно распространенная, не сложная, многими уже не раз повторяемая, никаких дефицитных деталей, дополнена светодиодом, который показывает, включен или выключен регулятор, и узлом визуального контроля установленной мощности. Выходное напряжение от 130 до 220 вольт.

Так выглядит плата собранного регулятора:

Доработанная печатная плата выглядит вот так:

В качестве индикатора была использована головка М68501, такие раньше стояли в магнитофонах. Головку было решено немного доработать, в правом верхнем углу установили светодиод, он и включение/отключение покажет, и шкалу мал-мал подсветит.

Дело осталось за корпусом. Его было решено сделать из пластика (вспененного полистирола), который применяется для изготовления всякого рода реклам, легко режется, хорошо обрабатывается, склеивается намертво, краска ровно ложится. Вырезаем заготовки, зачищаем края, клеим “космофеном” (клей для пластика).

Симисторный регулятор мощности паяльника не создающий. Универсальный регулятор мощности своими руками

Вступление.

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://сайт/

Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.

Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.

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.

Схемные решения.

Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.

VS1 – КУ208Г

HL1 – МН3… МН13 и т.д.

На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.

Назначение элементов.

HL1 – линеаризует управление и является индикатором.

С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.

R1 – регулятор мощности.

R2 – ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.

R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.

Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.

VS1 – КУ202Н

Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.

На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.

Регулятор мощности на маломощном тиристоре.

Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления. Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.

Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.

VD1… VD4 – 1N4007

Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.

Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.

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.

Дополнительный материал.

Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.

Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.

Тип прибора	Катод	Управ.	Анод
BT169D(E, G)	1	2	3
CR02AM-8	3	1	2
MCR100-6(8)	1	2	3

Основой послужила статья в журнале Радио №10 за 2014г. Когда эта статья попалась на глаза, мне понравилась идея и простота реализации. Но сам я использую малогабаритные низковольтные паяльники.

Напрямую схему для низковольтных паяльников использовать нельзя из-за низкого сопротивления нагревателя паяльника и как следствие значительного тока измерительной цепи. Я решил переделать схему.

Получившиеся схема подходит для любого паяльника с напряжением питания до 30В. Нагреватель которого имеет положительный ТКС (горячий имеет большее сопротивление). Лучший результат даст керамический нагреватель. Например можно запустить паяльник от паяльной станции со сгоревшим термодатчиком. Но и паяльники с нагревателем из нихрома тоже работают.

Поскольку номиналы в схеме зависят от сопротивления и ТКС нагревателя то, прежде чем реализовывать надо выбрать и проверить паяльник. Измерить сопротивление нагревателя в холодном и горячем состоянии.

А также рекомендую проверить реакцию на механическую нагрузку. Один из моих паяльников оказался с подвохом. Измерьте сопротивление холодного нагревателя кратковременно включите и повторно проведите измерение. После прогрева измеряя сопротивление надавите на жало и легонько постучите имитируя работу с паяльником, следите на скачки сопротивления. Мой паяльник в итоге вел себя как будто у него не нагреватель а угольный микрофон. В итоге при попытке работы, чуть более сильное нажатие приводило к отключению из-за увеличения сопротивления нагревателя.

В итоге переделал собранную схему под паяльник ЭПСН с сопротивлением нагревателя 6 ом. Паяльник ЭПСН это худший вариант для данной схемы, низкий ТКС нагревателя и большая тепловая инертность конструкции делает термостабилизацию вялой. Но тем не менее время нагрева паяльника сократилось в 2 раза без перегрева, относительно нагрева напряжением дающим примерно такую же температуру. И при длительном лужении или пайке меньше падение температуры.

Рассмотрим алгоритм работы.

1. В начальный момент времени на входе 6 U1.2 напряжение близко к 0, оно сравнивается с напряжением с делителя R4,R5. На выходе U1.2 появляется напряжение. (Резистор ПОС R6 увеличивает гистерезис U1.2 для помеха защиты.)

2. С выхода U1.2 напряжение через резистор R8 открывает транзистор Q1. (Резистор R13 необходим для гарантированного закрытия Q1, если операционный усилитель не может выдать на выходе напряжение равное отрицательному напряжению питания)

3. Через нагреватель паяльника RN, диод VD3, резистор R9 и транзистор Q1 протекает измерительный ток. (мощность резистора R9 и ток транзистора Q1 выбирают исходя из величины измерительного тока, при этом падение напряжении на паяльнике стоит выбирать в районе 3 в, это компромисс между точностью измерения и мощностью рассеиваемой на R9. Если рассеиваемая мощность получается слишком большой то можно увеличить сопротивление R9,но точность стабилизации температуры снизится).

4. На входе 3 U1.1 при протекании измерительного тока появляется напряжение, зависимое от соотношения сопротивлений R9 и RN, а также падения напряжения на VD3 и Q1, которое сравнивается с напряжением с делителя R1, R2, R3.

5. Если напряжение на входе 3 усилителя U1.1 превысить напряжение на входе 2 (холодный паяльник низкое сопротивлении RN). На выходе 1 U1.1 появится напряжение.

6. Напряжение с выхода 1 U1.1 через разряженный конденсатор С2 и диод VD1 подает на вход 6 U1.2, в итоге закрывая Q1 и отключая R9 от измерительной цепи. (Диод VD1 требуется если операционный усилитель не допускает наличия на входе отрицательного напряжения.)

7. Напряжение с выхода 1 U1.1 через резистор R12 заряжает конденсатор С3 и емкость затвора транзистора Q2. И при достижении порогового напряжения транзистор Q2 открывается включая паяльник, при этом диод VD3 закрывается отключая сопротивление нагревателя паяльника RN от измерительной цепи. (Резистор R14 необходим для гарантированного закрытия Q2, если операционный усилитель не может выдать на выходе напряжение равное отрицательному напряжению питания, а также при более высоком напряжение питания схемы на затворе транзистора напряжение не превысило 12 в.)

8. От измерительной цепи отключены резистор R9 и сопротивление нагревателя RN. Напряжение на конденсаторе С1 поддерживается резистором R7, компенсируя возможные утечки через транзистор Q1 и диод VD3. Его сопротивление должно значительно превышать сопротивление нагревателя паяльника RN, чтобы не вносить погрешности в измерении. При этом конденсатор С3 требовался, что бы RN был отключен от измерительной цепи после отключения R9, иначе схема не защелкнется в положении нагрева.

9. Напряжение с выхода 1 U1.1 заряжает конденсатор С2 через резистор R10. Когда напряжение на входе 6 U1.2 достигнет половины напряжения питания откроется транзистор Q1 и начнется новый цикл измерения. Время зарядки выбирается в зависимости от тепловой инерции паяльника т.е. его размеров, для миниатюрного паяльника 0.5с для ЭПСН 5с . Делать слишком коротким цикл не стоит поскольку начнется стабилизация только температуры нагревателя. Указанные на схеме номиналы дают длительность цикла примерно 0.5с.

10. Через открытый транзистор Q1 и резистор R9 будет разряжен конденсатор С1. После падения напряжения на входе 3 U1.1 ниже входа 2 U1.1 на выходе появится низкое напряжение.

11. Низкое напряжение с выхода 1 U1.1 через диод VD2 разрядит конденсатор С2. А также через цепочку резистор R12 конденсатор С3 закроет транзистор Q2.

12. При закрытом транзисторе Q2 диод VD3 откроется и через измерительную цепь RN, VD3, R9, Q1 потечет ток. И начнется зарядка конденсатора С1. Если паяльник нагрелся выше установленной температуры и сопротивление RN увеличилось достаточно что бы напряжение на входе 3 U1.1 не превысило напряжение с делителя R1, R2, R3 на входе 2 U1.1, то на выходе 1 U1.1 сохранится низкое напряжение. Такое состояние продлится до тех пор пока паяльник не остынет ниже установленной резистором R2 температуры, тогда повторится цикл работы начиная с первого пункта.

Выбор компонентов.

1. Операционный усилитель я использовал LM358 с ней схема может работать до напряжения 30 в.2)/R9 . Сопротивление резистора подбирается, чтобы падение напряжение во время измерения на паяльнике было около 3В.

4. Диод VD3. Желательно для уменьшения падения напряжения использовать диод Шоттки с запасом по току.

5. Транзистор Q2. Любой силовой N MOSFET. Я использовал снятый со старой материнской платы 32N03.

6. Резистор R1, R2, R3. Суммарное сопротивление резисторов может быть от единиц килоом до сотен килоом, что позволяет подобрать сопротивления R1, R3 делителя, под имеющейся в наличие переменный резистор R2. Точно рассчитать значение резисторов делителя затруднительно поскольку в измерительной цепи присутствует транзистор Q1 и диод VD3, учесть точное падение напряжения на них сложно.

Примерное соотношение сопротивлений:
Для холодного паяльника R1/(R2+R3)≈ RNхол/ R9
Для максимально нагретого R1/R2≈ RNгор/ R9

7. Так как изменение сопротивления для стабилизации температуры намного меньше ома. То для подключения паяльника должны использоваться высококачественные разъемы, а еще лучше напрямую запаять кабель паяльника к плате.

8. Все диоды, транзисторы и конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение минимум в полтора раза выше напряжения питания.

Схема из-за наличия диода VD3 в измерительной цепи имеет небольшую чувствительность к изменению температуры и напряжения питания. Уже после изготовления пришла идея как уменьшить эти эффекты. Необходимо заменить Q1 на N MOSFET с низким сопротивлением в открытом состоянии и добавить еще один диод аналогичный VD3, Дополнительно оба диода можно соединить куском алюминии для теплового контакта.

Исполнение.

Я выполнил схему максимально используя компоненты SMD монтажа.Резисторы и керамические конденсаторы тип размера 0805. Электролиты в корпусе В. Микросхема LM358 в корпусе SOP-8. Диод ST34 в корпусе SMC. Транзистор Q1 можно монтировать в любом из SOT-23, TO-252 или SOT -223 корпусах. Транзистор Q2 может быть в корпусах TO-252 или TO-263. Резистор R2 ВСП4-1. Резистор R9 как самую горячую деталь лучше расположить вне платы, только для паяльников с мощностью менее 10вт можно в качестве R9 распаять 3 резистора 2512.

Плата из двух стороннего текстолита. На одной стороне медь не травится и используется под землю на плате отверстия в которые запаиваются перемычки обозначены как отверстия с металлизацией, остальные отверстия со стороны сплошной меди зенкеруются сверлом большего диаметра. Для плату надо распечатывать в зеркальном виде.

Немного теории. Или почему высокая частота управления не всегда хорошо.

Если спросить какая частота управления лучше. Скорее всего будет ответ чем выше тем лучше, т. е. тем точнее.

Попытаюсь объяснить как я понимаю этот вопрос.

Если брать вариант когда датчик находится на кончике жала то этот ответ правильный.

Но в нашем случае датчиком является нагреватель, хотя и во многих паяльных станциях датчик находится не в жале а рядом с нагревателем. Вот для таких случаев такой ответ будет не верен.

Начнем с точности удержания температуры.

Когда паяльник лежит на подставке и начинают сравнивать регуляторы температуры какая схема точнее держит температуру и речь зачастую идет о цифрах в один и меньше градуса. Но так ли важна точность температуры в этот момент? Ведь по сути более важно удержание температуры в момент пайки, т. е. насколько паяльник сможет удержать температуру при интенсивном отборе мощности от жала.

Представим упрощенную модель паяльника. Нагреватель к которому подводится мощность и жало от которого идет малый отбор мощности в воздух когда паяльник лежит на подставке или большой во время пайки. Оба эти элемента имеют тепловую инертность или по другому теплоемкость, как правило нагреватель имеет значительно более низкую теплоемкость. Но между нагревателем и жалом имеется тепловой контакт который имеет свое тепловое сопротивление, а это значит чтобы передать какую то мощность от нагревателя к жалу надо иметь разность температур. Тепловое сопротивление между нагревателем и жалом может иметь разную величину в зависимости от конструкции. В китайских паяльных станциях теплопередача происходит вообще через воздушный зазор и в итоге паяльник мощность пол сотни ват и по индикатору удерживающий температуру до градуса не может пропаять площадку на плате. Если датчик температуры находится в жале то можно просто увеличить температуру нагревателя. Но у нас датчик и нагреватель одно целое и при увеличении отбора мощности с жала в момент пайки температура жала будет падать поскольку из-за теплового сопротивление для передачи мощности нужно падение температуры.

Полностью решить эту проблему нельзя, но можно максимально уменьшить. И позволит это сделать более низкая теплоемкости нагревателя относительно жала. И так у нас противоречие для передачи мощности в жало надо увеличить температуру нагревателя для поддержания температуры жала, но мы не знаем температуры жала поскольку измеряем температуру у нагревателя.

Вариант управления реализованный в этой схеме позволяет разрешить эту дилемму простым способом. Хотя можно попытаться придумать и более оптимальные модели управления но сложность схемы возрастет.

И так в схеме энергия в нагреватель подается фиксированное время и оно достаточно длительное, чтобы нагреватель успевал разогрелся значительно выше температуры стабилизации. Между нагревателем и жалом появляется значительная разность температур и происходит передача тепловой мощности в жало. После выключения нагрева нагреватель и жало начинают остывать. Нагреватель остывает передавая мощность в жало, а жало остывает передавая мощность во внешнюю среду. Но за счет меньшей теплоемкости нагреватель успеет остыть до того как температура жала значительно изменится, а также и во время нагрева температура на жале не успеет сильно изменится. Повторное включение произойдет когда температура нагревателя упадет до температуры стабилизации, а так как передача мощности происходит в основном в жало, то температура нагревателя в этот момент будет слабо отличатся от температуры жала. И точность стабилизации будет тем выше чем меньше теплоемкость нагревателя и меньше тепловое сопротивление между нагревателем и жалом.

Если длительность цикла нагрева будет слишком низкой (высокая частота управления) то на нагревателе не будут возникать моменты перегрева когда происходит эффективный перенос мощности в жало. И как следствие в момент пайки будет сильное падение температуры жала.

При слишком большой длительности нагрева теплоемкости жала не будет хватать для сглаживания бросков температуры до приемлемой величины, и вторая опасность если при высокой мощности нагревателя тепловое сопротивление между нагревателем и жалом велико, то можно получить разогрев нагревателя выше допустимых для его работы температур, что приведет к его поломке.

В итоге как мне кажется необходимо подбирать время задающие элементы C2 R10 так, что бы при измерении температуры на конце жала были видны незначительные колебания температуры. С учетом точности индикации тестера и инертности датчика заметные колебания в один или несколько градусов не приведут к колебаниям реальной температуры более десятка градусов, а такая нестабильность температуры для радиолюбительского паяльника более чем достаточная.

Вот что окончательно получилось

Так как тот паяльник на который первоначально рассчитывал оказался не пригодным, то переделал в вариант под паяльник ЭПСН с 6 ом нагревателем. Без перегрева работал от 14в я подал на схему 19в, что бы был запас на регулирование.

Доработал под вариант с установкой VD3 и заменой Q1 на MOSFET. Плату не переделывал просто установил новые детали.

Чувствительность схемы к изменению напряжения питания полностью не пропала. Такая чувствительность не будет заметна на паяльниках с керамическим жалом, а для нихрома заметно становится при изменении питающего напряжения более 10%.

Плата ЛУТ

Распайка не совсем по схеме платы. Вместо резисторов распаял диод VD5 разрезал дорожку к транзистору и просверлил отверстие под провод от резистора R9.

На переднюю панель выходят светодиод и резистор. Плата будет крепится за переменный резистор, поскольку она не большая и механических нагрузок не предполагается.

Окончательно схема приобрела следующий вид указываю получившиеся у меня номиналы под любой другой паяльник необходимо подбирать как писал выше. Сопротивление нагревателя паяльника конечно не точно 6 ом. Транзистор Q1 пришлось брать этот из-за корпуса силовой не стал просто менять хотя они оба могут быть одинаковые. Резистор R9 даже ПЭВ-10 чувствительно нагревается. Конденсатор С6 особо не влияет на работу и я его убрал. На плате еще распаивал керамику параллельно С1 но нормально и без неё.

П.С. Интересно если кто соберет для паяльника с керамическим нагревателем, самому пока проверить не на чем. Пишите если нужны дополнительные материалы или пояснения.

Работа многих связана с применением паяльника. Для кого-то это просто хобби. Паяльники бывают разные. Могут быть простые, но надежные, могут представлять собой современные паяльные станции, в том числе инфракрасные. Для получения качественной пайки требуется иметь паяльник нужной мощности и нагревать его до определенной температуры.

Рисунок 1. Схема регулятора температуры, собранная на тиристоре КУ 101Б.

Для помощи в этом деле предназначены различные регуляторы температуры для паяльника. Они продаются в магазинах, но умелые руки могут самостоятельно собрать подобное устройство с учетом своих требований.

Достоинства регуляторов температуры

Большинство из домашних мастеров с юных лет пользуется паяльником мощностью в 40 Вт. Раньше трудно было что-то купить с другими параметрами. Паяльник сам по себе удобный, с его помощью можно паять многие предметы. Но пользоваться им при монтаже радиоэлектронных схем неудобно. Тут и пригодится помощь регулятора температуры для паяльника:

Рисунок 2. Схема простейшего регулятора температуры.

• жало паяльника прогревается до оптимальной температуры;
• продлевается срок службы жала;
• радиодетали никогда не перегреются;
• не произойдет отслоения токоведущих элементов на печатной плате;
• при вынужденном перерыве в работе паяльник не нужно выключать из сети.

Не в меру нагретый паяльник не держит на жале припой, с перегретого паяльника он капает, делая место пайки очень непрочным. Жало покрывается слоем окалины, которую счищают только шкуркой и напильниками. В результате появляются кратеры, которые тоже нужно удалять, сокращая длину жала. Если использовать регулятор температуры, такого не произойдет, жало всегда будет готово к работе. При перерыве в работе достаточно уменьшить его нагрев, не выключая из сети. После перерыва горячий инструмент быстро наберет нужную температуру.

Вернуться к оглавлению

Простые схемы регулятора температуры

В качестве регулятора можно использовать ЛАТР (лабораторный трансформатор), регулятор освещенности для настольной лампы, блок питания КЭФ-8, современную паяльную станцию.

Рисунок 3. Схема выключателя для регулятора.

Современные паяльные станции способны регулировать температуру жала паяльника в разных режимах — в ручном, в полностью автоматическом. Но для домашнего мастера стоимость их довольно значительна. Из практики видно, что автоматическая регулировка практически не нужна, так как напряжение в сети обычно стабильное, температура в помещении, где ведется пайка, тоже не меняется. Поэтому для сборки может использоваться простая схема регулятора температуры, собранная на тиристоре КУ 101Б (рис.1). Этот регулятор с успехом используется для работы с паяльниками и лампами мощностью до 60 Вт.

Этот регулятор очень прост, но позволяет менять напряжение в пределах 150-210 В. Продолжительность нахождения тиристора в открытом состоянии зависит от положения переменного резистора R3. Этим резистором и осуществляется регулировка напряжения на выходе прибора. Пределы регулировки устанавливаются резисторами R1 и R4. С помощью подбора R1 устанавливается минимальное напряжение, R4 — максимальное. Диод Д226Б можно заменить на любой с обратным напряжением более 300 В. Тиристор подойдет КУ101Г, КУ101Е. Для паяльника мощностью свыше 30 Вт диод нужно брать Д245А, тиристор КУ201Д-КУ201Л. Плата после сборки может выглядеть примерно так, как показано на рис. 2.

Для индикации работы прибора можно регулятор оснастить светодиодом, который будет светиться при наличии напряжения на его входе. Не будет лишним и отдельный выключатель (рис. 3).

Рисунок 4. Схема регулятора температуры с симистором.

Следующая схема регулятора зарекомендовала себя с хорошей стороны (рис. 4). Изделие получается очень надежным и простым. Деталей требуется минимум. Главная из них — симистор КУ208Г. Из светодиодов достаточно оставить HL1, который будет сигнализировать о наличии напряжения на входе и о работе регулятора. Корпусом для собранной схемы может быть подходящих размеров коробочка. Можно для этой цели использовать корпус электрической розетки или выключателя с установленным проводом питания и вилкой. Ось переменного резистора нужно вывести наружу и надеть на нее пластмассовую ручку. Рядом можно нанести деления. Такой простейший прибор способен регулировать нагрев паяльника в пределах примерно 50-100%. При этом мощность нагрузки рекомендуется в пределах 50 Вт. На практике схема работала с нагрузкой 100 Вт без последствий в течение часа.

Для пайки радиосхем и других деталей нужны разные инструменты. Главный из них — паяльник. Для более красивой и качественной пайки его рекомендуется оснастить регулятором температуры. Вместо него можно использовать разные приборы, которые продаются в магазинах.

Можно своими руками без проблем собрать приспособление из нескольких деталей.

Это обойдется очень дешево, да интерес представляет больший.

Устройства для настройки уровня напряжения, подающегося на нагревательный элемент, нередко используются радиолюбителями для предотвращения преждевременного разрушения жала паяльника и повышения качества пайки. Наиболее распространенные мощности для паяльника содержат двухпозитронные контактные переключатели и тринисторные устройства, установленные в подставке. Эти и другие приборы обеспечивают возможность выбора необходимого уровня напряжения. Сегодня применяются самодельные и заводские установки.

Если нужно получить 40 Вт из паяльника на 100 Вт, можно применить схему на симисторе ВТ 138-600. Принцип работы заключается в обрезке синусоиды. Уровень среза и температуру нагрева можно регулировать, используя резистор R1. Неоновая лампочка выполняет функцию индикатора. Ставить ее не обязательно. На радиатор устанавливается симистор ВТ 138-600.

Корпус

Вся схема обязательно должна быть помещена в закрытый диэлектрический корпус. Желание сделать прибор миниатюрным не должно влиять на безопасность при его использовании. Помните, что устройство работает от источника напряжения 220 В.

Тринисторный регулятор мощности для паяльника

В качестве примера можно рассмотреть устройство, рассчитанное на нагрузку от нескольких ватт до сотни. Диапазон регулирования такого прибора изменяется от 50% до 97%. В устройстве используется тринистор КУ103В с удерживающим током не более одного миллиампера.

Через диод VD1 беспрепятственно проходят отрицательные полуволны напряжения, обеспечивая примерно половину всей мощности паяльника. Ее можно регулировать тринистором VS1 в течение каждого положительного полупериода. Устройство включается встречно-параллельно диоду VD1. Тринистор управляется по фазоимпульсному принципу. Генератор вырабатывает импульсы, поступающие на управляющий электрод, состоящий из цепи R5R6C1, задающей время, и однопереходного транзистора.

Позицией ручки резистора R5 определяется время от положительного полупериода. Схема регулятора мощности требует температурной стабильности и повышения помехоустойчивости. Для этого можно зашунтировать управляющий переход резистором R1.

Цепь R2R3R4VT3

Генератор питается импульсами напряжением до 7В и длительностью 10 мс, сформированными цепью R2R3R4VT3. Переход транзистора VT3 является стабилизирующим элементом. Он включается в обратном направлении. Мощность, которую рассеивает цепь резисторов R2-R4, будет уменьшена.

Схема регулятора мощности включает в себя резисторы — МЛТ и R5 — СП-0,4. Транзистор можно использовать любой.

Плата и корпус для прибора

Для сборки данного устройства подойдет плата из фольгированного стеклопластика диаметром 36 мм и толщиной 1 мм. Для корпуса можно использовать любые предметы, например пластиковые коробки или футляры из материала с хорошей изоляцией. Понадобится база под элементы вилки. Для этого к фольге можно припаять две гайки М 2,5 таким образом, чтобы штыри прижимали плату к корпусу при сборке.

Недостатки тринисторов КУ202

Если мощность паяльника небольшая, регулирование возможно только в узкой области полупериода. В той, где удерживающее напряжение тринистора хотя бы немного ниже тока нагрузки. Температурная стабильность не может быть достигнута, если использовать такой регулятор мощности для паяльника.

Повышающий регулятор

Большая часть устройств для стабилизации температуры работает только на снижение мощности. Регулировать напряжение можно от 50-100% или от 0-100%. Мощности паяльника может оказаться недостаточно в случае подачи питания ниже 220 В или, например, при необходимости выпаять большую старую плату.

Действующее напряжение сглаживается электролитическим конденсатором, увеличивается в 1,41 раза и питает паяльник. Постоянная мощность, выпрямленная на конденсаторе, достигнет 310 В при питании 220 В. Оптимальная температура нагрева может быть получена даже при 170 В.

Мощные паяльники не нуждаются в повышающих регуляторах.

Необходимые детали для схемы

Чтобы собрать удобный регулятор мощности для можно использовать метод навесного монтажа возле розетки. Для этого нужны малогабаритные комплектующие. Мощность одного резистора должна составлять не менее 2 Вт, а остальных — 0,125 Вт.

Описание схемы повышающего регулятора мощности

На электролитическом конденсаторе C1 с мостом VD1 выполнен входной выпрямитель. Его рабочее напряжение не должно быть меньше 400 В. На IRF840 размещается выходная часть регулятора. С этим устройством можно использовать паяльник до 65 Вт без радиатора. Они могут нагреваться выше нужной температуры даже при пониженной мощности питания.

Управление ключевым транзистором, размещенным на микросхеме DD1, производится от ШИМ-генератора, частота которого задается конденсатором C2. монтируется на приборах C3, R5 и VD4. Он питает микросхему DD1.

Для защиты выходного транзистора от самоиндукции устанавливается диод VD5. Его можно не ставить, если регулятор мощности паяльника не будет использоваться с другими электрическими приборами.

Возможности замены деталей в регуляторах

Микросхема DD1 может быть заменена на К561ЛА7. Выпрямительный мостик делается из диодов, рассчитанных на минимальный ток 2А. Устройство IRF740 можно использовать как выходной транзистор. Схема не нуждается в накладке, если все детали исправны и при ее сборке не было допущено ошибок.

Другие возможные варианты устройств для рассеивания напряжения

Собираются простые схемы регуляторов мощности для паяльника, работающие на симисторах КУ208Г. Вся их хитрость в конденсаторе и неоновой лампочке, которая, меняя свою яркость, может послужить в качестве индикатора мощности. Возможное регулирование — от 0% до 100%.

При отсутствии симистора или лампочки можно применить тиристор КУ202Н. Это весьма распространенный прибор, имеющий множество аналогов. С его использованием можно собрать схему, работающую в диапазоне от 50% до 99% мощности.

От компьютерного шнура можно использовать для изготовления петли, чтобы погасить возможные помехи от переключения симистора или тиристора.

Стрелочный индикатор

В регулятор мощности паяльника может быть интегрирован стрелочный индикатор для большего удобства при использовании. Сделать это совсем несложно. Неиспользуемая старая аудиоаппаратура может помочь с поиском таких элементов. Приборы несложно найти на местных рынках в любом городе. Хорошо, если один такой лежит дома без дела.

Для примера рассмотрим возможность интегрирования в регулятор мощности для паяльника индикатора М68501 со стрелкой и цифровыми отметками, который устанавливался в старых советских магнитофонах. Особенность настройки заключается в подборе резистора R4. Наверняка придется подбирать прибор R3 дополнительно, если будет использован другой индикатор. Необходимо соблюдение соответствующего баланса резисторов при понижении мощности паяльника. Дело в том, что стрелка индикатора может отображать снижение мощности на 10-20% при фактическом потреблении паяльником 50%, то есть наполовину меньше.

Заключение

Регулятор мощности для паяльника можно собрать, руководствуясь множеством инструкций и статей с приведенными примерами возможных разнообразных схем. От хороших припоев, флюсов и температуры нагревательного элемента во многом зависит качество спайки. Сложные устройства для стабилизации или элементарное интегрирование диодов может применяться при сборке аппаратов, необходимых для регулирования поступающего напряжения.

Такие приборы широко используются с целью понижения, а также повышения мощности, подающейся на нагревательный элемент паяльника в диапазоне от 0% до 141%. Это очень удобно. Появляется реальная возможность работать при напряжении ниже 220 В. На современном рынке доступны качественные аппараты, укомплектованные специальными регуляторами. Заводские устройства работают только на понижение мощности. Повышающий регулятор придется собирать самостоятельно.

Все, кто умеет пользоваться паяльником старается бороться с явлением перегрева жала и вследствие этого ухудшения качества пайки. Для борьбы с этим не очень приятным фактом предлагаю вам собрать одну из простых и надежных схем регулятора мощности паяльника своими руками.

Для ее изготовления вам понадобится проволочный переменный резистор типа СП5-30 либо аналогичный и жестяная коробка из-под кофе. Просверлив, по центру дна банки отверстие и устанавливаем там резистор, и осуществляем разводку

Данный и очень простой девайс повысит качество пайки а также сможет защитить жало паяльника от разрушения из-за перегрева.

Гениальное — просто. По сравнению с диодом переменный резистор не проще и ненадежнее. Но паяльник с диодом слабоват, а резистор позволяет работать без перекала и без недокала. Где взять мощный, подходящий по сопротивлению переменный резистор? Проще найти постоянный, а выключатель, применяемый в «классической» схеме, заменить на трехпозиционный

Дежурный и максимальный нагрев паяльника дополнится оптимальным, соответствующим среднему положению переключателя. Нагрев резистора по сравнению с снизится, а надежность работы повысится.

Еще одна очень простая радиолюбительская разработка, но в отличии от первых двух с более высоким КПД

Резисторные и транзисторные регуляторы — неэкономичные. Повысить КПД можно так же, включением диода. При этом достигается более удобный предел регулирования (50-100%). Полупроводниковые приборы можно разместить на одном радиаторе.

Напряжение с выпрямительных диодов поступает на параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из сопротивления R1, стабилитрона VD5 и емкости С2. Созданное им девяти вольтовое напряжение используется для питания микросхемы счетчика К561ИЕ8.

Кроме того ранее выпрямленное напряжение, через емкость C1 в виде полупериода с частотой 100 Гц, проходит на вход 14 счетчика.

К561ИЕ8 это обычный десятичный счетчик, поэтому, с каждым импульсом на входе CN на выходах будет последовательно устанавливаться логическая единица. Если переключатель схемы переместим, на 10 выход, то с появлением каждого пятого импульса осуществится обнуление счетчика и счет начнется повторно, а на выводе 3 логическая единица установится только на время одного полупериода. Поэтому, транзистор и тиристор будут открываться только через четыре полупериода. Тумблером SA1 можно регулировать количество пропущенных полупериодов и мощность схемы.

Диодный мост используем в схеме такой мощности, чтобы она соответствовала мощности подключенной нагрузки. В качестве нагревательных приборов можно применить таких как электроплитка, ТЭН и т.п.

Схема очень простая, и состоит из двух частей: силовой и управляющей. К первой части относится тиристор VS1, с анода которого идет регулируемое напряжение на паяльник.

Схема управления, реализована на транзисторах VT1 и VT2, управляет работой ранее упомянутого тиристора. Она получает питание через параметрический стабилизатор, собранный на резисторе R5 и стабилитроне VD1. Стабилитрон предназначен для стабилизации и ограничения напряжения, питающего конструкцию. Сопротивление R5 гасит лишнее напряжение, а переменным сопротивлением R2 настраивается выходное напряжение.

В качестве корпуса конструкции, возьмем обычную розетку. Когда будете покупать, то выбирайте, чтобы она была сделана из пластмассы.

Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума. HL1 (неоновая лампа МН3… МН13 и т.п) – линеаризует управление и одновременно выполняет функцию индикатора индикатором. Конденсатор С1 (емкостью 0,1 мкф)– генерирует пилообразный импульс и реализует функцию защиты цепи управления от помех. Сопротивление R1 (220 кОм) – регулятор мощности. Резистор R2 (1 кОм) – ограничивает ток протекающий через анод — катод VS1 и R1. R3 (300 Ом) – ограничивает ток через неонку HL1 () и управляющий электрод симистора.

Регулятор собран в корпусе от блока питания советского калькулятора. Симистор и потенциометр закреплены на стальном уголке, толщиной 0,5мм. Уголок привинчен к корпусу двумя винтами М2,5 с применением изолирующих шайб. Сопротивления R2, R3 и неонка HL1 помещены в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены с помощью навесного монтажа.

T1: BT139 симистор, T2: BC547 транзистор, D1: DB3 динистор, D2 и D3: 1N4007 диод, C1: 47nF/400V, C2:220uF/25 В, R1 и R3: 470K, R2: 2K6, R4: 100R, P1: 2M2, Светодиод 5 мм красный.

Симистор BT139 применяется для регулировки фазы «резистивной» нагрузки нагревательного элемента паяльника. Красный светодиод является визуальным индикатором активности работы конструкции.

Основа схемы МК PIC16F628A, который и осуществляет ШИМ регулирование подводимой к главному инструменту радиолюбителя потребляемой мощности.

Если ваш паяльник большой мощностью от 40 ватт, то при пайке небольших радиоэлементов, особенно smd компонентов трудно подобрать момент времени, когда пайка будет оптимальной. А паять им smd мелочевку просто не возможно. Чтобы не тратить деньги на покупку паяльной станции, особенно если она вам нужна не часто. Предлагаю собрать к вашему главному радиолюбительскому инструменту эту приставку.

схема регулировки температуры. Как сделать регулятор нагрева на симисторе?

Для качественного соединения радиодеталей и медных проводов пользуются разнообразными специальными приборами. Важной тонкостью при пайке является необходимость точного поддержания температуры в точке работы. Для этого применяется схема регулировки мощности прибора.

Такой прибор можно собрать своими руками буквально за один вечер. Если тщательно продумать конструкцию, он найдёт в быту применение не только для управления паяльником. Можно плавно регулировать яркость настольной лампы. Такой аппарат также обеспечит плавную регулировку температуры электроплитки или небольшой кухонной духовки.

Инструменты и материалы

Несмотря на простоту конструкции, симисторный регулятор является радиоэлектронной схемой. Для изготовления такого прибора потребуются инструменты для механической обработки металла и пластмассы. При монтаже электроники придётся использовать уже имеющийся паяльник. Разумеется, для сборки даже самого простого регулятора мастер должен обладать некоторыми знаниями и навыками изготовления радиоконструкций.

В первую очередь, определившись с потребностями и замыслом, приобретите нужные электронные компоненты по списку. Ключевым и самым дорогим элементом конструкции является симистор.

Эта небольшая деталь должна надёжно работать при подключении нагрузки запланированной мощности, поэтому лучше купить более дорогую деталь с некоторым запасом мощности.

Схемы регуляторов настолько похожи, что подобрать детали поможет продавец-консультант прямо в магазине радиотоваров. Ещё проще найти на сайте магазина радиодеталей готовый комплект для сборки. В нём уже будут все нужные компоненты и инструкция по сборке.

Не менее важной деталью является корпус будущего регулятора. Он должен быть компактным, но вмещать все нужные элементы. Большое значение имеет удобство подключения потребителя. В качестве корпуса можно использовать готовую электромонтажную коробку со встроенной электророзеткой. В магазинах радиотоваров также продаются готовые корпуса для самоделок.

Ручка регулятора должна крепко держаться на оси переменного резистора, которым задаётся нужная температура. При этом материал ручки должен гарантировать изоляцию от напряжения бытовой электросети. Хорошо подходят ручки от старых радиоприёмников или электроприборов.

Потребуются и такие предметы:

• провода, рассчитанные на подключение в сеть 220 В;
• изолента;
• винты и шурупы;
• набор для пайки (припой, флюс, средство для отмывки паяных соединений).

Для проверки работы готового прибора удобно пользоваться электрической лампой накаливания. Можно использовать любую настольную лампу.

Только учтите, что светодиодные или люминисцентные лампы для этого не годятся, потому что неправильно работают с простыми симисторными регуляторами напряжения.

Способы изготовления

Если будете собирать простой симисторный регулятор на базе готового набора деталей, надо сразу же выбрать в магазине подходящую заготовку корпуса. Если есть желание сделать необычную конструкцию, можно использовать для корпуса любой старый электроприбор подходящего размера.

Регулятор небольшой мощности можно собрать в корпусе старого блока питания, включаемого в розетку. Очень необычно также смотрятся самодельные корпуса из древесины, но они трудоёмки в изготовлении. В общем, есть широчайший простор для творчества.

Выбрав корпус будущего регулятора, продумайте расположение элементов внутри него. Если использовать для сборки регулятора на симисторе электротехническую коробку с вилкой и розеткой, придётся поломать голову над способом размещения внутри неё платы регулятора. Кроме того, место расположения ручки регулятора должно быть удобным.

Простой прибор регулировки напряжения на симисторе обычно не содержит элементов обратной связи. Поворотом ручки приблизительно выставляется лишь процент подводимой мощности. Например, среднее положение ручки обеспечивает подачу примерно двух третей мощности.

Если есть желание сделать более точный терморегулятор, можно воспользоваться специальными паяльниками, которые содержат встроенный термодатчик.

Такие приборы обычно применяются для работы в составе паяльных станций и питаются пониженным напряжением.

Их также можно использовать совместно с самодельным регулятором температуры на симисторе. Но схема получится более сложной и будет включать в себя блок питания, понижающий напряжение 220 В до стандартного для паяльных станций – 23-28 В. Кроме того, такой регулятор содержит в конструкции компаратор, который сравнивает заданную температуру с той, которая фактически измерена датчиком температуры.

Выбирая паяльник со встроенным датчиком, обратите внимание на тип измерительного прибора. Более дешёвые модели имеют чувствительный элемент в виде терморезистора. Такие паяльники применимы с самыми простыми регуляторами температуры.

Более дорогие модели имеют датчик в виде термопары. Такие датчики позволяют измерять и регулировать температуру очень точно. Но компаратор, применяемый совместно с термопарой, имеет более сложную и капризную схему.

Симисторные регуляторы, способные работать совместно с термопарой, проще покупать в виде готовых наборов для сборки.

Многие наборы для сборки симисторного регулятора с датчиком температуры имеют схемы, прямо отображающую на индикаторе измеренную температуру паяльника. Это даёт неоценимое удобство работы, но не ведет к значительному удорожанию конструкции. Место для размещения индикатора также надо тщательно продумать.

Следует предусмотреть достаточное охлаждение ключевого элемента. Несмотря на то что симисторные ключи при работе почти не нагреваются, некоторая вентиляция всё равно нужна. Кроме того, могут сильно греться резисторы, ограничивающие ток на контактах симистора. Это следует учитывать, проектируя регулятор температуры на мощность более 200 Вт.

При сборке самодельного симисторного регулятора следует использовать стандартные припои и флюс для пайки. Электронные компоненты и медные провода паяются очень хорошо, и в качестве флюса вполне достаточно сосновой канифоли. Активные флюсы лучше не применять, потому что пайка с их применением может начать быстро разрушаться.

Проверка и наладка

Перед первым включением тщательно проверьте правильность сборки схемы. Особое внимание уделите надёжности паяных соединений и качеству изоляции всех цепей. Симисторный регулятор включается непосредственно в электросеть, и все его части, включая переменный резистор задания температуры, находятся под напряжением, опасным для жизни.

Включать в розетку можно только прибор, все детали которого надёжно закреплены, а корпус закрыт и обеспечивает полную изоляцию. Первое включение можно произвести без нагрузки.

Если всё сделано правильно, подключите нагрузку в виде паяльника или лампы накаливания. Как правило, собранный из исправных деталей симисторный регулятор в особой наладке не нуждается.

Требуемая температура паяльника выставляется приблизительным поворотом ручки регулятора. Особая точность при этом не требуется, поэтому ручка резистора часто даже не снабжается шкалой.

При необходимости можно разметить шкалу температуры, ориентируясь на известные признаки при пайке. Например, распространённый припой марки ПОС-60 плавится при температуре 245°С. Канифоль плавится при 100°С, а при 260-320°С дымит и обугливается. Такая разметка шкалы регулятора позволит заранее устанавливать приблизительно нужный режим пайки.

При любых работах с паяльником соблюдайте общие правила безопасности. Следите за качеством вентиляции в помещении. Пары припоя содержат ядовитые пары свинца, а дым горящего флюса является канцерогеном. Лучше всего производить пайку под вытяжкой.

Остерегайтесь ожогов и всегда возвращайте неиспользуемый паяльник на специальную подставку во избежание нагрева поверхностей. Опасность представляют также капли расплавленного припоя и брызги кипящего флюса.

О том, как сделать для паяльника регулятор мощности своими руками, смотрите далее.

Симисторный регулятор мощности | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Простой регулятор мощности для паяльника (лампы) на MAC97A

Простой регулятор мощности до 100Вт можно сделать всего из нескольких деталей. Его можно приспособить для регулирования температуры жала паяльника, яркости настольной лампы, скорости вентилятора и т.п. Регулятор на тиристоре получается по размерам сильно большой и конструктивно имеет недочеты и большую схему. Регулятор мощности на импортном малогабаритном симисторе mac97a (600В; 0,6А) можно коммутировать и более мощные нагрузки, простая схема, плавная регулировка, маленькие габариты.

Немного о принципе работы симистора

Если у тиристора есть анод и катод, то электроды у симистора так охарактеризовать нельзя, потому что каждый электрод является и анодом и катодом одновременно. В отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлении, симистор способен проводить ток в двух направлениях. Именно поэтому симистор прекрасно работает в сетях переменного тока.

Как раз простой схемой, характеризующей принцип работы симистора служит наш электронный регулятор мощности.

 

После подключения устройства к сети на один из электродов симистора подаётся переменное напряжение. На электрод, который является управляющим с диодного моста подаётся отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор откроется и ток пойдёт в нагрузку. В тот момент, когда напряжение на входе симистора поменяет полярность он закроется. Потом процесс повторяется.

Чем больше уровень управляющего напряжения тем быстрее включится симистор и длительность импульса на нагрузке будет больше. При уменьшении управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке будет меньше. После симистора напряжение имеет пилообразную форму с регулируемой длительностью импульса.

В данном случае изменяя управляющее напряжение мы можем регулировать яркость электрической лампочки или температуру жала паяльника, а также скорость вентилятора.

Принципиальная схема регулятора на симисторе MAC97A6

Описание работы регулятора мощности на симисторе

При каждой полуволне сетевого напряжения конденсатор С заряжается через цепочку сопротивлений R1, R2, когда напряжение на С становится равным напряжению открывания динистора VD1 происходит пробой и разрядка конденсатора через управляющий электрод VS1 .

Динистор DB3 является двунаправленным диодом (триггер-диод), который специально создан для управления симистором или тиристором. В основном своем состоянии динистор DB3 не проводит через себя ток (не считая незначительный ток утечки) до тех пор, пока к нему не будет приложено напряжение пробоя.

В этот момент динистор переходит в режим лавинного пробоя и у него проявляется свойство отрицательного сопротивления. В результате этого на динисторе DB3 происходит падение напряжения в районе 5 вольт, и он начинает пропускать через себя ток, достаточный для открытия симистора или тиристора.

Диаграмма вольт-амперной характеристики (ВАХ) динистора DB3 изображена на рисунке:

Поскольку данный вид полупроводника является симметричным динистором (оба его вывода являются анодами), то нет разницы, как его подключать.

Характеристики динистора DB3

Кому нужно регулировать нагрузку более 100Вт, ниже представлена похожая схема более мощного регулятора на симисторе ВТ136-600.

Принципиальная схема регулятора на симисторе BT136-600

Приведенная схема регулятора мощности на симисторе рассчитана на достаточно большой ток нагрузки.

Если у Вас нет необходимых деталей и платы для сборки регулятора мощности на симисторе MAC97A6, Вы можете купить полный набор для его сборки в нашем магазине.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Запитываем сверхяркий светодиод от одной батарейки 1.5 вольта!

Давно хотел сделать себе миниатюрный и яркий фонарик питающийся от одного элемента АА или ААА. Для таких целей есть даже спец. микросхемы, но их дефицит у нас + жаба заставили меня пораскинуть мозгами. В результате было сделано это чудо: Подробнее…

• Полезные советы радиолюбителям.

Если необходимо очистить контакты программного переключателя в видеокамере без его разборки, изумительно помогает жидкость KONTAKT PRF7-78 производства фирмы TAEROSOL (Фин). Впрыскиваю через тоненькую трубочку ( в комплекте с баллоном) прямо в зазор прогр. шестерни. Проникающая способность, моющие и смазывающие свойства просто поражают. Вечно хрипящие регуляторы громкости в отечественной аппаратуре начинают работать как новенькие. Подробнее…

• Электропастух своими руками

Электропастух предназначен для организации электроограждения с целью содержания КРС, лошади, свиньи, овцы, козы и др.

Также электроизгородь может быть использована, например, для защиты медовой пасеки или  культурных посевов от бродячих животных.

Подробнее…

Популярность: 96 835 просм.

Регулятор-розетка-удлинитель для паяльника. | Сергей Гайдук

Дорогие друзья-радиолюбители и коллеги по пайке. У каждого, кто занимается пайкой, возникает проблема подачи питания на паяльник и регулировка температуры пайки. Но решить эту проблему на рабочем столе просто: регулятор можно встроить в подставку для паяльника, а можно выполнить отдельным блоком. Но бывают случаи когда надо работать не за рабочим столом, а за оборудованием при его ремонте, Вот и возникла идея сделать регулятор в розетке-удлинителе для удобства работы, а для паяльника сделать упрощенную подставку ( о неё будет отдельно рассказано ).

Вопрос такой розетки с регулятором оказался не совсем простым. Первое условие: она должна быть ударопрочной. Второе условие: возможно меньшие габариты и вес. И третье условие: обеспечивать питание и регулировку для паяльников от 25 Ватт до 200 Ватт.

Первое условие выполнить легко – сделать корпус из листовой стали. Второе потребовало найти розетку с минимальной высотой и это оказалось труднее чем сделать будущий корпус, но розетка была выбрана и теперь размеры уже определяла схема регулятора напряжения. Третья проблема тоже решаема – схем регулировки очень много, от самой простой до самой «навороченной». Выбрал три: первая применяется в самом первом моём регуляторе.

Регулятор напряжения для паяльника на тиристоре КУ202Н.

Регулятор напряжения для паяльника на тиристоре КУ202Н.

Вторая, более современная, сделана уже неоднократно и работает очень хорошо.

Регулятор напряжения для паяльника на симисторе BTA16.

Регулятор напряжения для паяльника на симисторе BTA16.

Третью нашел на AliExpress.

Регулятор напряжения для паяльника на BTA16 полная версия.

Регулятор напряжения для паяльника на BTA16 полная версия.

И выбор остановил на ней. Она практически «родная сестра» второй схемы, но она уже собрана и цена её очень даже приемлемая! Самое главное не надо тратить время на её сборку, сработал фактор «время – деньги!» После её получения приступил к сборке вот, что в итоге получилось.

В схеме c AliExpress добавлен ещё один конденсатор 100 n, одноваттный резистор 100 Ом ( гасящая цепочка от импульсных помех при включении симистора ) и подстроечный резистор 2 Мом для подгонки диапазона регулировки напряжения на нагрузке. Зря мы китайцев ругаем! Все продумано правильно!

Получил быстро! Как и обещали всего за 60 дней! Но ведь надо было и другими делами заниматься…

Получил, проверил в работе, диапазон регулировки 60 В – 230 В.

Получил, проверил в работе, диапазон регулировки 60 В – 230 В.

Заявленная мощность 2000 Вт, но столько и не требуется, а вот радиатор немного великоват. Надо высоту уменьшить, а вот чтобы его снять…

Из-за винта на симисторе пришлось и потенциометр отгибать…

Из-за винта на симисторе пришлось и потенциометр отгибать…

Сфрезеровал до уровня симистора…

Сфрезеровал до уровня симистора…

Получилось как и задумано, осталось согнуть две П-образные пластины корпуса и можно собирать.

Получилось как и задумано, осталось согнуть две П-образные пластины корпуса и можно собирать.

Розетка установлена на винипластовом бруске, который одновременно позволяет двумя винтами М3 закрепить крышку.

Розетка установлена на винипластовом бруске, который одновременно позволяет двумя винтами М3 закрепить крышку.

Вот итог моей работы.

Вот итог моей работы.

Пишите, если есть вопросы! И если есть замечания, тоже пишите! Учту в других конструкциях.

Желаю всем творческих успехов!!!

Основы электричества и электроники с проектами: управление мощностью

---

---

Термин «тиристор» относится к широкому семейству используемых полупроводниковых устройств. в первую очередь для регулирования мощности. Тиристоры в основном быстродействующие электронные. переключатели.

Общие члены семейства тиристоров включают выпрямители с кремниевым управлением, однопереходные транзисторы, симисторы, диаки и (как ни странно) неоновые лампы.

Выпрямители с кремниевым управлением

Кремниевые выпрямители (SCR), которые, вероятно, являются наиболее распространенными Из всех тиристоров это трехпроводные устройства, напоминающие транзисторы.Три выводы называются затвором, катодом и анодом. Иллюстрация Конструкция тринистора, обозначение выводов и электрическое обозначение приведены на рис. 1.

SCR позволяет току течь только в одном направлении. Как диод, катод должен быть отрицательным по отношению к аноду для протекания тока. Однако прямой ток не начнется, пока не будет положительный потенциал, относительно катода, прикладывается к затвору. Как только текущий поток начинается, ворота больше не контролируют действие SCR, пока оно не упадет ниже назначенного удерживающий ток.

Одним из способов остановки прямого тока в проводящем тиристоре является для обратного смещения (заставьте катод стать положительным относительно анод). Другой метод — позволить прямому току опуститься ниже ток удержания SCR. Ток удержания является спецификацией производителя. определение минимального тока, необходимого для поддержания SCR в проводящем состоянии.

Если прямой ток падает ниже заданного удерживающего тока, SCR перестанет проводиться.Когда это произойдет (в результате либо изменение полярности напряжения или потеря минимального тока удержания), управление снова возвращается к затвору, и SCR не будет проводить (даже при прямом смещении) пока на затвор не будет приложен другой положительный потенциал (или импульс).

РИС. 1 Конструкция SCR и электронный символ.

Подобно транзистору, SCR считается устройством тока, потому что затвор current заставляет SCR начать проводить (если в прямом направлении).Так же Прямой ток — это переменная, которая поддерживает проводимость, когда SCR включается током затвора.

Поскольку тиристоры можно выключить при обратном смещении, они очень обычно используется в приложениях питания переменного тока. Поскольку питание переменного тока меняет полярность периодически SCR, используемый в цепи переменного тока, будет автоматически смещен в обратном направлении. (заставляя его выключаться) в течение половины каждого цикла. Во время другого половину каждого цикла, он будет смещен вперед, но он не будет выполняться, если прикладывается положительный импульс затвора.Контролируя совпадение точки при котором импульс затвора применяется вместе с полупериодом прямого смещения, SCR может контролировать количество подаваемой мощности на нагрузку в течение полупериодов. он смещен вперед.

Рассмотрим схему, показанную на рис. 2. Пока SW1 остается разомкнутым, RL не будет получать питание от источника переменного тока, потому что SCR не будет проводить в течение любого полупериода. Если SW1 замкнут (обеспечивая непрерывный положительный потенциал к воротам) нагрузка получит половину доступной мощности от источника переменного тока.В этом состоянии SCR действует как диод и проводит ток только в течение полупериодов, когда он смещен в сторону отделения. (Резистор RG помещается в цепь затвора, чтобы ток затвора не превышал указанный максимум.)

РИС. 2 Демонстрация принципов работы SCR.

Если бы можно было быстро включать и выключать SW1, чтобы SCR принимал импульс затвора на «пике» каждого полупериода прямого смещения, SCR будет проводить только «половину» полупериода.Это условие приведет к тому, что нагрузка получит одну четвертую от общей мощности, доступной от источник переменного тока. Путем точного изменения временного соотношения между импульсы затвора и полупериоды прямого смещения, тиристор может быть настроен на подавать любой процент мощности, необходимый для нагрузки, до 50%. Оно не может подавать более 50% мощности на нагрузку, потому что она не может проводить во время полупериоды при обратном смещении.

Есть несколько важных моментов, которые следует знать о работе эта простая схема.Во-первых, как только SCR был включен путем закрытия S1, он не может быть выключен снова во время оставшейся части прямого смещения полупериод. Пока SCR проводит ток, превышающий его минимальный ток удержания, схема затвора теряет контроль.

Во-вторых, до того, как SCR получит импульс затвора и начнет проводить, там практически нет энергопотребления в схеме; это похоже на разомкнутый выключатель. Как только SCR начинает работать, практически вся мощность передается на Загрузка.

SCR расходует очень мало энергии при управлении мощностью нагрузки, потому что он работает в одном из двух состояний: ВКЛ (выглядит как замкнутый переключатель), или ВЫКЛ (выглядит как разомкнутый выключатель). Замкнутый переключатель может иметь большую амплитуду. тока, протекающего через него, но он не оказывает сопротивления (сопротивления). Следовательно, падение напряжения на замкнутом переключателе практически равно нулю. Потому что сила рассеивание равно току, умноженному на напряжение (P = IE), когда напряжение близка к нулю, как и рассеиваемая мощность.Напротив, открытый переключатель может падение высокого напряжения, но не позволяет току течь.

Опять же, становится неважным, насколько высокое напряжение, если нет тока. поток аренды; рассеиваемая мощность по-прежнему равна нулю.

Чтобы понять важность эффективного управления мощностью, рассмотрим другой метод варьирования мощности нагрузки. ИНЖИР. 3 иллюстрирует схему, в которой реостат используется для изменения мощности, подаваемой на нагрузку 50 Ом (RL).

Регулируемый реостат от 0 до 50 Ом.Когда он настроен на 0 Ом, будет казаться, что это короткое замыкание, и весь источник переменного тока на 120 вольт будет отключен по РЛ. Мощность, рассеиваемая RL, может быть рассчитана следующим образом:

P __ _ _ 288 Вт 14400

_ 50 1202

_ 50 E2

_

рэнд

Мощность, рассеиваемая реостатом, составит

.

П __ _ 0 (0) 2

_ 0 E 2

_

рэнд

РИС. 3 Схема управления мощностью реостата.

Если реостат настроен на наличие сопротивления 50 Ом, напряжение падение напряжения на реостате будет равно падению напряжения на RL.

Следовательно, 60 В переменного тока будут отключены обоими. Потому что они оба равны по падению напряжения и сопротивлению рассеиваемая мощность также будет равна в обоих. Следовательно, в этих условиях рассеиваемая мощность либо это

P __ _ _ 72 Вт 3600

_ 50 602

_ 50 E2

_

рэнд

Поскольку назначение схемы, показанной на рис.3 — контролировать мощность доставляется к нагрузке (RL), вся мощность рассеивается реостатом потрачено впустую. В предыдущем примере эффективность управления мощностью равна 50%. При разных настройках реостата возникают разные уровни эффективности; но очевидно, что такой уровень отходов неприемлем для больших мощностей. электрические приложения.

Недостаток использования одного SCR для управления мощностью, как показано на Рис. 2, заключается в том, что невозможно получить полный контроль над форма волны переменного тока (только 180 градусов, то есть полупериод прямого смещения, можно контролировать).Чтобы решить эту проблему, можно включить два SCR. в цепь для управления двухполупериодной мощностью.

РИС. 4 Дополнительные символы тиристоров.

Симистор

Еще один член семейства тиристоров, симистор может использоваться для двухполупериодной контроль мощности. Симистор имеет три вывода, обозначенные как затвор, M1 и M2. Симисторы запускаются либо положительным, либо отрицательным импульсом на затвор. свинец, применительно к клемме M1. Симисторы могут также проводить ток в в любом направлении между клеммами M1 и M2.Как SCR, когда-то симистор был запущен, ворота теряют контроль до тех пор, пока ток не пройдет через клеммы M1 и M2 опускаются ниже удержания, указанного производителем Текущий. Симисторы считаются текущими устройствами. Используемые электрические символы для симисторов показаны на рис. 4.

Принцип эффективного управления мощностью практически такой же для симистор, как и для SCR. Поскольку симистор работает только в двух режимах (ВКЛ. или ВЫКЛ), двухполупериодное регулирование мощности может быть получено без заметной мощности потери в самом симисторе.Основным преимуществом симистора является его способность срабатывания в любой полярности и управления мощностью во всем весь цикл переменного тока.

Симисторы

обычно используются для небольших приложений управления мощностью (диммеры, малые двигатели постоянного тока и источники питания). К сожалению, у симисторов есть недостаток того, что его довольно сложно выключить (особенно когда используется для управления индуктивные нагрузки). Из-за этой проблемы тиристоры (а не симисторы) используется почти исключительно в приложениях с высокой мощностью.

Однопереходные транзисторы, диаки и неоновые трубки

До сих пор в этом разделе вы исследовали теоретическую возможность управление мощностью с помощью тиристоров или симисторов. Если бы вы могли изменить триггер ворот синхронизация импульсов относительно цикла переменного тока (это называется изменением фазового угла триггерного импульса), у вас будет эффективное электронное управление мощностью орудие труда. Очевидно, что человек не сможет включить выключатель и выключен с частотой 60 Гц, чтобы обеспечить запускающие импульсы для управления мощностью.

Однопереходные транзисторы, диаки и неоновые лампы обычно используются для достижения эта функция. (Неоновая трубка на самом деле не является членом семейства тиристоров, но его функция идентична функции диак.

Некоторое оборудование все еще использует неоновые лампы для запуска, потому что они служат двойное назначение в качестве индикаторов включения.)

Как и транзистор, однопереходный транзистор (UJT) представляет собой устройство с тремя выводами.

Три вывода называются эмиттером, B1 и B2.Схема символ для UJT приведен на рис. 4. В отличие от ранее рассмотренного SCR и симистор, UJT — устройство напряжения. Когда напряжение между эмиттером и B1 достигает определенного значения (отношение приложенного напряжения между выводы B1 и B2, а также изготовленные характеристики UJT), сопротивление между эмиттером и B1 уменьшается до очень низкого значения.

Напротив, если напряжение между эмиттером и B1 уменьшается до значение ниже установленного соотношения, сопротивление между эмиттером и B1 увеличивается до высокого значения.Другими словами, UJT можно рассматривать как устройство пробоя напряжения. Он перейдет в состояние высокой проводимости. (между эмиттером и выводами B1) при пиковом уровне напряжения (выраженном как Vp) достигнуто. Он будет оставаться высокопроводящим до тех пор, пока не снизится напряжение. снижается до гораздо более низкого уровня, называемого «минимальным напряжением» (Vv ).

Цепи зажигания — это электронные цепи, которые изменяют амплитуду и фазу. напряжения триггера переменного тока, приложенного к выводу затвора SCR (или другого тиристора).Используя комбинацию методов регулировки амплитуды и фазового сдвига, уровень Vp (приводящий к пробою напряжения UJT) может быть выполнен точно и неоднократно при любом «фазовом угле относительно формы волны переменного тока применяется к симистору или тиристору. «Характеристики проводящего пробоя UJT используются как средство обеспечения импульсов запуска затвора для «запуска» SCR или симисторы. Следовательно, тиристоры или симисторы могут многократно запускаться на любая точка формы волны переменного тока, приводящая к двухполупериодному (рабочий цикл от 0 до 100%) контроль мощности.

Еще одно устройство для пробоя напряжения — диак. Потому что диаки являются специализированными диоды, их рабочее описание и условные обозначения уже обсуждались в разделе 7. Диаки — это просто твердотельная замена неоновых трубок. Схематическое обозначение неоновых трубок приведено на рис. 4. Неоновые трубки и диаки — это устройства, которые будут оставаться в непроводящем состоянии до тех пор, пока напряжение на них превышает напряжение отключения (или напряжение ионизации в случае неоновых трубок).При размыкании они станут токопроводящими и будут оставаться таковыми до тех пор, пока напряжение на них падает ниже напряжения удержания (гораздо более низкое напряжение чем напряжение переключения), в это время они станут непроводящими. опять таки.

Создание контроллера паяльника

РИС. 5 Контроллер паяльника.

Паяльники доступны во многих диапазонах мощностей. Самые маленькие размеры, около 15 Вт, рекомендуются для очень небольших и точных работ, таких как Работа с компонентами поверхностного монтажа (SMC).Рекомендуются средние размеры, около 30 Вт. для большинства общих электронных работ, включая пайку печатных плат. Большие размеры, от 60 Вт и выше предназначены для больших паяльных работ, например, для пайки. подключения к шинам большого размера или к диодам на стойках.

Если вы столкнетесь с ситуациями, когда вам нужно сделать множество разных типов пайки есть несколько решений. Очевидное решение — купить несколько разных видов паяльников. Другое решение — купить паяльная станция с автоматическим регулятором температуры жала (пусковой примерно по 100 долларов.00). Хорошее промежуточное решение — купить 60-ваттный паяльник и используйте его со схемой, показанной на рис. 5. Кроме того, будучи полезным и удобным инструментом, эта схема поможет проиллюстрировать большая часть того, что только что обсуждалось, касается тиристоров и регулирования мощности.

Как показано на рис. 5, входящая мощность переменного тока 120 В подается через симистор через нагрузку (лампочку и паяльник, параллельно).

Предполагается, что SW1 включен в тот момент времени, когда AC напряжение равно нулю, симистор выключен (непроводящий).Когда напряжение переменного тока начинается увеличиваться через полупериод (полярность не имеет значения, потому что диак и симистор работают с двух сторон), все переменное напряжение равно упал через симистор, потому что он выглядит как разомкнутый переключатель.

Точно так же такое же напряжение падает на цепь зажигания или триггер. цепь (P1, диак и C1), потому что она параллельна симистору.

C1 начнет заряжаться со скоростью, соответствующей настройке P1.Как Полупериод переменного тока продолжается, C1 в конечном итоге будет заряжаться до указанного прерывателя напряжение диака, вызывающее лавину диака, и импульс тока (триггер) протекать через затвор и выводы M1 симистора.

Этот импульс запуска вызывает включение симистора (как замкнутый переключатель), в результате оставшаяся часть полупериода переменного тока применяется к нагрузке (лампа и паяльник). Когда питание переменного тока завершит полупериод и приближается к нулю напряжения (до изменения полярности), ток протекает через симистор падает ниже удерживающего тока, и симистор возвращается в непроводящее состояние.Весь этот процесс повторяется с каждым полупериод входящей мощности переменного тока.

Есть несколько важных моментов, которые следует знать о работе эта схема. Диак достигнет напряжения отключения и запустит симистор. в той же относительной точке в течение каждого полупериода формы волны переменного тока. Этот относительная точка будет зависеть от скорости заряда C1, которая контролируется настройкой P1. Фактически, настройка P1 контролирует среднюю мощность. доставлен в груз.P1 может контролировать большую часть полупериода переменного тока, потому что C1 также вводит фазовый сдвиг с запаздыванием по напряжению.

Без фазового сдвига управление было бы потеряно после пика переменного тока. силовой цикл был достигнут. Во всем диапазоне регулирования мощности этого цепи, мощность, теряемая симистором, незначительна по сравнению с мощностью доставлен в груз.

PL1 — это стандартная трехконтактная вилка переменного тока на 120 В. Если вы построите этот проект в алюминиевой проектной коробке заземляющий контакт (круглый контакт) должен быть подключен к алюминиевой коробке (в данном случае шасси).Из соображений безопасности 120-вольтный Горячий провод переменного тока также должен быть защищен плавкими предохранителями. P1 устанавливается на лицевую панель. коробки проекта для легкого доступа.

Я использовал плоскую прямоугольную алюминиевую коробку для проектов, достаточно большую, чтобы установить паяльник вкл. Паяльник тоже подключил внутренне к фенольной припойной ленте с устройством снятия натяжения для защиты шнура.

Это, конечно, вопрос мнения. Возможно, вы захотите подключить схему к стандартной 120-вольтовой розетке переменного тока для использования с различными паяльниками.

Симистор, диак и C1 могут быть собраны на небольшой универсальной перфорационной плате. или подключены к фенольной припойной ленте.

Лампа мощностью от 15 до 25 Вт представляет собой стандартную лампу накаливания на 120 В переменного тока. любого стиля или дизайна, который вам нравится (это также может быть любая мощность, которую вы хотите, до 60 Вт). Устанавливается на внешней лицевой панели проекта. box и выполняет несколько полезных индикаторных функций. Во-первых, это указывает на то, что питание включено и цепь работает.Во-вторых, с небольшим на практике яркость лампы является хорошим индикатором того, насколько мощность, которую вы прикладываете к паяльнику. Например, если вы используете эту схему с паяльником на 60 ватт, и вы регулируете P1, пока лампочка примерно в два раза ярче, чем обычно, вы потребляете около 30 Вт энергии до кончика. В-третьих, лампочка служит хорошим напоминанием о необходимости выключить пайку. утюг, когда закончишь работу. (Я не могу сосчитать, сколько раз я приходил в наш магазин и обнаружил, что паяльник все еще включен от предыдущего день.) Лучшее значение для C1, вероятно, будет около 0,1 мкФ. После постройки цепь, чтобы ее можно было проверить, используя лампочку в качестве нагрузки, попробуйте несколько разных значений для C1 и выберите тот, который дает наиболее плавную работу во всем диапазоне мощностей. C1 должен быть неполяризованным конденсатором номиналом минимум на 200 вольт.

Помимо управления мощностью, подаваемой на паяльник, это Схема представляет собой базовую схему светорегулятора. Вы можете использовать его для управления мощность, передаваемая на любую «резистивную» нагрузку, примерно до 150 Вт.Для управления большими нагрузками вам потребуется более крупный симистор и, в зависимости от на симисторе вам может потребоваться использовать разные значения для P1 и C1. Для жульничества при троллинге больших нагрузок также неплохо разместить варистор (MOV) поперек входящая 120-вольтовая линия переменного тока (например, NTE2V115).

Схема пр.

Теории и постулаты выполнены. Пришло время для приложений и веселье!

РИС. 6 Простая регулировка мощности паяльника.

Более простой способ?

Нет ничего проще: очень простой паяльник power как показано на рис. 6. В эту схему вставлен диод (с разомкнутым SW1) последовательно с нагревательным элементом паяльника. Диод заблокирует половину поступающего переменного напряжения на нагревательный элемент, что приводит к снижению мощности.

Хотя казалось бы логичным, что паяльник будет работать на половинной мощности с диодом в цепи питания (то есть 60-ваттный утюг будет стать 30-ваттным утюгом) не все так просто.Тип провода универсальный Используемые в резистивных нагревательных элементах называются нихромами.

Нихром, как и большинство резистивных веществ, имеет положительный температурный коэффициент; по мере того, как он становится более горячим, значение его сопротивления увеличивается. Когда резистивный нагрев элемент, предназначенный для приложения 120-вольтового переменного тока (например, в паяльнике) испытывает уменьшение прилагаемой мощности, его температура понижается, в результате в пропорциональном снижении сопротивления. Это снижение сопротивления эффект, заставляющий провод рассеивать больше «мощности на вольт», чем это сделал при номинальном напряжении.

Схема, показанная на рис. 6, при использовании вместе с 60-ваттным паяльник снизил бы его рабочую мощность примерно до 40 Вт. На самом деле, это позволит справиться с большинством паяльных работ, которые вы будете выполнять. сталкиваться. Если вы использовали эту схему с другим паяльником, рассчитанным на 30 Вт, это снизит его до 18 Вт (примерно для SMC работы). Другими словами, два паяльника (60-ваттный и 30-ваттный), два диода общего назначения и два переключателя обеспечат вам полную гамма паяльника нужна.Еще одно преимущество — использование 50- или 60-ваттного паяльник с диодом в цепи питания (и выставление мощности примерно в оптимальной точке для универсальной электронной работы) вызовет нагревательный элемент прослужит примерно в 40 раз дольше и, таким образом, увеличит верхушка жизни.

Кстати, поставив диод общего назначения последовательно с лампой накаливания (но не флуоресцентные!) лампочки прослужат около В 40 раз дольше. Недостатком этого является меньшее количество и эффективность производимого света.

РИС. 7 Цепь развязки общего назначения.

Изоляция

РИС. 7 показано, как построить простой изолирующий трансформатор для вашего скамейка для электроники. Обычно при испытании требуются развязывающие трансформаторы. оборудование с питанием от сети с испытательным оборудованием с питанием от сети.

Например, возвращаясь к рис. 5, предположим, что вы хотите наблюдать форма волны через параллельную цепь паяльника и лампы с осциллограф с питанием от сети.Вы подключаете заземление и зонд через лампу включаем SW1, и «стрела» — перегорает предохранитель и симистор может быть уничтожен. Что случилось? Из соображений безопасности заземление (общее) соединения проводов на большинстве испытательного оборудования с питанием от сети подключены к земле. земля. Глядя на рис. 5, представьте себе результаты подключения заземления. по обе стороны от разъемов лампы / паяльника. Из проблемного точки зрения, есть несколько возможностей: две возможности того, как PL1 подключен (правильный и неправильный), и много возможностей того, как прицел можно подключить.Три из этих возможностей приведут к неправильному эксплуатации или разрушенных компонентов.

Например, если кабель питания контроллера железа был подключен к черный провод, идущий к предохранителю (который является стандартным, безопасным и правильным), и «обычный» зонд прицела случайно коснулся этой части цепи (предохранитель, SW1 или та сторона лампы), то прямое короткое замыкание на землю будет существовать! Если подключение зонда было выполнено со стороны кабеля предохранителя произойдет катастрофическое короткое замыкание, которое, как мы надеемся, приведет к срабатыванию предохранителя. или выключатель на главном блоке.Если соединение было выполнено за предохранителем, это короткое замыкание могло привести к срабатыванию предохранителя либо главного предохранителя, либо предохранителя контроллера, либо и того, и другого.

Если контроллер был изолирован от основной линии питания, с помощью изоляции трансформатор, ни одна из линий (черная или белая) не идет к контроллеру иметь какое-либо соединение с землей. Помните, в бытовой электропроводке белый провод называется нейтралью, и она поддерживается на уровне «земли». В черный и красный провода горячие. Без изоляции, обеспечиваемой трансформатором, общий зонд осциллографа, который подключен к заземлению и нейтрали (через домашняя проводка) и прикреплена к горячей стороне контроллера, будет представлять мертвая коротышка.По этой причине, среди прочего, удобны изолирующие трансформаторы. быть рядом.

На рис. 7 T1 и T2 — любые два «идентичных» силовых трансформатора, с соответствующими рейтингами для желаемого приложения. Например, предположим что T1 имеет вторичный рейтинг 25 вольт при 2 амперах. Следовательно, это Трансформатор на 50 В А (25 В x 2 А = 50 ВА). Для расчета Максимальный номинальный ток первичной обмотки, просто разделите номинальное значение вольт-ампер на 120 вольт (предполагаемое первичное напряжение).Это немного больше 410 миллиампер. Первичная и вторичная обмотки любого индивидуального силового трансформатора всегда будет иметь одинаковый номинал вольт-ампер.

Если вы решили использовать два таких трансформатора для цепи развязки, первичная обмотка T1 будет подключена к линии (120 вольт переменного тока). Вторичный Т1 будет подключен к вторичной обмотке Т2, первичной обмоткой которой будет выход. Другими словами, функция первого трансформатора заключается в преобразовании 120 вольт переменного тока до 25 вольт переменного тока (понижающее приложение), а второй Трансформатор преобразует 25 вольт переменного тока обратно в 120 вольт переменного тока (повышающий режим).Это «преобразование из оригинала» и «преобразование обратно в исходный «процесс является причиной того, что оба трансформаторы должны быть идентичными.

Как объяснялось ранее, 410 миллиампер — это максимальная токовая нагрузка, которая может быть извлеченным из «предполагаемой первичной обмотки» Т2 в идеальных условиях. Тем не мение, есть потери в силовых трансформаторах, и в этом случае потери равны вдвое. Следовательно, необходимо снизить максимальный первичный ток T2. значение на 10%. Следовательно, максимальный выходной ток от этого гипотетического цепь изоляции будет всего около 370 миллиампер — слишком мало для наиболее универсальные требования к изоляции.

Если вы решите построить этот тип изолирующей цепи для своего стенда, вы вероятно, захотите использовать трансформаторы со значительно более высоким номинальным напряжением. К сожалению, вскоре становится очевидным, что силовые трансформаторы в 400- до 500 ВА стоят дорого, как и изолирующие трансформаторы. Тем не мение, некоторые промышленные трансформаторы «нечетной» стоимости с высокими номинальными значениями ВА могут можно очень недорого купить у многих дилеров, торгующих электроникой. Просто убедитесь, что это не феррорезонансные трансформаторы или силовые трансформаторы. предназначен для работы от сети переменного тока 400 Гц.

Цепь защелки

РИС. 8 Цепь защелки SCR.

РИС. 8 — схема защелки SCR. При сборке, как показано на рисунке, нажатие «нормально разомкнутый» переключатель мгновенного действия (SW1) обеспечивает положительный затворный импульс (относительно катода) и запускает SCR. После проведения ворота больше не контролируют SCR, и они продолжают проводить, запитывая пьезозуммер, пока ток через катод / анод не прервется нажатие на «нормально замкнутый» выключатель без фиксации (SW2).Потому что ток катода / анода падает ниже тока удержания SCR (фактически он падает до нуля), управление возвращается к вентилю, и SCR не будет проводить снова, пока не будет нажат переключатель SW1.

Цепь этого типа называется схемой с защелкой. (Электромеханический аналогом этой схемы является реле с фиксацией). доступный SCR можно использовать. Пьезозуммер можно заменить почти на любой тип груза, который необходимо зафиксировать.Есть много-много приложений для такой схемы, но я хотел бы описать ту, что у меня было много весело с.

Я установил эту схему в маленьком черном ящике, используя 9-вольтовую транзисторную батарею. в качестве источника питания. Пьезозуммер есть в любой электронике. магазин запчастей. Зуммер был установлен рядом с передней частью ящика, где просверлены отверстия для динамиков. SW2 находился внутри коробки проекта. Я оседлал его в нижнем заднем углу, так что единственный способ его подавить — это использовать выпрямленную канцелярскую скрепку через почти незаметное маленькое просверленное отверстие через заднюю часть коробки.SW1 крепился к передней панели с помощью большого, красная пластиковая ручка. Под кнопкой SW1 я расположил наклеенные буквы читать «Не толкайся». Об остальном, наверное, догадаешься.

Если коробку оставить на видном месте, это сведет с ума многих, пока они не увидят, что происходит при нажатии кнопки. После их любопытства берет верх над ними, и они нажимают кнопку, звучит пьезозуммер выключен, и нет никакого очевидного способа остановить это.

После сборки этого ящика на усмотрение пользователя рекомендуется! После игры в это пошутить над человеком, не обладающим хорошим чувством юмора (в то время как зуммер был все еще звучит), я совершил ошибку, сказав, что он никогда не мог понять, как чтобы остановить это.Он тут же уронил его на пол и наступил на него с большой сапог с серебряным носком. Я поправился.

Осциллятор

Схема, показанная на рис. 9, представляет собой генератор UJT. UJT делают хорошие генераторы для аудиопроектов, и у них есть некоторые явные преимущества перед нестабильные мультивибраторы. Их легче построить, и они требуют использования только одного UJT. Также вывод имеет форму «пилообразной» волны, который обеспечивает более приятные звуковые гармоники, чем прямоугольные волны.(Эта схема будет использоваться в качестве основы для последующих проектов в этом руководстве.) Осцилляторы UJT есть недостаток. Их полезный аудиовыход, который передается через конденсатор, имеет очень высокое сопротивление. Следовательно, лучше всего использовать согласование импеданса. схему, такую ​​как усилитель с общим коллектором на паре Дарлингтона, показанный на Рис. 9. (Полевой транзистор JFET также очень хорошо подходит для этого приложения. обсуждается в следующем разделе.) Используемые для этого схемы согласования импеданса Тип приложения часто называют буферами.

РИС. 9 Буферизованный звуковой генератор UJT.

Используя значения, приведенные на рисунке, достаточно широкий диапазон звуковых частотный спектр может быть получен вращением P1 (регулировка частоты). Значение C1 может быть увеличено для очень низких колебаний, и наоборот. наоборот. Выход пары Дарлингтона может напрямую управлять небольшим динамиком, но качество звука будет значительно улучшено, если соединить выход с аудиопреобразователь или, что еще лучше, отдельный усилитель звука и оратор.

Если вы хотите поэкспериментировать с действительно уникальными звуками, создайте два этих схем генератора UJT и соединить их выходы с модулятором схема, также проиллюстрированная на рис. 9. Один выход генератора UJT будет подключать в точку A, а другой — в точку B. Выход схемы модулятора к входу необходимо подключить отдельный усилитель и динамик. Диод может быть любым универсальным выпрямительным диодом.

Для понимания этой схемы модулятора требуется объяснение нескольких новые принципы; первый включает диоды.Когда диоды смещены в сторону при очень низких напряжениях и токах они очень нелинейно реагируют. Эта область проводимости диода называется смещенным вперед коленом диода. отклик.

Второй новый принцип связан с процессом модуляции. Модуляция происходит когда две разные частоты смешиваются в нелинейной цепи.

Эффект модуляции вызывает создание дополнительных частот. Например, если частота 1 кГц и частота 10 кГц применяются к входы линейного смесителя, на выходе будут исходные частоты, только смешанные вместе.Если те же две частоты поданы на вход нелинейный смеситель, исходные частоты по-прежнему будут отображаться на выход, но две дополнительные частоты, называемые частотами биений, также будут происходить. Частоты биений будут суммой и разностью исходных частоты. Используя 1 кГц и 10 кГц в качестве оригиналов, частоты биений будет 11 кГц (сумма) и 9 кГц (разница).

Когда два генератора UJT подключены к схеме модулятора (с его выход подается на вход усилителя мощности и динамика), P2 и P3 настроены так, чтобы выходы осцилляторов попадали в область «колена». реакции прямой проводимости D1.Возможно, вам придется добавить дополнительные последовательное сопротивление между каждым генератором и каждым входом модулятора. Если это В таком случае попробуйте увеличивать сопротивление с шагом 100 кОм. Когда две частоты модулируются, создаваемый звук будет мгновенно узнаваемым. Этот тип звука, или «тональность», был на заднем плане большинство научно-фантастических фильмов с 1950-х годов.

Запретная планета (фильм) саундтрек

В 1956 году MGM выпустила классический научно-фантастический фильм под названием «Запрещено». «Планета» с Уолтером Пидженом, Энн Фрэнсис и Лесли Нильсен в главных ролях.Этот фильм был уникален тем, что не содержал традиционной музыки. Скорее саундтрек был описан как «тональности», которые были оригинальным творением Луи и Бебе Бэррон. По моим оценкам, около 80% этих оттенков были генерируется очаровательной схемой, называемой кольцевым модулятором, проиллюстрированной Рис. 10.

РИС. 10 Простая схема пассивного кольцевого модулятора.

Простая схема модулятора, показанная на рис. 9, может производить интересную модуляцию эффекты, но исходные частоты появляются на выходе вместе с частоты биений.Эффект несколько мутный из-за различных смесей. и амплитуды четырех частот (т. е. две частоты биений плюс два исходные частоты). Напротив, схема кольцевого модулятора на рис.10 отменяет две исходные частоты, выводя только частоты биений. Эффект завораживает и впечатляет. Схема на рис.10 будет хорошо работают с двумя источниками аудиосигнала любого типа (т. е. с двумя осцилляторами схемы рис.9, два генератора сигналов, два генератора функций или любая их комбинация).Входы модулятора должны иметь амплитуду несколько вольт. для подходящего выхода.

Почти любые два аудиопреобразователя будут хорошо работать с кольцом Fig. модулятор, но они должны быть согласованы (т.е. они должны быть одной модели и тип). Диоды с D1 по D4 должны быть германиевыми, хотя кремниевые диоды будет работать до некоторой степени.

Теория работы схемы Рис. довольно простой. Модуляция происходит в схеме нелинейного диода, но диоды устроены так, что процесс выпрямления нейтрализует оригинальные частоты.Следовательно, единственные частоты, оставшиеся на выходом являются верхняя и нижняя боковые полосы модуляции.

Кольцевые модуляторы используются во многих типах электронных музыкальных схем, например а также схемы звуковых эффектов, производящие такие эффекты, как колокольчики, лязг и металлические звуки. Они также производят «гармонизирующий» эффект, если входов осциллятора остается стабильным, в то время как вход музыкального инструмента применяется к другому входу.

Сетевые стабилизаторы для схемы паяльника.Паяльник с регулируемой температурой

Уверен, что каждый радиолюбитель сталкивался с проблемой падения гусениц на гетинаксе и рыхлой жести. Причина тому — перегретое или недостаточно нагретое жало паяльника. Как решить эту проблему? Да, это очень простое, а точнее очень простое устройство, сборка которого будет под силу даже начинающему радиолюбителю. Принципиальная схема регулятора была однажды опубликована в журнале Radio :

По принципу действия: данная схема дает возможность регулировать мощность паяльника или лампы от 50 до 100%.В нижнем положении потенциометра тиристор VS1 закрыт, а нагрузка питается через VD2, то есть напряжение снижается вдвое. При повороте потенциометра схема управления начинает размыкать тиристор и происходит постепенное увеличение напряжения.

Можешь взять печатку. На плате два резистора P5 — не пугайтесь, просто не было нужного значения. При желании уплотнитель можно миниатюризировать, у меня размашисто из принципа — в бестрансформаторных и силовых цепях всегда выкладываю с размахом — безопаснее.

Схема использовалась очень часто за год и не имела ни одного отказа.

Внимание! Регулятор паяльника имеет бестрансформаторное питание 220 В. Соблюдайте правила техники безопасности и проверяйте схему только через лампочку — плетение!

Типичная проблема при работе с паяльником — подгорание жала. Это связано с его сильным нагревом. Во время работы паяльные операции требуют неодинаковой мощности, поэтому приходится использовать паяльники разной мощности.Лучше всего использовать паяльник с регулируемой температурой, чтобы защитить устройство от перегрева и скорости изменения мощности. Это позволит за считанные секунды изменить рабочие параметры и продлить срок эксплуатации устройства.

История происхождения

Паяльник — это инструмент, предназначенный для передачи тепла контактирующему с ним материалу. Его прямое назначение — создать прочное соединение путем расплавления припоя.

До начала 20 века паяльные устройства были двух типов: газовые и медные.В 1921 году изобретатель из Германии Эрнст Закс изобрел и зарегистрировал патент на паяльник, нагреваемый электрическим током. В 1941 году Карл Веллер запатентовал трансформаторное оружие, напоминающее пистолет. Пропуская через наконечник ток, он быстро нагревается.

Двадцать лет спустя тот же изобретатель предложил использовать термопару в паяльнике для регулирования температуры нагрева. Конструкция состояла из двух металлических пластин, спрессованных вместе с разным тепловым расширением.С середины 60-х годов в связи с развитием полупроводниковой техники паяльный инструмент стал выпускаться с импульсным и индукционным типом работы.

Типы паяльников

Основное отличие паяльных устройств — это максимальная мощность, от которой также зависит температура нагрева. Кроме того, электрические паяльники делятся по величине питающего их напряжения. Выпускаются как для сети переменного напряжения 220 вольт, так и для его постоянных значений различной величины.Разделение паяльников также происходит по типу и принципу действия.

По принципу работы насчитывают:

• нихром;
• керамика;
• импульсный;
• индукционный;
• горячий воздух;
• инфракрасный;
• газ;
• открытого типа.

По внешнему виду они стержневые и молотковые. Первые предназначены для точечного обогрева, вторые — для обогрева определенной площади.

Принцип действия

Работа большинства устройств основана на преобразовании электрической энергии в тепловую. Для этого внутри устройства расположен нагревательный элемент. Но некоторые типы устройств просто нагреваются от огня или используют направленный поток газа.

В нихромовых устройствах используется проволочная спираль, по которой пропускается ток. Спираль расположена на диэлектрике. Когда катушка нагревается, она передает тепло медному наконечнику. Температура нагрева регулируется датчиком температуры, который при достижении определенного значения нагрева отключает спираль от электрической сети, а когда она остывает, снова подключает к ней.Термодатчик — это не что иное, как термопара.

Керамические паяльники используют стержни в качестве нагревателей. Регулировка в них чаще всего осуществляется понижением напряжения, подаваемого на керамические стержни.

Индукционное оборудование питается от индуктора. Наконечник покрыт ферромагнетиком. С помощью катушки индуцируется магнитное поле и в проводнике возникают токи, приводящие к нагреванию наконечника. В процессе эксплуатации наступает такой момент, что жало теряет свои магнитные свойства, нагрев прекращается, а когда остывает, свойства возвращаются и нагрев восстанавливается.

Работа импульсных паяльников основана на использовании высокочастотного трансформатора … Вторичная обмотка трансформатора имеет несколько витков из толстой проволоки, концы которых являются нагревателями. Преобразователь частоты увеличивает частоту входного сигнала, которая уменьшается на трансформаторе. Нагрев регулируется регулировкой мощности.

Паяльник с горячим воздухом, или, как его еще называют, термофен, во время работы использует горячий воздух, который нагревается при прохождении через спираль из нихрома.Температуру в нем можно регулировать как за счет уменьшения приложенного к проводу напряжения, так и за счет изменения потока воздуха.

Аппараты, использующие инфракрасное излучение, стали одним из видов паяльников. Их работа основана на процессе нагрева излучением с длиной волны до 10 мкм. Для регулирования используется сложный блок управления, изменяющий как длину волны, так и ее интенсивность.

Газовые горелки — это обычные горелки, в которых вместо наконечника используются сопла разного диаметра.Контроль температуры практически невозможен, за исключением изменения скорости выхода газа с помощью заслонки.

Понимая принцип работы паяльника, вы можете не только отремонтировать его самостоятельно, но и изменить его конструкцию, например, сделать регулируемой.

Регулирующие устройства

Цена терморегулируемых паяльников в несколько раз выше, чем цена обычных устройств. Поэтому в некоторых случаях имеет смысл купить хороший обычный паяльник, а регулятор изготовить самостоятельно.Таким образом, паяльное оборудование управляется двумя способами:

Контроль температуры позволяет получать более точные показания, но контроль мощности легче реализовать. В этом случае регулятор можно сделать автономным и к нему можно подключать различные устройства.

Стабилизатор универсальный

Паяльник с терморегулятором можно изготовить с помощью диммера заводского изготовления или сконструировать самостоятельно по аналогии. Диммер — это регулятор, изменяющий мощность, подаваемую на паяльник.В сети 220 вольт течет переменный ток синусоидальной формы. Если этот сигнал отсечь, то на паяльник будет подана уже искаженная синусоида, а значит, изменится и значение мощности. Для этого перед нагрузкой в ​​разрыв включается устройство, пропускающее ток только в момент достижения сигналом определенного значения.

Диммеры отличаются принципом действия. Это могут быть:

Схема диммера реализована с использованием различных радиодеталей : тиристоров, симисторов, специализированных микросхем.Самая простая модель диммера оснащена механической ручкой. Принцип работы модели основан на изменении сопротивления в цепи. По сути, это тот же реостат. Диммеры симистора сокращают передний фронт входного напряжения. Контроллеры используют в своей работе сложную электронную схему понижения напряжения.

Диммер проще сделать самостоятельно, используя для этого тиристор. Схема не нуждается в дефицитных деталях , и она собирается путем простого настенного монтажа.

Работа устройства основана на способности открывать тиристор в моменты, когда на его управляющий выход подается сигнал. Входной ток течет к конденсатору через цепочку резисторов и заряжает его. В этом случае динистор открывается и пропускает через себя на короткое время ток, подаваемый на управление тиристором. Конденсатор разряжен, тиристор закрыт. В следующем цикле все повторяется. Изменяя сопротивление цепи, регулируется длительность заряда конденсатора, а значит, и время разомкнутого состояния тиристора.Таким образом устанавливается время, в течение которого паяльник подключен к сети 220 вольт.

Простой термостат

Взяв за основу стабилитрон TL431, можно своими руками собрать простой термостат. Такая схема состоит из недорогих радиодеталей и практически не требует настройки.

Стабилитрон VD2 TL431 включен по схеме компаратора с одним входом. Величина необходимого напряжения определяется делителем, собранным на резисторах R1-R3.В качестве R3 используется термистор, свойство которого уменьшать сопротивление при нагревании. R1 используется для установки значения температуры, при которой устройство отключает паяльник от источника питания.

Когда стабилитрон достигает значения сигнала, превышающего 2,5 вольта, он пробивается, и через него питание поступает на переключающее реле K1. Реле подает сигнал на управляющий выход симистора и паяльник включается. При нагревании сопротивление датчика температуры R3 уменьшается.Напряжение на TL431 падает ниже сравниваемого и цепь питания симистора разрывается.

Для паяльников мощностью до 200 Вт симистор можно использовать без радиатора. В качестве реле подходит РЕС55А с рабочим напряжением 12 вольт.

Повышенная мощность

Бывает, что нужно не только снизить мощность паяльного оборудования, но и наоборот увеличить. Суть идеи в том, что вы можете использовать напряжение, возникающее на сетевом конденсаторе, значение которого составляет 310 вольт.Это связано с тем, что напряжение сети имеет амплитудное значение, в 1,41 раза превышающее его действующее значение. Из этого напряжения формируются импульсы прямоугольной амплитуды.

Изменяя рабочий цикл, вы можете контролировать эффективное значение импульсного сигнала от нуля до 1,41-кратного эффективного значения входного напряжения. Таким образом, мощность нагрева паяльника изменится от нуля до удвоенной номинальной мощности.

Входная часть — выпрямитель стандартной сборки.Выходной блок выполнен на полевом транзисторе VT1 IRF840 и способен коммутировать паяльник мощностью 65Вт. Работой транзистора управляет микросхема с широтно-импульсной модуляцией DD1. Конденсатор С2 находится в корректирующей цепи и задает частоту генерации. Питание микросхемы осуществляется от радиодеталей R5, VD4, C3. Диод VD5 используется для защиты транзистора.

Паяльная станция

Паяльная станция — это такой же регулируемый паяльник.Он отличается от него наличием удобной индикации и дополнительных приспособлений, помогающих облегчить процесс пайки. Обычно к такому оборудованию подключают электрический паяльник и фен. Если у вас есть опыт радиолюбительства, можно попробовать собрать схему паяльной станции своими руками. Он основан на микроконтроллере (МК) ATMEGA328.

Такой МК программируется на программаторе, для этого подойдет Адруино или самодельный прибор … К микроконтроллеру подключается индикатор, который используется как жидкокристаллический дисплей LCD1602.Управление станцией простое, для этого используется переменное сопротивление 10 кОм. Вращение первого из них устанавливает температуру паяльника, второе — температуру фена, а третье может уменьшить или увеличить воздушный поток фена.

Полевой транзистор, работающий в ключевом режиме, вместе с симистором установлен на радиаторе через диэлектрическую прокладку. Светодиоды используются с низким потреблением тока, не более 20 мА.Подключенные к станции паяльник и фен должны иметь встроенную термопару, сигнал с которой обрабатывается МК. Рекомендуемая мощность паяльника 40 Вт, а фена не более 600 Вт.

Потребуется источник питания на 24 вольта с силой тока не менее двух ампер. Для питания можно использовать готовый переходник от моноблока или ноутбука. Помимо стабилизированного напряжения он содержит различные виды защиты. А аналогового типа можно сделать самому.Для этого потребуется трансформатор с вторичной обмоткой, рассчитанный на 18-20 вольт, и выпрямительный мост с конденсатором.

После сборки схемы проводится ее настройка. Все операции предполагают регулировку температуры. В первую очередь устанавливается температура на паяльнике. Например, на индикаторе выставляем 300 градусов. Затем, прижимая термометр к наконечнику, с помощью регулируемого резистора выставляют температуру, соответствующую реальным показаниям. Таким же образом настраивается температура фена.

Все радиоэлементы удобно покупать в китайских интернет-магазинах … Такое устройство без учета самодельного корпуса будет стоить около ста долларов США со всеми принадлежностями. Прошивку для устройства можно скачать здесь: http://x-shoker.ru/lay/pajalnaja_stancija.rar.

Конечно, начинающему радиолюбителю будет сложно собрать цифровой терморегулятор своими руками. Поэтому вы можете приобрести готовые модули стабилизации температуры.Это платы с распаянными разъемами и радиодетали. Вам нужно только купить футляр или сделать его самостоятельно.

Таким образом, используя термостабилизатор паяльника, легко добиться его универсальности. При этом диапазон изменения температуры достигается в пределах от 0 до 140 процентов.

На 12 вольт / 8 ватт, но цена была несколько непривычной, всего 80 рублей против 120, как в других торговых точках. Я сам собирался сделать что-то подобное, но случай сделал это невозможным.Продавец заверил, что он исправен и даже проверил, подключив к питанию. Приехал домой, начал пробовать на практике. Стабилизированный IPB только по своему напряжению. Вроде все нормально, олово плавится, только чуть медленнее обычного. В итоге разобрался, почему заниженная цена и почему работа «тормозится». Оказалось, что паяльнику для нормальной работы нужно не 12 вольт, а чуть больше. Вспомнил про сыр в мышеловке, хотя, конечно, это немного другой случай.Для полноценной работы паяльника я решил собрать простой стабилизатор напряжения и запитать его от блока питания на 17 вольт.

Цепь регулятора

Схема проста «до неприличия» (из-за чего даже подверглась резкой критике на одном из связанных сайтов) и должна, а нет, просто должна приносить прибыль.

Тем не менее предварительную сборку сделал. В течение часа все было полностью собрано на импровизированной печатной плате.И комплектующие, и установка. Сразу появилась возможность полноценной работы с паяльником.

Для проверки собранного устройства, для полного понимания полученного результата я применил вольтметр и амперметр. Наблюдение за изменением конкретных значений тока и напряжения всегда поможет объективно оценить результат ваших усилий.

Видео

Выходное напряжение до 16 вольт, максимальный ток потребления до 500 мА.В результате проделанных манипуляций пришел к выводу, что транзистор надо ставить посильнее. Например КТ829А. Мало ли, где я думаю подключить готовый регулятор и что через него запитать. Этот регулятор не дает стабилизированного напряжения на выходе, замечено некоторое повышение, пусть и очень медленное. И так как пайку планирую сделать ненадолго, это не помеха.

За неделю несколько раз пользовался временной сборкой, работа устраивала.Пора придать устройству более-менее «человеческий» вид. Собрал комплектующие: корпус, металлический ролик для устойчивости, держатель паяльника и соединительный винт.

Так как валик я тоже решил использовать как дополнительный радиатор, то изолировал его от держателя паяльника пластиковой шайбой.

После размещения основных компонентов я установил гнезда RGB на входе и выходе (напряжение и ток небольшие), это позволит избежать установки постоянных проводов (которые всегда путают).И пользуйтесь готовым, полностью укомплектованным. Их было много со времен видеомагнитофонов.

Основные компоненты — транзистор и два резистора, но проводов еще хватает.

Вот что произошло. Светодиод подключен к выходу регулятора не случайно — при изменении выходного напряжения яркость его свечения меняется, причем довольно существенно. Я не оборудовал регулятор чем-то вроде шкалы — следов на корпусе вокруг от предыдущего назначения вполне достаточно.Вот так благодаря схеме, увиденной на форуме сайта, удалось решить вопрос о питании низковольтного паяльника нестандартным напряжением питания. Собран Бабай из Барнаула .

Обсудить статью СТЕНД И СИЛОВОЙ РЕГУЛЯТОР НИЗКОВОЛЬТНОГО ПАЯЛЬНОГО УТЮГА

Чтобы пайка была красивой и качественной, необходимо правильно подобрать мощность паяльника, обеспечить температуру жала. Все зависит от марки припоя.Предлагаю несколько схем на ваш выбор. тиристорные регуляторы температурного контроля паяльника, которые можно изготовить в домашних условиях. Их несложно заменить промышленными аналогами, к тому же будет отличаться цена и сложность.

Осторожно! Прикосновение к компонентам тиристорной цепи может привести к опасной для жизни травме!

Для регулирования температуры жала паяльника используются паяльные станции, которые в автоматическом и ручном режимах поддерживают заданную температуру.Доступность паяльной станции ограничена размером кошелька. Я решил эту проблему, сделав ручной регулятор температуры с плавной регулировкой. Схема легко модифицируется для автоматического поддержания заданного температурного режима. Но я пришел к выводу, что ручной настройки достаточно, так как температура в помещении и сетевой ток стабильны.

Классическая схема тиристорного регулятора

Классическая схема регулятора была плохой в том смысле, что она излучала шум, издаваемый по воздуху и по сети.Эти помехи мешают радиолюбителям при работе. Если в схему будет добавлен фильтр, размеры конструкции значительно увеличатся. Но эту схему можно использовать и в других случаях, например, если необходимо отрегулировать яркость ламп накаливания или нагревательных приборов, мощность которых составляет 20-60 Вт. Поэтому представляю эту схему.

Чтобы понять, как это работает, давайте посмотрим, как работает тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор закрытого или открытого типа.Для его открытия на управляющий электрод подается напряжение 2-5 В. Это зависит от выбранного тиристора относительно катода (буква k на схеме). Тиристор открылся, между катодом и анодом сформировалось нулевое напряжение. Его нельзя закрыть через электрод. Он будет открыт до тех пор, пока напряжение на катоде (k) и аноде (a) не станет близким к нулю. Это принцип. Схема работает следующим образом: через нагрузку (обмотку паяльника или лампу накаливания) напряжение подается на выпрямительный диодный мост, выполненный на диодах VD1-VD4.Он служит для преобразования переменного тока в постоянный, который изменяется по синусоидальному закону (1 диаграмма). В крайнем левом положении сопротивление среднего вывода резистора равно 0. По мере увеличения напряжения конденсатор С1 заряжается. Когда напряжение C1 составляет 2-5 В, ток будет течь к VS1 через R2. В этом случае тиристор откроется, диодный мост закоротит, максимальный ток будет проходить через нагрузку (схема выше). Если повернуть ручку резистора R1, сопротивление увеличится, конденсатор С1 будет заряжаться дольше.Поэтому размыкание резистора произойдет не сразу. Чем мощнее R1, тем больше времени потребуется для зарядки C1. Поворачивая ручку вправо или влево, вы можете отрегулировать температуру нагрева жала паяльника.

На фото выше представлена ​​схема регулятора, собранная на тиристоре КУ202Н. Для управления этим тиристором (в паспорте указан ток 100мА, реально — 20мА) необходимо уменьшить номиналы резисторов R1, R2, R3, исключить, увеличить емкость конденсатора.Емкость C1 необходимо увеличить до 20 мкФ.

Простейшая схема тиристорного регулятора

Вот еще один вариант схемы, только упрощенный, с минимумом деталей. 4 диода заменены одним VD1. Отличие этой схемы в том, что настройка происходит при положительном периоде сети. Отрицательный период, проходящий через диод VD1, остается неизменным, мощность можно регулировать от 50% до 100%. Если исключить из схемы VD1, мощность можно будет регулировать в диапазоне от 0% до 50%.

Если вы используете динистор KN102A в промежутке между R1 и R2, вам придется заменить C1 на конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Для данной схемы подходят тиристоры следующих номиналов: КУ201Л (К), КУ202К (Н, М, Л), КУ103В, на напряжение более 300 В. Любые диоды, обратное напряжение которых не менее 300 В.

Вышеупомянутые схемы успешно подходят для регулировки ламп накаливания в светильниках. Регулировать светодиодные и энергосберегающие лампы не получится, так как в них есть электронные схемы управления.Это приведет к тому, что лампа начнет мигать или заработает на полную мощность, что в конечном итоге приведет к ее разрушению.

Если вы хотите использовать регуляторы для работы в сети 24,36 В, вам придется уменьшить номиналы резисторов и заменить тиристор на соответствующий. Если мощность паяльника 40 Вт, напряжение сети 36 В, он будет потреблять 1,1 А.

Схема тиристорного регулятора, не излучающая помех

Эта схема отличается от предыдущей полным отсутствием исследуемой радиопомехи, так как процессы происходят в момент, когда напряжение в сети равно 0.Приступая к созданию регулятора, я исходил из следующих соображений: компоненты должны иметь невысокую цену, высокую надежность, малые габариты, сама схема должна быть простой, легко воспроизводимой, КПД должен быть близок к 100%, и должно быть без помех. Схема должна быть модернизированной.

Принцип работы схемы следующий. VD1-VD4 выпрямляют сетевое напряжение. Результирующее постоянное напряжение изменяется по амплитуде, равной половине синусоиды с частотой 100 Гц (1 диаграмма).Ток, проходящий через R1 в VD6 — стабилитрон, 9В (схема 2), имеет другую форму. Через VD5 импульсы заряжают C1, создавая для микросхем DD1, DD2 напряжение 9 В. R2 используется для защиты. Он служит для ограничения напряжения, подаваемого на VD5, VD6, до 22 В и генерирует тактовый импульс для работы схемы. R1 передает сигнал на 5-й, 6-й выход элемента 2 или на логическую цифровую микросхему DD1.1, которая в свою очередь инвертирует сигнал и преобразует его в короткий прямоугольный импульс (схема 3).Импульс поступает с 4-го вывода DD1 и поступает на вывод D # 8 триггера DD2.1, который работает в режиме RS. Принцип работы DD2.1 такой же, как и у DD1.1 (диаграмма 4). Изучив диаграммы №2 и 4, можно сделать вывод, что разницы практически нет. Оказывается, с R1 можно послать сигнал на вывод № 5 DD2.1. Но это не так, у R1 много помех. Вам придется установить фильтр, что не рекомендуется. Без двойного формирования схемы стабильной работы не будет.

Схема управления регулятора собрана на базе триггера DD2.2, работает он по следующему принципу. С вывода № 13 триггера DD2.1 импульсы поступают на вывод 3 DD2.2, уровень которых переписывается на вывод № 1 DD2.2, которые на данном этапе находятся на входе D. микросхемы (вывод 5). Противоположный уровень сигнала находится на выводе 2. Предлагаю рассмотреть, как работает DD2.2. Предположим, что на выводе 2 логический. С2 заряжается до необходимого напряжения через R4, R5.Когда появляется первый импульс с положительным падением на выводе 2, образуется 0, C2 будет разряжаться через VD7. Последующее падение на выводе 3 установит логическую единицу на выводе 2, C2 начнет накапливать емкость через R4, R5. Время зарядки зависит от R5. Чем он больше, тем дольше заряжается C2. Пока конденсатор C2 не накопит 1/2 емкости, на 5-м выходе будет 0. Разница в импульсах на 3-м входе не повлияет на изменение логического уровня на 2-м выходе.Когда конденсатор полностью зарядится, процесс повторится. Количество импульсов, заданное резистором R5, пойдет на DD2. 2. Разница в импульсах будет только в те моменты, когда напряжение в сети достигает нуля. Поэтому на этом регуляторе нет помех. Импульсы поступают с 1 выхода DD2.2 на DD1.2. DD1.2 исключает влияние VS1 (тиристора) на DD2.2. R6 настроен на ограничение управляющего тока VS1. Паяльник запитывается от размыкания тиристора. Это связано с тем, что тиристор получает положительный потенциал от затвора VS1.Этот регулятор позволяет регулировать мощность в диапазоне 50-99%. Хотя резистор R5 переменный, за счет включенного DD2.2 паяльник регулируется ступенчато. При R5 = 0 подается 50% мощности (диаграмма 5), если повернуть на определенный угол, то будет 66% (диаграмма 6), затем 75% (диаграмма 7). Чем ближе к расчетной мощности паяльника, тем плавнее работа регулятора. Допустим, у вас паяльник на 40 Вт, мощность его можно регулировать в районе 20-40 Вт.

Устройство и детали регулятора температуры

Детали регулятора расположены на печатной плате из стекловолокна. Плата помещена в пластиковый корпус от бывшего адаптера с электрической вилкой. На ось резистора R5 надевается пластиковая ручка. На корпусе регулятора есть отметки с цифрами, по которым можно понять, какой температурный режим выбран.

Шнур паяльника припаян к плате. Подключение паяльника к регулятору можно сделать разъемным, чтобы можно было подключать другие предметы.Схема потребляет ток не более 2 мА. Это даже меньше, чем потребление светодиода в подсветке переключателя. Особых мер по обеспечению режима работы устройства не требуется.

При напряжении 300 В и токе 0,5 А используются микросхемы DD1, DD2 и серии 176 или 561; диоды любые VD1-VD4. VD5, VD7 — импульсный, любой; VD6 — это маломощный стабилитрон с напряжением 9 В. Конденсаторы любые, резистор тоже. Мощность R1 должна быть 0,5 Вт.Никакой дополнительной настройки регулятора не требуется. Если детали в хорошем состоянии и при подключении не было ошибок, то сразу заработает.

Схема была разработана очень давно, когда еще не было лазерных принтеров и компьютеров. По этой причине печатная плата была изготовлена ​​по старинному методу с использованием диаграммной бумаги с шагом сетки 2,5 мм. Далее рисунок «Момент» был наклеен на бумагу плотнее, а сама бумага — на фольгированный стеклопластик.Почему были просверлены отверстия, от руки нарисованы дорожки проводников и контактных площадок.

У меня есть чертеж регулятора. На фото видно. Изначально использовался диодный мост номиналом КЦ407 (ВД1-ВД4). Их пару раз раздирали, пришлось заменить на 4 диода типа КД209.

Как уменьшить шум от тиристорных регуляторов мощности

Для уменьшения помех, излучаемых тиристорным регулятором, используются ферритовые фильтры.Они представляют собой ферритовое кольцо с обмоткой. Эти фильтры используются в импульсных блоках питания телевизоров, компьютеров и других товаров. Любой тиристорный регулятор можно оснастить фильтром, который эффективно подавит помехи. Для этого пропустите кабель питания через ферритовое кольцо.

Ферритовый валик следует устанавливать рядом с источниками шума, непосредственно в месте установки тиристора. Фильтр может располагаться как снаружи корпуса, так и внутри.Чем больше количество витков, тем лучше фильтр подавит помехи, но также достаточно пропустить провод, идущий к выходу, через кольцо.

Кольцо снимается с интерфейсных проводов компьютерной периферии, принтеров, мониторов, сканеров. Если вы посмотрите на провод, соединяющий монитор или принтер с системным блоком, вы заметите на нем цилиндрическую выпуклость. Именно в этом месте расположен ферритовый фильтр, который служит для защиты от высокочастотных помех.

Берем нож, разрезаем изоляцию и снимаем ферритовое кольцо. Наверняка у ваших друзей или у вас валяется старый интерфейсный кабель от ЭЛТ-монитора или струйного принтера.

РЕГУЛЯТОР ПАЙКА

Наверняка среди новичков в электронике найдутся обладатели средних и средних паяльников. высокая мощность … В данном случае я имею в виду, конечно, мощность паяльника для пайки электроники. И иногда это не дедушкины монстры, с уколом толщиной в мизинец, а вполне себе аккуратный ЭПСН на 40 ватт.С такими паяльниками, если заточить жало под острый конус, довольно удобно паять транзисторы, резисторы и другие выводные детали, а при необходимости можно даже выполнить разовые работы по пайке SMD деталей. Если бы не одно но. В таких паяльниках, даже если их мощность всего сорок ватт, температура жала достаточно высока, и при пайке велика вероятность перегрева полупроводниковых деталей.

В этом случае нет необходимости покупать новый паяльник мощностью 25 Вт, достаточно собрать регулятор мощности на тиристоре или симисторе.Имею для личного пользования регулятор мощности на тиристоре КУ201Л. Схема надежно работает много лет, и позволяет регулировать мощность от половинной до максимальной. Сегодня ко мне подошел знакомый, который интересуется радиобизнесом и имеет вот такой паяльник. Было решено помочь человеку, и чтобы желание заниматься электроникой не пропало из-за финансовых препятствий, я согласился собрать регулятор мощности. Были закуплены необходимые детали, которые стоили всего около 70 рублей, и началась сборка.Сама сборка настолько элементарна, что спаять этот регулятор может любой, кто умеет отличить симистор от резистора. Собрал все путем навешивания установки, соединения деталей на скручивание с последующей пайкой соединений.
Ниже представлена ​​схема регулятора:

Имеются аналогичные схемы, как тиристоры, так и симисторы. Я остановился на этой схеме, потому что в отличие от той, которую я собрал ранее, мощность регулируется на ноль, а не на половину.Друг также выразил пожелание, чтобы прибор при необходимости можно было использовать для регулировки яркости свечения ламп накаливания. Ниже приведен список необходимых для сборки деталей:

Разберем их более подробно:

В первую очередь нам нужен симистор, способный регулировать мощность до 300 Вт, чтобы был запас мощности и рабочее напряжение 400 вольт и выше. Распиновку симистора можно увидеть на рисунке ниже:

Для новичков, ранее не сталкивавшихся с симисторами, приведу его эквивалентную схему:

То есть здесь мы видим 2 встречно-параллельно установленных тиристора , с общим управляющим электродом.Симистор необходимо прикрепить к радиатору с помощью термопасты. Обычно использую отечественный КПТ-8.

Такой площади радиатора хватит для длительной работы симистора даже при значительной мощности нагрузки, не беспокоясь о его перегреве.

Светодиод горит, когда устройство работает. Любое напряжение подходит для напряжения 2,5 — 3 вольта. С двигателем с переменным резистором мы регулируем мощность от нуля до максимума. Верхний вывод переменного резистора на схеме, это будет крайний левый вывод резистора, если повернуть его лицевой стороной к себе.Левый и средний выводы переменного резистора необходимо соединить перемычкой. Подойдет переменный резистор сопротивлением 470 — 500 кОм, с линейной зависимостью. Напомню, что для отечественных резисторов в маркировке обязательно должна быть буква А, для импортных — буква В (англ. B).

Диоду для схемы необходимо обратное напряжение 400 — 1000 вольт, 1 ампер. Конденсатор керамический, рассчитан на работу при напряжении до 50 вольт.Также в схеме использован Dinistor DB3. Нужен резистор типа МЛТ, или аналогичный импортный, на мощность 0,25 Вт.

Динистор не имеет полярности. Иногда динистор еще называют четырехслойным диодом. Его эквивалентная схема показана ниже:

Вся сборка регулятора заняла у меня меньше часа. Куски монтажной проволоки были разрезаны, выводы деталей удлинены, скручены и надежно спаяны. Устройство накладного монтажа не менее надежно и долговечно в эксплуатации, чем устройство, изготовленное на печатной плате, если сам монтаж произведен добросовестно.В таком виде устройство было после пайки:

Все оголенные выводы деталей были изолированы изолентой и лентой в несколько слоев. Дизайн в футляре я оставил заказчику, потому что на вкус и цвет, как говорится. Осталось только подключить розетку, шнур с вилкой и прибор можно использовать. Для проверки регулятора я подал на вход 220 вольт, соединив его проводом с вилкой, а на другом конце — с крокодилами. К выходу регулятора также подключили лампу на 200 ватт с помощью крокодилов.Регулировка была плавной и меня полностью устраивала. За пять минут работы тиристор не успел нагреться, а значит, использованного мной радиатора будет более чем достаточно для совместной работы с паяльником. Автор: AKV.

Как узнать, что ваши биологические часы не успевают? Изучите биологические часы и посмотрите, как возраст женщины влияет на беременность.

Топ-10 звезд перебора Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

7 частей тела, к которым нельзя прикасаться руками Думайте о своем теле как о храме: вы можете использовать его, но есть некоторые священные места, к которым нельзя прикасаться руками. Исследования показывают.

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для людей старше 30, 40, 50, 60 лет. Девушкам от 20 лет не нужно беспокоиться о форме и длине прически. Кажется, что молодость создана для экспериментов над внешностью и смелыми локонами. Однако уже последнее.

13 признаков того, что у вас лучший муж Мужья действительно великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, вы сможете.

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены, правильно ли вы поступаете в церкви, значит, вы, вероятно, поступаете неправильно. Вот список ужасных.

Собрать простой регулятор мощности для паяльника за час

Эта статья о том, как собрать простейший регулятор мощности для паяльника или другой подобной нагрузки.http://oldoctober.com/

Схема такого регулятора может быть помещена в вилку питания или в корпус от сгоревшего или ненужного малогабаритного блока питания. На сборку устройства уйдет час-два.

Связанные темы.

Введение.

Много лет назад я сделал аналогичный регулятор, когда мне приходилось подрабатывать, ремонтируя радиостанцию ​​у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я сделал еще один экземпляр, так как первый образец надолго зарекомендовал себя как регулятор скорости вытяжного вентилятора.http://oldoctober.com/

Кстати, это вентилятор из серии Ноу-Хау, так как он оборудован запорным воздушным клапаном моей собственной конструкции. Описание конструкции >>> Материал может быть полезен жильцам верхних этажей многоэтажных домов с хорошим обонянием.

Мощность подключенной нагрузки зависит от используемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется большой тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Вт. При использовании небольшого тиристора, такого как B169D, мощность будет ограничена до 100 Вт.

Как это работает?

Вот как тиристор работает в цепи переменного тока. Когда ток, протекающий через управляющий электрод, достигает определенного порогового значения, тиристор разблокируется и блокируется только тогда, когда напряжение на его аноде исчезает.

Симистор (симметричный тиристор) работает примерно так же, только при изменении полярности на аноде меняется и полярность управляющего напряжения.

На картинке видно что идет куда и откуда идет.

В схемах бюджетного управления симисторами КУ208Г при одном источнике питания лучше управлять «минусом» относительно катода.

Для проверки работоспособности симистора можно собрать такую ​​простую схему. Когда контакты кнопки замкнуты, лампа должна погаснуть. Если он не гаснет, то либо симистор сломан, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения сетевого напряжения.Если лампа не загорается при отпускании кнопки, значит симистор отключен. Номинальное сопротивление R1 выбрано таким образом, чтобы не превышать максимально допустимое значение тока электрода затвора.

При проверке тиристоров в схему необходимо добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.

Схематические решения.

Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу как о тех, так и о других схемных решениях.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.

HL1 — Mh4 … Mh23 и др.

На этой схеме показан, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого является симистор КУ208Г. Этот регулятор регулирует мощность от нуля до максимума.

Назначение элементов.

HL1 — линеаризует управление и является индикатором.

C1 — генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.

R1 — регулятор мощности.

R2 — ограничивает ток через анод — катод VS1 и R1.

R3 — ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.

Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.

Аналогичную схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Его отличие от схемы на симисторе состоит в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50 … 100%.

На схеме видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, а другая свободно проходит через диод VD1 в нагрузку.

Регулятор мощности на тиристоре малой мощности.

Данная схема, собранная на самом дешевом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы, показанной выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 является делителем напряжения и снижает амплитуду управляющего сигнала. сигнал. Необходимость в этом обусловлена ​​высокой чувствительностью тиристоров малой мощности. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50 … 100%.

Тиристорный регулятор мощности с диапазоном регулировки 0… 100%.

VD1. VD4 — 1N4007

Чтобы тиристорный регулятор мог управлять мощностью от нуля до 100%, в схему необходимо добавить диодный мост.

Схема теперь работает аналогично симисторному стабилизатору.

Конструкция и детали.

Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного вычислителя «Электроника Б3-36».

Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке из 0.Сталь толщиной 5 мм. Уголок прикручивается к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изоляционных шайб.

Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (батист) и закреплены шарнирным способом крепления на других электрических элементах конструкции.

Для повышения надежности крепления штырей вилки пришлось припаять на них несколько витков толстой медной проволоки.

Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.

А это 4-х секундное видео, которое позволяет убедиться, что все это работает. Нагрузка — лампа накаливания мощностью 100 Вт.

Дополнительный материал.

Распиновка (цоколевка) больших отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря мощному металлическому корпусу эти устройства могут рассеивать 1 … 2 Вт мощности без дополнительного радиатора без существенного изменения параметров.

Распиновка небольших популярных тиристоров, способных регулировать сетевое напряжение со средним током 0.5 ампер.

admin 9 октября 2011 в 21:38

Взгляните на инструкцию к этому паяльнику.

Скорее всего, у вас паяльник с терморегулятором. Основа таких паяльников, а не только паяльников, — это твердотельные объемные нагревательные элементы с нелинейной характеристикой.

Сопротивление такого элемента зависит от температуры. При достижении определенной температуры сопротивление элемента начинает расти, и температура стабилизируется.

Конструктивно такой элемент обычно имеет форму стержня или цилиндра, в которые либо запрессованы, либо плотно запрессованы специальными пружинами. Известная проблема с такими элементами — выход из строя контактов.

Я часто видел, как такие термисторы сначала начинали искру под действием сетевого напряжения, а уже потом греться. Если это так, то вполне возможно, что он так долго не проживет.

Можно попробовать ударить поддоном что-нибудь твердое. Если это влияет на измеряемое сопротивление, значит, имеется твердотельный нагреватель.Если нет, то, возможно, на активном элементе, который находится в ручке, стоит примитивный термостат.

Конечно, все это предположения, так как я не держал в руках ваш паяльник.

Почему в этой схеме не работает паяльник на твердотельном нелинейном элементе или активный регулятор?

Для разблокировки тиристора или симистора требуется определенный минимальный ток, называемый удерживающим током … Для KU208N это 150 мА. И хотя в реальных симисторах этот ток может быть в два-три раза меньше, все же 5 мОм не могут создать ток даже близкого по величине.

Попробуйте подключить паяльник параллельно к лампочке накаливания 40-60 Вт. Прошу в третий раз. Если не работает, поверните штекер паяльника (в случае срабатывания термостата). Ну, вообще-то, у тебя дома нет футболки.

Если есть твердотельный элемент (термистор), то контролировать температуру такого паяльника с помощью симисторного регулятора будет сложнее, чем с помощью обычного паяльника с нагревателем на нихромовой спирали (диапазон будет узкий).Хотя все равно должно работать. Если внутри активного регулятора есть еще один, то это непредсказуемо.

Алексей 10 октября 2011 г., 13:47

Я писал, что работает параллельно с лампой (в том смысле, что освещение лампы регулируется). Так и не могу замерить мощность на паяльнике (или ток / напряжение), позже соберу конструкцию для измерения произвольных форматов тока =) Работает при любом положении штекера.
В общем буду работать, если увижу какие-то изменения в питании то все будет хорошо, и напишу, если нет, возьму другой паяльник, попробую с ним.=)

Александр 11.11.2011 в 23:00

Подскажите пожалуйста, возможно ли это в схеме «Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0 … 100%». использовать КУ202Н вместо BT169D? И на какой мощности нужно брать резисторы. Кондер должен быть на каком напряжении.

admin 11 ноября 2011 в 23:16

Нет, вам нужно сделать прямо противоположное. В схему на тиристоре КУ202Н необходимо добавить мостовой выпрямитель. Если вы сами не придумаете, как это сделать, то завтра нарисую схему.Сегодня опубликовал статью — устала.

Любые резисторы от 0,25 Вт и выше. Потенциометр 0,5 Вт или выше. Конденсатор на 400 вольт, но если нет, то можно использовать более низкое напряжение. Эта схема из разряда тех, которые не собирают, но все же получают «Калашников».

Александр 12 ноября 2011 г., 16:04

Спасибо за ответ. Собирать мост умею, только диоды 1N4007 поставлю, других нет, паяльник больше 60 Вт подключать пока не собираюсь.

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Основным регулирующим элементом многих схем является тиристор или симистор. Рассмотрим несколько схем, построенных на этой элементной базе.

Ниже представлена ​​первая схема регулятора, как видите, проще некуда. Диодный мост собран на диодах Д226, в диагональ моста включен тиристор КУ202Н со своими цепями управления.

Схема регулятора мощности паяльника для КУ202Н

Вот еще одна подобная схема, которую можно найти в интернете, но мы не будем на ней останавливаться.

Для индикации наличия напряжения регулятор может быть дополнен светодиодом, подключение которого показано на следующем рисунке.

Подключение светодиода к сети 220 вольт

Перед диодным мостом на блоке питания можно встроить переключатель. Если вы будете использовать тумблер в качестве переключателя, убедитесь, что его контакты выдерживают ток нагрузки.

Регулятор основан на симисторе BTA 16-600. Отличие от предыдущей версии в том, что в цепи управляющего электрода симистора присутствует неоновая лампа.Если остановить выбор на этом регуляторе, то неонку нужно будет подбирать с низким напряжением пробоя, от этого будет зависеть плавность регулировки мощности паяльника. Неоновую лампочку можно откусить от стартера, используемого в лампах LDS. Емкость С1 — керамическая при U = 400В. Резистор R4 на схеме обозначает нагрузку, которую мы будем регулировать.

Проверка работы регулятора проводилась при помощи обычной настольной лампы, см. Фото ниже.

Проверка работы регулятора мощности с помощью настольной лампы

Если вы используете этот регулятор для паяльника мощностью не более 100 Вт, то симистор не нужно устанавливать на радиатор.

Эта схема немного сложнее предыдущих, она содержит элемент логики (счетчик К561ИЕ8), использование которого позволило регулятору иметь 9 фиксированных положений, т.е. 9 ступеней регулирования. Нагрузка также регулируется тиристором. После диодного моста идет обычный параметрический стабилизатор, от которого снимается питание микросхемы. Выбирайте диоды для выпрямительного моста так, чтобы их мощность соответствовала нагрузке, которую вы будете регулировать.

Схема устройства представлена ​​на рисунке ниже:

Схема регулятора мощности паяльника на тиристоре и микросхеме К561ИЕ8

Справочный материал по микросхеме К561ИЕ8:

Выводы микросхемы К561ИЕ8

Функциональная таблица микросхемы К561ИЕ8:

Схема микросхемы К561ИЕ8:

Схема микросхемы К561ИЕ8

Ну и последний вариант, который мы сейчас рассмотрим, — как самому сделать паяльную станцию ​​с функцией регулирования мощности паяльник.Схема взята с сайта Владимира Болдырева. www.fototank.ru

Схема довольно обычная, несложная, многие уже повторялись много раз, нет дефицитных деталей, дополнен светодиодом, показывающим включен или выключен регулятор, и блоком визуального контроля установленной мощности . Выходное напряжение от 130 до 220 вольт.

Регулятор мощности для паяльной станции_схема

Вот так выглядит плата регулятора в сборе:

Плата регулятора мощности паяльника в сборе

Доработанная печатная плата выглядит так:

Регулятор мощности печатной платы для паяльной станции

Головка В качестве индикатора использовался M68501, ранее такие использовались в магнитофонах.Голову решено было немного доработать, в правом верхнем углу установили светодиод, он будет показывать как вкл / выкл, так и будет светиться мелко-малая шкала.

Индикатор паяльной станции

Корпус остался с корпусом. Было решено сделать его из пластика (пенополистирола), который используется для изготовления всевозможной рекламы, легко режется, хорошо обрабатывается, плотно приклеивается, краска ложится равномерно. Вырезаем заготовки, зачищаем края, приклеиваем «космофеном» (клей для пластика).

Клей Cosmofen для приклеивания пластика

Внешний вид склеенного короба:

Внешний вид коробки паяльной станции

Красим, собираем «отбросы», получаем примерно так:

Внешний вид готовой паяльной станции

Ну что ж, В заключение, если вы собираетесь использовать с данным регулятором паяльники разной мощности, то в приведенной выше схеме стоит заменить блок визуального контроля на следующий:

Схема модифицированного индикатора для паяльной станции

С В предыдущей версии схемы индикатора (которая без транзистора) измерялся ток потребления паяльника, а при подключении паяльников разной мощности показания другие, но это нехорошо.

Вместо импортной диодной сборки 1N4007 можно поставить отечественную. например КЦ405а.

Температура жала паяльника зависит от многих факторов.

• Входное сетевое напряжение, которое не всегда стабильно;
• Рассеивание тепла в массивных проводах или контактах, на которых выполняется пайка;
• Температура окружающей среды.

Для качественной работы требуется поддерживать тепловыделение паяльника на определенном уровне.В продаже есть большой выбор электроприборов с терморегулятором, но стоимость таких устройств довольно высока.

Паяльные станции стали еще более совершенными. В таких комплексах располагается мощный блок питания, с помощью которого можно регулировать температуру и мощность в широком диапазоне.

Цена соответствует функциональности.
А что делать, если у вас уже есть паяльник и вы не хотите покупать новый с регулятором? Ответ прост — если вы умеете пользоваться паяльником, вы можете сделать к нему дополнение.

Регулятор паяльника своими руками

Эту тему давно освоили радиолюбители, которые как никто другой интересуются качественным паяльником. Предлагаем вам несколько популярных решений со схемами подключения и порядком сборки.

Двухступенчатый регулятор мощности

Эта схема работает на устройствах, питающихся от сети переменного напряжения 220 вольт. В разомкнутой цепи одного из питающих проводов диод и переключатель включены параллельно друг другу.Когда контакты переключателя замкнуты, паяльник запитан в штатном режиме.

В открытом состоянии ток течет через диод. Если вы знакомы с принципом протекания переменного тока, работа устройства будет понятна. Диод, пропускающий ток только в одном направлении, отключается каждую секунду полупериода, понижая напряжение вдвое. Соответственно мощность паяльника уменьшается вдвое.

В основном этот режим мощности используется во время длительных пауз во время работы.Паяльник в дежурном режиме, жало не сильно остывает. Чтобы довести температуру до значения 100%, включите тумблер — и через несколько секунд можно продолжить пайку. По мере уменьшения тепла медный наконечник меньше окисляется, что продлевает срок службы устройства.

Тиристорная маломощная двухрежимная схема

Паяльник-стабилизатор напряжения подходит для маломощных устройств, не более 40 Вт. Для регулирования мощности используется тиристор КУ101Е (на схеме — VS2).Несмотря на компактные размеры и отсутствие принудительного охлаждения, он практически не нагревается ни в одном режиме.

Управление тиристором осуществляется по схеме, состоящей из переменного резистора R4 (используется обычный СП-04 с сопротивлением до 47К) и конденсатора С2 (электролит 22мФ).

Принцип работы следующий:

• Дежурный режим. Резистор R4 не выставлен на максимальное сопротивление, тиристор VS2 закрыт. Питание паяльника осуществляется через диод VD4 (КД209), снижающий напряжение до 110 вольт;
• Рабочий режим с регулировкой.В среднем положении резистора R4 тиристор VS2 начинает открываться, частично пропуская через себя ток. Переход в рабочий режим контролируется индикатором VD6, который загорается при напряжении на выходе регулятора 150 вольт.

Потом можно плавно поднять мощность, увеличивая напряжение до 220 вольт. Печатную плату
изготавливаем по размерам корпуса регулятора. В предлагаемом варианте корпус от зарядного устройства для мобильного телефона.

Компоновка очень проста и может быть размещена в меньшем корпусе. Никакой вентиляции не требуется, радиодетали практически не греются.

Собираем прибор в корпус, выводим ручку резистора наружу.

Классический советский паяльник на 40 ватт легко превращается в паяльную станцию, которая работает стабильнее всех китайских аналогов.

Симисторный регулятор мощности

Опция также применима к простым схемам, разработанным для маломощных устройств.Собственно, регулируемый паяльник. обычно нужен для работы с микросхемами или SMD компонентами. И в этом случае много мощности будет лишней.

Конструкция схемы позволяет плавно регулировать напряжение от практически нулевого до максимального значения. Речь идет о 220 вольтах. Элементом регулирования мощности является тиристор VS1 (КУ208Г). Элемент HL-1 (Mh23) придает контрольному графику линейную форму и действует как индикатор. Набор резисторов: R1 — 220 кОм, R2 — 1 кОм, R3 — 300 Ом.Конденсатор С1 — 0,1мк.

Схема силового тиристора

При необходимости подключения к регулятору мощного паяльника схема силового блока собирается на тиристоре КУ202Н. При нагрузке до 100Вт не требует охлаждения, поэтому усложнять конструкцию радиатором не нужно.

Схема собрана на доступной элементной базе, детали могут просто находиться у вас на складе.

Принцип действия:
Напряжение питания паяльника снимается с анода тиристора VS1.Собственно, это регулируемый параметр, который контролирует температуру. Схема управления тиристором реализована на транзисторах VT1 и VT2. Блок управления питается от стабилитрона VD1 вместе с ограничивающим резистором R5.

Выходное напряжение блока управления регулируется с помощью переменного резистора R2, который фактически задает параметры мощности подключенного паяльника.
В замкнутом состоянии тиристор VS1 не пропускает ток, и паяльник не нагревается.Когда управляющий резистор R2 вращается, источник питания генерирует возрастающее управляющее напряжение, открывая тиристор.

Схема установки состоит из двух частей.

Удобнее собрать блок управления на травленой плате, чтобы его микрокомпоненты можно было сгруппировать без проводного соединения.

Но силовой модуль от тиристора и его обслуживающие элементы расположены отдельно, равномерно распределены по корпусу.

Схема в сборе «на коленке» выглядит так:

Перед упаковкой в ​​кейс, проверяем работоспособность мультиметром.

ВАЖНО! Проверка проводится под нагрузкой, то есть с подключенным паяльником.

При вращении резистора R2 напряжение на входе в паяльник должно плавно изменяться. Схема размещена в корпусе патч-розетки, что делает конструкцию очень удобной.

ВАЖНО! Необходимо надежно изолировать компоненты термоусаживаемой трубкой для предотвращения короткого замыкания в корпусе-выходе.

Нижняя часть розетки закрывается подходящей крышкой.Идеальный вариант — это не просто накладная, а герметичная уличная торговая точка. В этом случае выбирается первый вариант.
Получается этакий удлинитель с регулятором мощности. Пользоваться очень удобно, на паяльнике нет лишних приспособлений, а ручка регулятора всегда под рукой.

Регулятор на базе микроконтроллера

Если вы считаете себя продвинутым радиолюбителем, вы можете создать регулятор напряжения с цифровым считыванием, достойный лучших промышленных образцов.Конструкция представляет собой полноценную паяльную станцию ​​с двумя выходными напряжениями — фиксированным 12 вольт и регулируемым 0-220 вольт.

Низковольтный блок выполнен на трансформаторе с выпрямителем и не представляет особой сложности в изготовлении.

ВАЖНО! Делая блоки питания с разным уровнем напряжения, обязательно устанавливайте несовместимые розетки. Иначе можно повредить низковольтный паяльник, ошибочно подключив его к выходу 220 вольт.

Блок управления переменным напряжением основан на контроллере PIC16F628A.

Детали схемы и перечисление элементной базы бесполезны, все видно на схеме. Регулировка мощности осуществляется на симисторе VT 136 600. Управление питанием осуществляется кнопками, количество градаций — 10. Уровень мощности от 0 до 9 отображается на индикаторе, который также подключается к контроллеру.

Тактовый генератор посылает на контроллер импульсы с частотой 4 МГц, это скорость управляющей программы.Таким образом, контроллер мгновенно реагирует на изменение входного напряжения и стабилизирует выходное.

Схема собрана на печатной плате; такое устройство нельзя паять на весу или картон.

Для удобства радиостанцию ​​можно собрать в футляре для поделок или в другом подходящем размере.

В целях безопасности розетки на 12 и 220 вольт расположены на разных стенках корпуса. Получилось надежно и безопасно.Такие системы разработаны многими радиолюбителями и доказали свою эффективность.

Как видно из материала, можно самостоятельно изготовить регулируемый паяльник с любыми возможностями и для любого кошелька.

Протестировано

китайских электронных продуктов (100 тестов): протестирован регулятор мощности Mayitr

(Опубликовано 19.09.2018)

Уникальная особенность этого регулятора мощности 230 В и 4,0 кВт заключается в том, что вы можете установить процент проводимости симистора на отдельной панели с помощью двух кнопок между 0% и 100% с точностью до 1%.

Введение в регулятор мощности Mayitr

Управление мощностью резистивных нагрузок
Этот регулятор мощности в первую очередь предназначен для управления мощностью, которую вы предлагаете чисто резистивным нагрузкам. Сюда входят электрические варочные панели, электрические нагнетатели и плиты. Без дополнительного охлаждения можно управлять мощностью в 1 кВт. Максимальная мощность составляет 4 кВт, но тогда вы должны охладить модуль с помощью небольшого вентилятора, который вы устанавливаете наверху корпуса.Кроме того, вы также можете использовать этот модуль для управления скоростью несинхронных двигателей, например, в дрелях и другом хобби-оборудовании.

Внешний вид модуля
Регулятор мощности Mayitr поставляется в металлическом корпусе размером 85 мм x 60 мм x 40 мм с прочным четырехполюсным винтовым разъемом на боковой стороне для сетевого напряжения 230 В и вашей нагрузки. Кроме того, вы получаете небольшую панель управления размером 75 мм x 60 мм x 20 мм, которая содержит две кнопки и трехзначный дисплей. Оба блока могут быть соединены с помощью четырехжильного плоского кабеля длиной 30 см.Этот кабель имеет четырехполюсный разъем с обеих сторон, для его работы не нужен паяльник.

Регулятор мощности Mayitr. (© 2018 Jos Verstraten)

Подключение и работа
Подключить модуль к сетевому напряжению и нагрузке немного сложно. Над четырехполюсной винтовой клеммой есть симпатичный защитный колпачок. Если вы захотите открыть его, чтобы получить доступ к винтам, вы заметите, что металлический корпус препятствует этому.Ваша отвертка не достает до винтов. Осталось только открутить и снять верхнюю часть металлического корпуса. Для этого нужно всего лишь отвинтить два болта, но более сложная конструкция модуля могла бы предотвратить это.
Операция очень проста. С помощью двух кнопок вы можете установить отображение от «000» до «100». Прохождение всего диапазона довольно быстрое. Примерно за восемь секунд вы перейдете от «000» к «100» или наоборот. Последняя позиция сохраняется в памяти, даже если вы отключите модуль от сети.

Крышка винтовой клеммы не открывается полностью! (© 2018 Jos Verstraten)

Технические характеристики
Модуль предлагается на нескольких китайских сайтах по цене от 7,50 евро. Производитель дает следующие характеристики:
— Принцип: управление отсечкой фазы с помощью микроконтроллера
— Максимальная мощность: , 4,500 Вт, резистивная (требуется дополнительное охлаждение)
— Максимальная мощность без дополнительного охлаждения: 1000 Вт резистивная
— Максимальное напряжение: 230 В (среднеквадр.)
— Демпферная сеть: встроенная
— Сеть подавления помех: не встроена в
— Предохранитель: не встроенный

Электроника Mayitr Power Regulator

Базовый модуль
Печатная плата базового модуля представлена ​​на рисунке ниже.На радиаторе вы видите симистор, BTA41-600B от Tiger Electronic Co. Это симистор, который может переключать 40 А и имеет обратное напряжение 600 В. Согласно спецификациям, этот полупроводник имеет максимальное напряжение в открытом состоянии всего 1,55 В при 60 А. При мощности 4 кВт при 230 В максимальная мощность около 27 Вт будет генерироваться в симисторе. Действительно многовато для радиатора! Симистор управляется через MOC3023 от QT Optoelectronics. Это блок зажигания с оптическим изолированным симистором без пересечения нуля.Этот оптический ответвитель содержит светодиод и светочувствительный симистор. Сначала может показаться, что симистор имеет гальваническую развязку от сети 230 В. Но это не тот случай!

Печатная плата в базовом модуле. (© 2018 Йос Верстратен)

Остальная электроника на печатной плате необходима для генерирования напряжения питания 5 В для микроконтроллера на кнопочной печатной плате и для определения перехода сетевого напряжения через ноль.На плате трансформатора нет. Указанные цепи гальванически подключены к сети. Это означает, что электроника на плате управления, хотя и питается только от 5 В, имеет низкое сопротивление по отношению к сети, и прикосновение к этой плате может быть опасным для жизни. Это следует учитывать при креплении панели управления где-нибудь. Убедитесь, что люди, которые должны работать с модулем, имеют доступ только к двум кнопкам на передней панели и что задняя сторона, где расположена печатная плата, абсолютно недоступна для прикосновения.

Блок-схема электроники на основной плате. (© 2018 Jos Verstraten)

Внимание!
Также обратите внимание, что на печатной плате нет предохранителя и вы должны установить его снаружи. Также не было учтено подавление высокочастотных помех, создаваемых симистором.


Пульт управления
Печатная плата этой панели показана на рисунке ниже.Через четырехжильный кабель на эту печатную плату подается заземление и напряжение питания +5 В. Импульс ZERO сигнализирует микроконтроллеру, когда сетевое напряжение достигает нуля. Это эталон для установки момента зажигания симистора. Печатная плата возвращает сигнал SCR. Это положительный импульс, который зажигает симистор через светодиод в MOC3023.
В левом верхнем углу вы видите неузнаваемый микроконтроллер. Ниже этого, что довольно неожиданно, находится небольшая EEPROM, 24C02N от Atmel. Он имеет емкость 2 КБ, организованную как 128 слов по 8 бит.Единственная функция, о которой мы можем думать, — это то, что она содержит таблицу, которая сообщает микроконтроллеру, через сколько миллисекунд после нулевой пропускной способности сетевого напряжения симистор должен зажигаться для каждого положения кнопок.

Печатная плата за панелью управления. (© 2018 Йос Верстратен)

Регулятор мощности Mayitr испытан

Безопасность прежде всего!
Мы подключили этот модуль к сети через разделительный трансформатор 1/1.Если вы купите этот модуль и начнете экспериментировать с ним, крайне важно, чтобы вы сделали то же самое. Ошибка возникает быстро, и при прямом питании от сетевого напряжения такая ошибка может привести к опасному для вас электрошоку и / или фатальному короткому замыканию в вашем измерительном оборудовании. Короткое замыкание между фазой и заземлением вашего измерительного оборудования стало проще!

Сигналы НУЛЬ и SCR
Желтая осциллограмма дает НУЛЕВОЙ импульс, который полностью синхронизирован с напряжением сети, и показывает его боковые стороны, когда напряжение сети достигает нуля.Синяя осциллограмма показывает сигнал SCR. Нарастающий фронт этого импульса движется вперед и назад в полупериод НУЛЯ, когда вы нажимаете две кнопки. Симистор зажигается, когда этот сигнал становится положительным. В этом примере на дисплее установлено значение 050, и вы можете видеть, что симистор включается ровно в половине полупериода.
Наконец, обратите внимание, что оба сигнала имеют амплитуду 5 В.

Сигналы ZERO (желтый) и SCR (синий) при установке дисплея на 050. (© 2018 Jos Verstraten)

Установка дисплея на 010
Нам было любопытно посмотреть, будет ли схема работать стабильно при таких низких настройках. Желтым цветом показано напряжение на нагрузке, синим — узкий импульс зажигания SCR.

Напряжение на нагрузке (желтый) и импульс зажигания (синий), когда установлено на 010. (© 2018 Jos Verstraten)

Линейность управления
На дисплее отображается процентная проводимость симистора от общего полупериода сетевого напряжения.Частота сетевого напряжения очень точно равна 50 Гц, а период этого сигнала составляет 20 мс. Половина периода составляет ровно 10 мс. Проверить правильность настройки этого модуля не так уж и сложно. При настройке 050 модуль должен отправить симистор в состояние проводимости ровно через половину полупериода, то есть через 5,0 мс. В таблице ниже мы измерили ширину проводимости при трех различных настройках на экране осциллографа.

Точность настройки.(© 2018 Jos Verstraten)

Настройка дисплея и подаваемое питание
К сожалению, если вы установите дисплей на 050, схема не будет выдавать 50% максимальной мощности. Это просто невозможно, законы теоретической теории электричества препятствуют этой линейной зависимости. Чтобы произвести впечатление, мы загрузили модуль чисто омической нагрузкой, галогенным прожектором для кинотеатров мощностью 500 Вт. Для десяти позиций дисплея мы измерили действительное среднеквадратичное напряжение на лампе.Легко рассчитать выходную мощность для каждой позиции. В приведенной ниже таблице есть одна неточность. Мы предположили, что сопротивление лампы постоянное, но оно, конечно, немного зависит от температуры нити накала.

Взаимосвязь между настройкой дисплея и мощностью, подаваемой на галогенную лампу 500 Вт. (© 2018 Йос Верстратен)

Наш вывод

Этот регулятор мощности Mayitr — отличный инструмент для управления питанием, которое вы подаете на резистивные нагрузки и двигатели.При использовании модуля вы должны учитывать, что нет гальванической развязки между управляющей и силовой электроникой и что вы должны проявлять максимальную осторожность, чтобы обеспечить надежную изоляцию установки. (Реклама спонсора Banggood)
AC 230V 4000W SCR регулятор напряжения диммер

Как сделать регулятор мощности для паяльника? Регулятор мощности для паяльника своими руками: схемы и инструкция

Устройства для регулировки уровня напряжения, подаваемого на нагревательный элемент, часто используются радиолюбителями для предотвращения преждевременного разрушения жала паяльника и улучшения качества пайки.Наиболее распространенные схемы управления питанием паяльника содержат двухпозиционные контактные переключатели и тринисторные устройства, установленные в стойке. Эти и другие устройства дают возможность выбрать нужный уровень напряжения. Сегодня используются самодельные и заводские настройки.

Простой регулятор мощности для паяльника

Если от паяльника на 100 ватт нужно получить 40 Вт, можно применить схему на симисторе BT 138-600. Принцип работы заключается в обрезке синусоиды.Уровень нарезки и температуру нагрева можно регулировать с помощью резистора R1. Неоновая лампа служит индикатором. Ставить не надо. На радиатор установлен симистор БТ 138-600.

Корпус

Вся схема должна быть помещена в закрытый диэлектрический корпус. Желание сделать устройство миниатюрным не должно сказываться на безопасности при его использовании. Напомним, что устройство питается от источника напряжения 220 В.

Тринистор, контроллер питания для паяльника

В качестве примера рассмотрим устройство, рассчитанное на нагрузки от нескольких ватт до сотен.Диапазон регулирования номинальной мощности такого устройства варьируется от 50% до 97%. В приборе используется тринистор КУ103В с током удержания не более одного миллиампера.

Через диод VD1 свободно пропускается отрицательная полуволна напряжения, обеспечивающая примерно половину мощности паяльника. Его можно регулировать тринистором VS1 в течение каждого положительного полупериода. Устройство включается встречно параллельно диоду VD1. Тринистор управляется по фазоимпульсному принципу. Генератор вырабатывает импульсы, поступающие на управляющий электрод, состоящий из цепи R5R6C1, задающей время, и однопереходного транзистора.

Положение ручки резистора R5 определяет время от положительного полупериода. Схема управления мощностью требует температурной стабильности и повышенной помехозащищенности. Для этого можно сторониться управляющего переходного резистора R1.

Цепочка R2R3R4VT3

Генератор питается импульсами с напряжением до 7В длительностью 10 мс, образованными цепочкой R2R3R4VT3. Переход транзистора VT3 — стабилизирующий элемент. Включается в обратном направлении. Мощность, рассеиваемая цепью резистора R2-R4, будет уменьшена.

Схема регулятора мощности включает конденсатор С1КМ5, резисторы — МЛТ и R5 — СП-0,4. Транзистор можно использовать любой.

Плата и корпус для устройства

Для сборки данного устройства подойдет плата из масляного стеклопластика диаметром 36 мм и толщиной 1 мм. Для корпуса можно использовать любые предметы, например, пластиковые ящики или ящики из материала с хорошей изоляцией. Вам понадобится основа для элементов вилки. Для этого можно спаять два М 2.5 гаек к фольге так, чтобы штифты прижимали плату к корпусу при сборке.

Недостатки тринистора КУ202

При небольшой мощности паяльника регулирование возможно только в узкой области полупериода. В том, где удерживающее напряжение триристора хоть немного ниже тока нагрузки. Температурной стабильности нельзя добиться, если использовать такой регулятор мощности для паяльника.

Регулятор наддува

Большинство устройств для стабилизации температуры работает только на понижение мощности.Вы можете регулировать напряжение от 50 до 100% или от 0 до 100%. Мощности паяльника может не хватить в случае питания ниже 220 В или, например, при необходимости выпарить большую старую плату.

Эффективное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором, оно увеличивается в 1,41 раза и питает паяльник. Постоянная мощность, выпрямляемая на конденсаторе, достигнет 310 В при 220 В. Оптимальную температуру нагрева можно получить даже при 170 В.

Мощные паяльники не нуждаются в повышающих регуляторах.

Необходимые детали для схемы

Для сборки удобного регулятора мощности для паяльника своими руками можно воспользоваться методом навесной установки возле розетки. Для этого требуются небольшие компоненты. Мощность одного резистора должна быть не менее 2 Вт, остальных — 0,125 Вт.

Описание контроллера повышения мощности

На электролитическом конденсаторе С1 с мостовым VD1 выполнен входной выпрямитель. Его рабочее напряжение должно быть не менее 400 В.Выходная часть регулятора расположена на полевом транзисторе IRF840. С этим устройством вы можете использовать паяльник мощностью до 65 Вт без радиатора. Они могут нагреваться выше желаемой температуры даже при низких уровнях мощности.

Управляющий ключевой транзистор, расположенный на микросхеме DD1, вырабатывается из генератора ШИМ, частота которого задается конденсатором С2. Параметрический стабилизатор устанавливается на устройства C3, R5 и VD4. Питает микросхему DD1.

Для защиты выходного транзистора от самоиндукции установлен диод VD5.Его можно не ставить, если регулятор мощности паяльника не будет использоваться с другими электрическими приборами.

Варианты замены деталей в регуляторах

Микросхема DD1 может быть заменена на K561LA7. Выпрямительный мост выполнен из диодов, рассчитан на минимальный ток 2А. Устройство IRF740 можно использовать как выходной транзистор. Схема в накладке не нуждается, если все детали целы и при ее сборке не было допущено никаких ошибок.

Другие возможные устройства для рассеивания напряжения

Для паяльника собраны схемы простых регуляторов мощности, работающих на симисторе КУ208Г.Вся их хитрость в конденсаторе и неоновой лампочке, которая, изменяя свою яркость, может служить индикатором мощности. Возможное регулирование — от 0% до 100%.

При отсутствии симистора или лампочки можно применить тиристор КУ202Н. Это очень распространенный прибор, имеющий множество аналогов. С его использованием можно собрать схему, работающую в диапазоне от 50% до 99% мощности.

Ферритовое кольцо компьютерного шнура можно использовать для создания петли для подавления возможных помех от симистора или тиристорного переключателя.

Стрелочный индикатор

В регулятор мощности паяльника можно встроить индикатор часового типа для большего удобства использования. Сделайте это несложно. Неиспользованное старое аудиооборудование может помочь вам найти такие предметы. Устройства легко найти на местных рынках в любом городе. Хорошо, если один такой дома лежит без дела.

Для примера рассмотрим возможность интеграции в регулятор мощности для паяльника индикатора М68501 со стрелкой и цифровыми метками, который был установлен в старых советских магнитофонах.Особенностью настройки является подбор резистора R4. Наверняка нужно будет дополнительно выделить устройство R3, если будет использоваться другой индикатор. При понижении мощности паяльника необходимо соблюдать соответствующий баланс резисторов. Дело в том, что стрелка индикатора может отображать снижение мощности на 10-20% при фактическом расходе паяльника 50%, то есть вдвое меньше.

Вывод

Контроллер питания для паяльника можно собрать, руководствуясь множеством инструкций и статей с примерами возможных различных схем.Качество пайки зависит от хороших припоев, флюсов и температуры нагревательного элемента. Сложные устройства стабилизации или элементарной интеграции диодов могут использоваться при сборке устройств, необходимых для регулирования входящего напряжения.

Такие устройства широко используются с целью понижения, а также увеличения мощности подводимой к нагревательному элементу паяльника в диапазоне от 0% до 141%. Это очень удобно. Есть реальная возможность работать при напряжении ниже 220 В.На современном рынке доступны качественные устройства, оснащенные специальными регуляторами. Заводские устройства работают только на снижение мощности. Повышающий регулятор придется собирать самостоятельно.

lm324 Аналоговая паяльная станция | VLZQZ electronics

Аналоговая паяльная станция с контроллером на базе операционного усилителя lm324. Вы можете найти файлы KiCad на GitHub.

Введение

Я использую дешевый паяльник с регулируемой мощностью для своих электронных проектов.Я купил его, когда не знал, продолжу ли я заниматься электроникой, и он всегда был очень полезен, но по мере того, как я все больше и больше увлекался электроникой, я думал о том, чтобы получить обновление.

Но какие у меня были варианты? Помимо дешевых нерегулируемых паяльников, в настоящее время существуют температурные паяльные станции, которые можно дешево купить в Интернете. Если вы не боитесь запачкать руки, другой вариант — это множество различных конструкций паяльных станций, которые можно найти в Интернете, от схем старых станций hakko до различных оригинальных (и иногда сбивающих с толку) конструкций.

Как любитель электроники, создание электронного инструмента казалось правильным решением, поэтому я начал поиски, чтобы найти дизайн среди хаоса Интернета и построить его в качестве своего следующего проекта. Во время исследования я обнаружил два основных типа конструкций: основанные на микроконтроллере и конструкции на основе аналоговых компонентов (в основном операционные усилители). Я решил построить аналоговую станцию, потому что мне было интересно узнать больше об аналоговой электронике, и я мог найти все необходимые компоненты в моем местном магазине электроники.

Изучив множество дизайнов, я остановился на аналоговой паяльной станции на этой статье от ZL2PD как на моем главном источнике вдохновения. Он понравился мне, потому что это был своего рода ПИД-регулятор температуры железа и казался достаточно простым, поэтому я построил схему с переменным резистором вместо термистора, чтобы проверить ее. Тем не менее, меня не полностью убедил способ генерации импульсов для управления нагревателем, поскольку они зависели от пилообразной волны переменной амплитуды, которая деформировалась и создавала импульс, который быстро менялся от примерно половины рабочего цикла до почти 100% рабочего цикла.

После просмотра видео GreatScott о создании повышающего преобразователя без микроконтроллера я понял, что аналогичная схема может быть использована для решения проблемы генерации сигнала управления нагревателем, поэтому я начал работать над созданием схемы на основе этой конструкции. Но помимо добавления другого дизайна паяльной станции к изобилию, которое можно найти в Интернете, я в конечном итоге много узнал об операционных усилителях, симисторах и термопарах.

Описание схемы

Схема контролирует температуру утюга, управляя мощностью, поступающей в нагреватель, с помощью симистора, переключаемого с помощью сигнала ШИМ, рабочий цикл которого зависит от разницы между заданной температурой и температурой, измеренной термопарой.

Сигнал ШИМ генерируется путем сравнения этой разницы с треугольной волной, так что, когда разница выше, рабочий цикл выше, а когда разница меньше, коэффициент заполнения также ниже.

Вот представление того, как должны выглядеть осциллограммы цепи (измените температуру с помощью ползунка внизу):

А вот схема схемы. Все резисторы на 5% 1/4 Вт, я использовал 1/2 Вт, потому что это те, которые были в моем местном магазине электроники.Обратите внимание, что на схеме отсутствует соединение резистора 1 МОм между заземляющим контактом ручки паяльника и землей (для защиты от статического электричества).

Ручка паяльника

Это одна из центральных частей дизайна, поскольку конструкция ручки определяет необходимый источник питания, а также необходимую логику для контроля температуры. Я использовал ручку паяльника 907A (очень похожую на ту, что описана в этом видео BigClive, которая рассчитана на 24 В 50 Вт.

В этой рукоятке также используется термопара в качестве датчика температуры. Вы также можете найти рукоятки 907 (без A), которые используют термистор в качестве датчика, важно знать, какой у вас тип, поскольку методы измерения его выхода различаются. Чтобы точно знать, измерьте сопротивление клемм датчика при комнатной температуре, если оно около 2 Ом, датчик представляет собой термопару, если оно между 40 и 50 Ом, датчик представляет собой термистор.

Использование нагревательного элемента с датчиком термопары вызвало некоторые проблемы, поскольку я хотел свести количество компонентов к минимуму.

Выпуск термотрансфера

Одной из основных проблем, отмеченных людьми, использующими этот утюг, является зазор между нагревательным элементом и наконечником утюга. Это приводит к тому, что термопара дает неточные показания температуры, а утюг с трудом нагревает более крупные детали.

В этом видео предлагается решение этой проблемы, которое заключается в использовании тонкого медного листа для заполнения пространства между наконечником и нагревательным элементом. Я изо всех сил пытался найти медный металлический лист подходящей толщины, поэтому я использовал кусок алюминия для газированной воды вместо него, и, похоже, он работает нормально (я удалил пластик и лакокрасочное покрытие с помощью растворителя для краски и наждачной бумаги, прежде чем использовать его в утюге) .

Блок питания

Я хотел, чтобы паяльная станция питалась от 24 В, и, чтобы сохранить конструкцию как можно проще, я решил использовать трансформатор и нагревать ручку переменным током. Поскольку сопротивление нагревательного элемента составляло около 14 Ом, я оценил его максимальную потребляемую мощность 41 Вт при 24 В (немного больше 1,7 А), поэтому я решил использовать трансформатор 24 В 2 А. Пиковый ток на сетевой стороне трансформатора был немногим более 300 мА, поэтому я использовал линейный предохранитель на 500 мА.

Трансформатор, который я получил, был с центральным ответвлением, поэтому я использовал 2 диода 1n4007 в качестве двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением, чтобы получить 12 вольт для логики платы. Этот выпрямитель подает нерегулируемый постоянный ток около 19 В, который сглаживается конденсатором 100 мкФ, а затем регулируется стабилитроном 12 В с резистором 220 Ом, который ограничивает ток через стабилитрон примерно до 23 мА. К регулируемым линиям питания добавлен конденсатор емкостью 100 нФ для устранения шума.

Я решил использовать стабилитрон + резистор в качестве регулятора, потому что ток, потребляемый логикой, был очень низким (около 20 мА), и я хотел поэкспериментировать с этой конфигурацией, источник питания также можно было легко регулировать с помощью 7812 IC.

Симистор и драйвер

Поскольку я хотел использовать переменный ток для питания нагревательного элемента, мне нужен был способ контролировать мощность, достигающую его. Ответом на это является использование симистора, который похож на пару управляемых диодов, которые можно активировать как транзистор (подробнее о симисторах здесь). Но симистор необходимо активировать переменным током, а логика регулятора температуры использует постоянный ток.

Решением этой проблемы является использование драйвера симистора, типа оптопары, для переключения переменного тока симистора с цепью постоянного тока (подробнее об оптопарах здесь).Этот тип схемы можно рассматривать как твердотельное реле.

Я использовал симистор BTA08, управляемый moc3041. Поскольку симистор управляет резистивной нагрузкой, ему нужен только резистор между клеммой под напряжением / нагрузкой симистора и фототиаком драйвера, управляющим затвором. Значение 39 Ом было выбрано в соответствии с формулой, описанной в ответе на это сообщение о переполнении стека. Эмиттер moc3041 соединен последовательно со светодиодным индикатором и токоограничивающим резистором 1 кОм (для ограничения тока примерно до 9 мА).

Moc3041 похож на moc3021, но имеет встроенное обнаружение перехода через нуль, которое включает симистор только тогда, когда переменная волна находится на нулевом (или близком к нему) значении, чтобы не было резких скачков тока.

Я бы рекомендовал использовать симистор с минимально возможным падением напряжения, особенно если ручка питается от 24 В переменного тока, так как любое падение напряжения отразится на максимальной мощности утюга.

Усилитель термопары

Поскольку термопара ручки паяльника относится к типу K (я думаю), она вырабатывает напряжение от 0 до 19 мВ в диапазоне от 0 до 450 (этот диапазон был полезен для этого проекта).Это означает, что сигнал необходимо усилить перед использованием его с дифференциальным компаратором, в противном случае усиление компаратора должно быть слишком большим (и может привести к искажению сигнала).

Я использовал один из операционных усилителей lm324 как неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления около 100, определяемым резисторами R3 и R5. R2 и C1 действуют как фильтр нижних частот, пропускающий только сигналы ниже 1,6 Гц, чтобы устранить входной шум.

Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель принимает в качестве входов как выход усиленного сигнала термопары, так и выход делителя напряжения, создаваемого RV1, RV3, R1 и R6.Затем он увеличивает разницу между этими напряжениями в 100 раз, определяемую резисторами R8, R9, R10 и R11.

RV1 и R1 определяют самый низкий уровень температуры, а R6 — самый высокий. RV1 используется для калибровки температуры утюга.

Выход этой схемы используется как один вход компаратора.

Генератор треугольных волн

Другой вход для компаратора — это треугольная волна 10 Гц, генерируемая одним операционным усилителем. Поскольку я уже использовал 3 из 4 операционных усилителей в lm324, я решил использовать генератор треугольных сигналов с одним операционным усилителем, описанный в этой статье об изоляции печатной платы.Он отлично подходит для этого приложения, но потребляемый ток из цепи должен быть минимальным.

Почему 10 Гц? Потому что это частота, которая позволяет быстро считывать и изменять, сохраняя при этом достойную четкость сигнала ШИМ. Для пояснения, поскольку moc3041 включается только в нулевой точке переменного тока, его можно включить с максимальной частотой 120 Гц (для сети 60 Гц). Это означает, что сигнал ШИМ с рабочим циклом, зависящим от треугольной волны 1 Гц, пропускает максимум 120 полуволн переменного тока и имеет 120 возможных уровней рабочего цикла.Таким образом, сигнал с частотой 10 Гц позволяет пройти максимум 12 полуволн переменного тока и имеет 12 возможных уровней рабочего цикла.

RV2 используется для контроля симметрии треугольной волны, он должен быть установлен в или около среднего диапазона потенциометра.

Компаратор

Последний операционный усилитель используется в качестве компаратора для создания сигнала ШИМ, используемого для управления симистором. Этот сигнал высокий, когда выходной сигнал дифференциального усилителя выше, чем выходной сигнал генератора треугольных волн, и низкий в противном случае.

Следовательно, рабочий цикл этого сигнала и нагревательного элемента увеличивается по мере увеличения разницы между температурой железа и заданной температурой и уменьшается, когда она ниже.

Дисплей LED

Я использовал двухцветный светодиод. Красный светодиод подключен последовательно с эмиттером moc3041, поэтому, когда нагреватель включен, красный светодиод включается. Транзистор npn использовался в качестве инвертора или не затвора, чтобы загорать зеленый светодиод, когда нагреватель был выключен.

Двухцветный светодиод можно заменить двумя обычными светодиодами или, при желании, можно использовать один светодиод, чтобы показывать только то, что нагреватель включен, без транзистора Q1, зеленого светодиода и токоограничивающего резистора R15.

Механическая конструкция

Я имитировал дизайн дешевых клонов хакко, но использовал металл вместо пластика, потому что с ним легче работать (по крайней мере, для меня). Корпус был изготовлен из двух кусков гнутой стали с отверстиями для входов и элементов управления, а также с резьбовыми отверстиями для соединения этих двух частей винтами.

Мой друг, который профессионально работает с металлом, помог мне построить корпус, но инструменты, которые мы использовали, были не особо сложными, мы даже не использовали металлический тормоз.Изгибы производились металлическим верстаком, зажимами, деревянными брусками и молотком.

Так как я использовал сталь, я покрыл корпус цинковой краской, чтобы избежать ржавчины, а затем покрасил корпус и покрыл его прозрачным лаком. Я думаю, что алюминий лучше подходит для изготовления корпуса, но я использовал сталь, потому что это то, что у моего друга было в виде металлолома.

Основным фактором, по которому я решил не монтировать печатную плату на передней панели корпуса, как это делают многие паяльные станции, было то, что я не мог (локально) найти потенциометр, который я мог бы установить вертикально на печатной плате, потенциометры I У find были ноги, которые были слишком короткими, чтобы их можно было согнуть, поэтому их можно было установить так, как мне было нужно.Вместо этого печатная плата была прикреплена к нижней части корпуса с использованием кусков тонких трубок из ПВХ в качестве прокладок, а нижняя сторона печатной платы была защищена с помощью тонкого твердого пластикового слоя, удерживаемого теми же винтами, что и печатная плата.

Контрольные отметки наносились фломастером поверх слоя краски и перед нанесением прозрачных слоев покрытия.

Заключение

У этой конструкции есть пара недостатков. Во-первых, кажется, что существует заметная тепловая задержка между наконечником железа и термопарой, из-за чего железу требуется больше времени для нагрева.Тем не менее, этот эффект уменьшается за счет модификации, описанной в разделе ручки пайки.

Еще одно изменение, которое я бы внес в дизайн, — это двухцветный светодиод, потому что он светится желтым оттенком, когда утюг достигает желаемой температуры. Я бы, вероятно, предпочел использовать один светодиод, чтобы показывать, когда нагреватель включен, поскольку наличие более точного индикатора того, когда утюг достиг желаемой температуры с аналоговыми компонентами, потребовал бы увеличения количества компонентов.

Изучены простые схемы управления фазой симистора

В схеме управления фазой симистора симистор включается только для определенных частей полупериодов переменного тока, заставляя нагрузку работать только в течение этого периода формы сигнала переменного тока.Это приводит к контролируемой подаче мощности на нагрузку.

Симисторы широко используются в качестве твердотельной замены реле для переключения мощных нагрузок переменного тока. Однако есть еще одна очень полезная функция симисторов, которая позволяет использовать их в качестве контроллеров мощности для управления данной нагрузкой на желаемых конкретных уровнях мощности.

Это в основном реализуется двумя способами: фазовое управление и переключение при нулевом напряжении.

Приложение управления фазой обычно подходит для таких нагрузок, как диммеры света, электродвигатели, а также методы регулирования напряжения и тока.

Переключение при нулевом напряжении больше подходит для резистивных нагрузок, таких как лампы накаливания, нагреватели, паяльники, гейзеры и т. Д. Хотя ими также можно управлять с помощью метода фазового регулирования.

Как работает управление фазой симистора

Симистор может быть активирован в любой части применяемого полупериода переменного тока, и он будет продолжать находиться в проводящем режиме только до тех пор, пока полупериод переменного тока не достигнет линии пересечения нуля.

Это означает, что когда симистор срабатывает в начале каждого полупериода переменного тока, симистор по существу включается так же, как переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, включенный.

Однако предположим, что если этот сигнал запуска используется где-то на полпути формы сигнала цикла переменного тока, симистору будет разрешено проводить просто в течение оставшегося периода этого полупериода.

И поскольку симистор активируется только на половину периода, он пропорционально снижает мощность, подаваемую на нагрузку, примерно на 50% (рис. 1).

Таким образом, количество мощности нагрузки можно контролировать на любом желаемом уровне, просто изменяя точку срабатывания симистора на форме сигнала фазы переменного тока.Так работает фазовый контроль с помощью симистора.

Приложение Light Dimmer

Стандартная схема светорегулятора представлена ​​на Рис. 2 ниже. В течение каждого полупериода переменного тока конденсатор емкостью 0,1 мкФ заряжается (через сопротивление управляющего потенциометра) до тех пор, пока на его выводах не будет достигнут уровень напряжения 30-32.

Примерно на этом уровне триггерный диод (диак) принудительно срабатывает, заставляя напряжение проходить через триггер через затвор симистора.

Неоновая лампа также может использоваться вместо диака для того же отклика.Время, затрачиваемое конденсатором 0,1 мкФ на зарядку до порога срабатывания диака, зависит от настройки сопротивления управляющего потенциометра.

Теперь предположим, что если потенциометр настроен на нулевое сопротивление, конденсатор будет мгновенно заряжаться до уровня срабатывания диака, что, в свою очередь, приведет к тому, что конденсатор перейдет в проводимость на протяжении почти всего полупериода переменного тока.

С другой стороны, когда потенциометр настроен на максимальное значение сопротивления, конденсатор может заряжаться до уровня зажигания только до тех пор, пока полупериод почти не достигнет своей конечной точки.Это позволит симистору

проводить только очень короткое время, пока сигнал переменного тока проходит через конец полупериода.

Несмотря на то, что схема диммера, показанная выше, действительно проста и не требует больших затрат, она имеет одно существенное ограничение — она ​​не позволяет плавно регулировать мощность нагрузки от нуля до максимума.

Когда мы вращаем потенциометр, мы можем обнаружить, что ток нагрузки довольно резко возрастает от нуля до некоторых более высоких уровней, и только тогда он может плавно работать на более высоких или низких уровнях.

В случае кратковременного отключения питания переменного тока и снижения яркости лампы ниже этого «скачка» (гистерезиса), лампа остается выключенной даже после окончательного восстановления питания.

Как уменьшить гистерезис

Этот эффект гистерезиса можно было бы существенно снизить, реализовав конструкцию, показанную в схеме на Рис. 3 ниже.

Поправка: замените 100 мкФ на 100 мкГ для катушки ВЧ-помех.

Эта схема отлично работает в качестве диммера для домашнего освещения.Все части могут быть установлены в задней части настенного распределительного щита, и в случае, если нагрузка окажется ниже 200 Вт, симистор может работать независимо от радиатора.

Практически 100% отсутствие гистерезиса необходимо для диммеров, используемых в оркестровых выступлениях и театрах, чтобы обеспечить постоянное управление освещением ламп. Эта функция может быть реализована при работе со схемой, показанной на рис. 4 ниже.

Исправление: Замените 100 мкФ на 100 мкГн для катушки ВЧ-помех.

Выбор мощности симистора

Лампы накаливания потребляют невероятно большой ток в течение периода, когда нить накала достигает своих рабочих температур.Этот импульсный ток при включении может превышать номинальный ток симистора примерно в 10–12 раз.

К счастью, бытовые лампочки могут достичь своей рабочей температуры всего за пару циклов переменного тока, и этот короткий период высокого тока легко поглощается симистором без каких-либо проблем.

Однако ситуация может быть иной для сценариев театрального освещения, в которых лампам большей мощности требуется гораздо больше времени для достижения своей рабочей температуры. Для такого типа приложений симистор должен иметь номинальную нагрузку как минимум в 5 раз превышающую типичную максимальную нагрузку.

Колебания напряжения в схемах управления фазой симистора

Каждая из схем управления фазой симистора, показанных до сих пор, зависит от напряжения, то есть их выходное напряжение изменяется в ответ на изменения входного напряжения питания. Эта зависимость от напряжения может быть устранена с помощью стабилитрона, который может стабилизировать и поддерживать постоянным напряжение на синхронизирующем конденсаторе (рис. 4).

Эта установка помогает поддерживать практически постоянный выход независимо от любых значительных колебаний входного напряжения сети переменного тока.Его регулярно используют в фотографических и других сферах, где очень важен стабильный и фиксированный уровень света.

Управление люминесцентными лампами

Ссылаясь на все схемы управления фазой, описанные до сих пор, можно сказать, что лампами накаливания можно управлять без каких-либо дополнительных изменений в существующей системе домашнего освещения.

Регулировка яркости люминесцентных ламп также возможна благодаря такому типу управления фазой симистора. Когда внешняя температура галогенной лампы опускается ниже 2500 градусов C, цикл регенерации галогена перестает работать.

Это может привести к осаждению вольфрамовой нити накала на стенке лампы, что приведет к сокращению срока службы нити и ограничению прохождения света через стекло. Регулировка, которая часто используется вместе с некоторыми схемами, рассмотренными выше, продемонстрирована на рис. 5

Эта установка включает лампы, когда наступает темнота, и выключает их снова на рассвете. Фотоэлемент должен видеть окружающий свет, но быть защищенным от регулируемой лампы.

Управление скоростью двигателя

Управление фазой симистора также позволяет регулировать скорость электродвигателей. Обычным типом двигателя с последовательной обмоткой можно управлять с помощью схем, очень похожих на те, что используются для регулировки яркости света.

Однако, чтобы гарантировать надежную коммутацию, конденсатор и последовательное сопротивление должны быть подключены параллельно через симистор (рис. 6).

Благодаря этой настройке скорость двигателя может изменяться в зависимости от изменений нагрузки и напряжения питания,

Однако для приложений, которые не являются критическими (например, управление скоростью вентилятора), в которых нагрузка фиксирована на любой заданной скорости , схема не потребует никаких изменений.

Скорость двигателя, которая обычно, при предварительном программировании, остается постоянной даже при изменении условий нагрузки, оказывается полезной характеристикой для электроинструментов, лабораторных мешалок, гончарных кругов часовых мастеров и т. Д. ‘SCR обычно включается в полуволновую схему (рис. 7).

Схема работает довольно хорошо в ограниченном диапазоне скоростей двигателя, хотя может быть уязвима для «икоты» на низких скоростях, а правило полуволновой работы запрещает стабилизированную работу намного выше диапазона скоростей 50%.Схема управления фазой с измерением нагрузки, в которой симистор обеспечивает управление от нуля до максимума, показана на рис. 8.

Управление скоростью асинхронного двигателя

Скорость асинхронного двигателя также можно контролировать с помощью симистора, хотя вы можете столкнуться с некоторыми трудностями, в частности если задействованы двигатели с двухфазным или конденсаторным пуском. Обычно асинхронные двигатели могут управляться от полной до половинной скорости, при условии, что они не загружены на 100%.

Температура двигателя может использоваться как довольно надежный эталон.Температура никогда не должна выходить за рамки спецификаций производителя при любой скорости.

Опять же, может быть применена улучшенная схема регулятора яркости света, показанная на рис. 6 выше, однако нагрузка должна быть подключена в другом месте, как показано пунктирными линиями

Изменение напряжения трансформатора посредством управления фазой

Схема установлена объясненное выше, может также использоваться для регулирования напряжения внутри обмотки первичной стороны трансформатора, тем самым получая вторичный выходной сигнал с переменной скоростью.

Эта конструкция применялась в различных контроллерах ламп микроскопов. Переменная установка нуля была обеспечена заменой резистора 47 кОм на потенциометр 100 кОм.

Управление нагревательными нагрузками

Различные схемы управления фазой симистора, обсуждавшиеся до сих пор, могут применяться для управления нагрузкой типа нагревателя, хотя контролируемая температура нагрузки может изменяться с изменениями входного переменного напряжения и окружающей температуры. Схема, компенсирующая такие изменяющиеся параметры, показана на рис.10.

Гипотетически эта схема могла бы поддерживать температуру, стабилизированную в пределах 1% от заданной точки, независимо от изменений напряжения сети переменного тока на +/- 10%. Точная общая производительность может определяться структурой и дизайном системы, в которой применяется контроллер.

Эта схема обеспечивает относительное управление, что означает, что общая мощность подается на нагревательную нагрузку, когда нагрузка начинает нагреваться, затем в какой-то промежуточный момент мощность снижается с помощью меры, пропорциональной разнице между фактическими значениями. температура груза и предполагаемая температура груза.

Пропорциональный диапазон регулируется с помощью регулятора «усиления». Схема проста, но эффективна, однако имеет один существенный недостаток, который ограничивает ее использование в основном более легкими нагрузками. Эта проблема касается излучения сильных радиопомех из-за прерывания фазы симистора.

Радиочастотные помехи в системах контроля фазы

Все устройства контроля фазы симистора вырабатывают огромное количество радиочастотных помех (радиочастотные помехи или радиопомехи).В основном это происходит на низких и средних частотах.

Радиочастотное излучение сильно улавливается всеми ближайшими средневолновыми радиоприемниками и даже звуковым оборудованием и усилителями, создавая раздражающий громкий звонкий звук.

Этот RFI может также повлиять на оборудование исследовательских лабораторий, особенно на pH-метры, что приведет к непредсказуемой работе компьютеров и других подобных чувствительных электронных устройств.

Возможным средством уменьшения радиопомех является добавление радиочастотного индуктора последовательно с линией питания (обозначенной в схемах как L1).Дроссель подходящего размера можно построить, намотав от 40 до 50 витков суперэмалированной медной проволоки на небольшой ферритовый стержень или любой ферритовый сердечник.

Это может привести к индуктивности прибл. 100 мкГн, в значительной степени подавляющие колебания радиопомех. Для усиленного подавления может оказаться важным максимально увеличить количество витков до максимально возможного значения или индуктивности до 5 Гн.

Недостаток ВЧ-дросселя

Недостаток схемы управления фазой симистора на основе ВЧ-катушки заключается в том, что мощность нагрузки следует учитывать в соответствии с толщиной дроссельного провода.Поскольку нагрузка должна быть в киловаттном диапазоне, тогда провод ВЧ дросселя должен быть достаточно толстым, что приведет к значительному увеличению размера катушки и ее громоздкости.

Радиочастотный шум пропорционален мощности нагрузки, поэтому более высокие нагрузки могут вызвать более высокое радиочастотное излучение, требующее более совершенной схемы подавления.

Эта проблема может быть не такой серьезной для индуктивных нагрузок, таких как электродвигатели, поскольку в таких случаях обмотка нагрузки сама ослабляет радиопомехи. Управление фазой симистора также связано с дополнительной проблемой — это коэффициент мощности нагрузки.

Коэффициент мощности нагрузки может иметь отрицательное влияние, и это проблема, к которой регуляторы источника питания относятся очень серьезно.

Паяльная станция с регулируемой температурой — SMEE

Паяльная станция 1 Вид сверху

Брайан Нил описывает, как он спроектировал и установил новую схему управления и программу для несуществующей паяльной станции Weller, используя Arduino Uno в качестве испытательного стенда. Он счастлив вступить в дискуссию с участниками. Если вы хотите это сделать, просто оставьте свой комментарий в поле в конце статьи, и он свяжется с вами.

Несколько лет назад я перехватил термостатируемый паяльник Weller и связанную с ним «паяльную станцию» на пути к скипу. К нему была приклеена этикетка с надписью «Дисплей сломан», что казалось многообещающим, если только это было не так. К сожалению, он должен был просто сказать «Сломано»! Ни дисплея, ни подогрева, ничего. Тем не менее, это был один из более сложных утюгов с регулируемой температурой, чем однотемпературные утюги «Magnastat», поэтому, казалось, стоит присмотреться.

Я покопался в Интернете и был рад найти принципиальную схему для этой модели. Тем не менее, похоже, что хотя Веллер продавал аналогичные модели в течение значительного периода времени, внутри компании произошли различные изменения, и в моей более поздней модели использовалась пара керамических печатных плат с компонентами для поверхностного монтажа, а ключевые полупроводниковые элементы были скрыты под каплями эпоксидной смолы. Не было очевидных сломанных дорожек или чего-то подобного, и хотя схемы имели некоторое сходство с информацией, которую я нашел, было мало шансов провести какой-либо интеллектуальный поиск неисправностей.Даже дисплей был припаян к одной из плат таким образом, что его было сложно снять без повреждений. Итак, на данный момент у меня был паяльник с работающим элементом на 24 В и терморезисторным датчиком температуры PTC, а также подставка с потенциометром контроля температуры и источником питания 24 В. Казалось, что стоит продолжить, так как это качественные инструменты, запасные части и т. Д. Все еще доступны. Все, что мне нужно было заменить, — это схема для измерения температуры наконечника, считывания положения потенциометра и регулировки мощности элемента соответственно.Еще мне потребовалось заменить дисплей температуры и найти способ управлять им. Так что тут никаких проблем…

На самом деле, хотя я проделал эту работу для паяльника, точно такие же методы можно было адаптировать для любых требований по контролю температуры. Может быть, печь для термообработки, а может, улучшит температурную стабильность моей кофеварки?

Вместо того, чтобы пытаться имитировать оригинальную схему, я хотел исследовать использование цифровой системы контроля температуры. Я разбил требования на четыре основных функциональных блока.

Нижняя сторона паяльной станции

Сердцем новой системы станет 8-битный микроконтроллер ATmega. Я выбрал его, поскольку он был мне знаком в качестве контроллера для моего 3D-принтера. Он является членом семейства микроконтроллеров, используемых в аппаратном обеспечении Arduino, для которого доступно множество программного обеспечения с открытым исходным кодом, включая полезную (и бесплатную) среду разработки программного обеспечения. Я уже использовал это для обновления своего контроллера 3D-принтера. У меня также был доступ к программному обеспечению для контроля температуры с открытым исходным кодом, которое использовалось в 3D-принтере в качестве отправной точки для идей.Хотя платы Arduino очень полезны и просты в использовании, мне не нужны были все возможности, предлагаемые ими, но я мог заниматься разработкой программного обеспечения с их помощью. Затем я мог бы взять чистый чип ATmega и добавить несколько дополнительных компонентов, чтобы получить пригодную для использования встроенную систему. ATmega 328P, используемый в Arduino Uno, представляет собой 28-битное устройство, которое подключается к разъему DIL, но включает в себя аналого-цифровое (AD) преобразование и достаточное количество цифровых контактов ввода / вывода и стоит всего несколько фунтов. Я уверен, что есть и другие, даже более дешевые варианты, но сочетание приемлемой стоимости, знакомства и простоты использования сделало решение простым.Я смог запрограммировать Arduino и протестировать с другой схемой, собранной на макетной плате. После тестирования я заменил 328P на разъем на Veroboard, на котором была построена остальная схема.

Остальные три блока, которые нуждались в доработке, — это датчик температуры, цифровой дисплей и регулировка мощности элемента. Цель заключалась в использовании существующего трансформатора 24 В, выпрямителя / конденсатора и регулируемого резистора для регулирования температуры.

Измерение температуры было проблемой, поскольку в железе использовался термистор PTC с низким значением (порядка 30R).В 3D-принтере используется более распространенный термистор 100K NTC, а измерение температуры осуществляется путем зарядки конденсатора через чувствительный термистор и измерения напряжения через фиксированный интервал. Мне нужно было найти способ превратить небольшие изменения сопротивления в небольшом сопротивлении во что-то полезное, и в итоге я получил мостовую схему, управляющую входом операционного усилителя с довольно высоким коэффициентом усиления. Это давало достаточный разброс напряжения в интересующем температурном диапазоне, чтобы быть полезным. Выходной сигнал операционного усилителя поступает непосредственно на один из аналоговых входных контактов 328P.АЦП на 328P преобразует диапазон входного напряжения 0-5 В в число 0-1023; выходной сигнал схемы датчика в пределах полезного диапазона температур составлял примерно 2-4 В, что давало диапазон цифровых чисел примерно 400-800. Это означает, что разрешение значений температуры внутри программы не очень высокое, но для работы вполне подходит. Целевая температура устанавливается с помощью существующего электролизера, на который подается напряжение 5 В, и с помощью дворника, подключенного к другому входному аналоговому выводу.

Деталь паяльной станции

В дисплее используется дешевое 3-разрядное 7-сегментное светодиодное устройство, выбранное отчасти потому, что оно соответствовало существующему отверстию на передней панели с небольшой обрезкой.Сегменты и входы выбора разряда управляются цифровыми выходными выводами 328P через набор дешевых переключающих транзисторов общего назначения для управления задействованными токами. Суммарное потребление тока привело бы к выходу за пределы 328P, если бы ему пришлось напрямую управлять дисплеем. Декодирование цифр для подсветки соответствующих полос на дисплее и выбора цифр выполняется 328P, а не добавлением каких-либо дополнительных внешних схем. Существуют стандартные микросхемы декодера / драйвера, которые сделают эту работу, и, оглядываясь назад, я мог бы пойти по этому пути, если бы мне пришлось делать эту работу снова.

Я планировал использовать симистор для переключения питания на элемент под управлением 328P. Я рассматривал возможность использования 24 В постоянного тока и, например, полевого МОП-транзистора с ШИМ-пропорциональным регулированием подводимого тепла вместо 24 В переменного тока и симистора. Первоначальная конструкция использовала симистор и переключение по переменному току, и я пошел по тому же пути на том основании, что я могу избежать коммутационных переходных процессов — я бы переключал примерно 2-3 А, используя постоянный ток. В моем 3D-принтере для регулирования температуры сопла экструдера используется ШИМ, и он очень хорошо работает (в пределах 1 ° C при температуре около 190 ° C), но меня беспокоил высокочастотный шум, возникающий при переключении постоянного тока.Используя симистор и переменный ток, я стремился переключаться при переходах через ноль сетевого цикла, поэтому никогда не переключать значительный ток.

Чтобы я мог использовать один и тот же трансформатор для подачи 24 В постоянного тока на электронику и 24 В переменного тока для нагревательного элемента, я включил оптоизолированный драйвер симистора, который также упростил управление симистором с выхода 328P. Оптоизоляция означает отсутствие прямых соединений между входом и выходом — полная гальваническая развязка. Симистор автоматически обеспечивает отключение при переходе через ноль, но я также стремился использовать включение при переходе через ноль, чтобы избежать переходных процессов при переключении.Для этого я взял питание переменного тока от силового трансформатора и использовал пару диодов для получения положительных импульсов, ограниченных напряжением питания постоянного тока. Это шло на один из выводов 328P, который был настроен на прерывание по одному фронту входного импульса. В программе обслуживания прерывания принималось решение о включении или выключении, поэтому включение должно происходить при нулевом значении напряжения питания переменного тока или очень близко к нему. Одновременно с включением симистора процедура обслуживания прерывания запустила таймер, который отключил привод симистора через 14 мсек, то есть во втором полупериоде входа переменного тока.Таким образом, сам симистор отключится в конце цикла, готовый к принятию решения о включении / выключении в начале следующего. Я хотел бы проверить, насколько точно работает синхронизация всех импульсов, но мой осциллограф был получен из того же источника, что и паяльник «заголовок для пропуска», и я еще не успел починить его…

ПИД-регулирование

В микроконтроллере 328P реализован алгоритм регулирования температуры на основе ПИД-регулирования. Что ж, это было бы, если бы я включил в него элемент «D», но это, похоже, не сильно увеличивало возможности контроля температуры, поэтому я отказался от него после некоторых экспериментов.Для тех, кто не знаком с ПИД-регулятором, иногда называемым трехчленным регулированием, это процесс использования измерений фактической температуры (или того, что вы пытаетесь контролировать), сравнения ее с тем, что вы хотите, и увеличения или уменьшая входную мощность до совпадения. Элемент P прост. P означает пропорциональный. Возьмите разницу между фактическим и требуемым значениями и добавьте или вычтите мощность (в данном случае) пропорционально разнице. Большая разница = большая входная мощность, и когда фактическая температура приближается к требуемой, входная мощность снижается.Проблема с пропорциональной системой управления состоит в том, что она, как правило, не позволяет достичь требуемой температуры. Подвод тепла определяется размером ошибки (разница между фактическим и требуемым), и вы всегда получаете небольшую ошибку, потому что, если ошибка равна нулю, то поправка также равна нулю. Самый простой способ обойти это — измерить кумулятивную ошибку за некоторый период и сгенерировать поправку на подвод тепла на ее основе. Чем дольше фактическая температура имеет небольшую погрешность, тем больше становится поправка, и в течение некоторого периода она приводит вас к целевому значению.Это I или интегральный компонент. Те, чья память восходит к школьным урокам математики и исчисления, могут помнить интегралы как связанные с суммой множества малых значений, что мы и делаем здесь. Проще говоря, обратная связь P-ошибки приближает результат к желаемому, а компонент I помогает добиться успеха. Компонент D (дифференциал) определяет, насколько быстро фактическая температура приближается к требуемому значению, но я не обнаружил, что это особенно полезно на практике.Уравновешивание компонентов P и I может сделать довольно хорошую работу.

На практике все немного сложнее этого. Моя система (в значительной степени основанная на механизме контроля температуры из кода Sprinter для 3D-принтеров) имеет встроенные знания о том, сколько энергии требуется для определенной температуры. Я установил тестовую систему, которая позволила мне изменять потребляемую мощность в диапазоне предустановленных значений, и измерил полученную температуру. Значения сохранялись в программе, загруженной в микроконтроллер.Затем я смог настроить программу управления, чтобы обеспечить необходимое количество тепла для любой требуемой температуры наконечника, и, в принципе, это могло бы меня довольно близко подвести. Затем ПИД-регулятор добавляет или вычитает рассчитанное количество мощности на основе ошибок P и I, как описано, для точного определения температуры наконечника. Это также означает, что он нагревается быстрее (т.

Программа имеет несколько параметров, которые регулируют, насколько «поправочные» коэффициенты P и I изменяют базовое значение погонной энергии. Я потратил некоторое время на их настройку; например, если коэффициент I слишком велик, температура достигнет цели быстрее, но затем будет постоянно повышаться и недооцениваться; слишком мал, и для достижения цели требуется больше времени. Вот где действительно выигрывает плата Arduino как часть макета — так легко настроить код, загрузить новую версию, протестировать ее и повторять до тех пор, пока вы не будете довольны.

Прерывания и переключение питания

Результатом вычислений ПИД-регулятора является число, которое представляет долю мощности между нулем и полной мощностью, которую необходимо применить. Чтобы объяснить это, проще всего представить эту «пропорцию» как число от 0 до 100, то есть, по сути, это процент от полной мощности, которую необходимо применить. Я могу переключать питание только в полных циклах сети, поэтому 50% мощности означает включение нагревателя на 50 циклов из 100, 66% мощности означает 66 циклов из 100 и так далее.

Аппаратное обеспечение настроено на отправку прерывания на микроконтроллер в начале каждого сетевого цикла. С точки зрения вычислений, прерывание — это способ сообщить процессору, что он должен немедленно отреагировать на какое-то внешнее событие. По сути, «прекратите все, что вы делаете, немедленно запустите определенный фрагмент кода, а затем вернитесь к тому, что вы делали». Альтернативой является то, что процессор «опрашивает» внешнюю величину. Таким образом программа измеряет температуру наконечника или значение емкости для установки температуры.Программа решает, когда она это сделает. Прерывание необходимо, когда требуется немедленная реакция, как в этом случае, когда мы должны принимать решение о включении / выключении в начале каждого сетевого цикла.

Самый простой способ превратить выходное значение ПИД-регулятора в решение о переключении — использовать счетчик. В начале каждого цикла сети есть прерывание, и код прерывания считает прерывания (= циклы сети). Логика:

(происходит прерывание)

Если значение ПИД> = счетчик

Включите нагрев

Остальное

Выключить обогрев

Endif

Счетчик = счетчик + 1

Если счетчик> 99

Счетчик = 0

Endif

(конец обработки прерывания)

Что происходит, так это то, что для первых циклов «значения ПИД» из 100-циклового периода питание включается и выключается на оставшуюся часть периода.С сетью 50 Гц это означает, что в течение 2 секунд, а 50% мощности будет означать включение на 1 с, выключение на 1 с. На практике для большего разрешения я использую диапазон от 0 до 255 для «значения ПИД-регулятора» и максимального значения счетчика, а не от 0 до 100, что означает, что управление длится примерно 5 секунд. Я был обеспокоен тем, что это приведет к слишком сильным колебаниям температуры из-за относительно длительных периодов включения / выключения, и я искал способ добиться большего. В идеале 50% должны означать чередование циклов включения / выключения, 66% — два цикла включения, один цикл выключения и т. Д.Гораздо более мелкая детализация и, возможно, лучшая стабилизация температуры, если бы я мог это сделать.

Метод, который я придумал, может быть не оригинальным, учитывая, что оригинальности в подобных вещах мало, но я не припомню, чтобы где-либо его описывали. Мы снова используем счетчик, но на этот раз мы используем его немного по-другому.

(происходит прерывание)

Счетчик = счетчик + значение ПИД

Если счетчик> 99

Включите нагрев

Счетчик = счетчик — 100

Остальное

Выключить обогрев

Endif

(конец обработки прерывания)

Чтобы увидеть, как это работает, проще всего поработать с некоторыми примерными значениями.Например, предположим, что счетчик начинается с 0 и значение PID = 25.

После прохода 1: counter = 25; выключить

После прохода 2: counter = 50; выключить

После прохода 3: counter = 75; выключить

После прохода 4: счетчик = 0; тепло на

… и мы вернулись к началу. Вы можете видеть, что нагрев включен в течение 1 из 4 циклов сети = 25%.

Попробуйте со значением PID = 67.

После прохода 1: counter = 67; выключить

После прохода 2: counter = 34; тепло на

После прохода 3: counter = 1; тепло на

После прохода 4: counter = 68; выключить

После прохода 5: counter = 35; тепло на

После прохода 6: counter = 2; тепло на

… и так далее.Это 2 цикла питания из 3, и если вы проработаете достаточно долго, вы обнаружите, что нагрев работает ровно 67% времени (иногда нагрев будет включен в течение 3 из 3 циклов сети, и алгоритм требует заботиться об этом автоматически). Умно, а? Он работает для любого значения PID, и он также работает в моем случае, когда значение PID находится в диапазоне от 0 до 255, а порог счетчика равен 254, а не 99. Я использую 255, а не 100, просто для более тонкой детализации управления нагревателем, хотя я сомневаюсь, действительно ли это имеет значение на практике.

Симистор переключающий

Выход микроконтроллера управляет оптоизолированным драйвером симистора. Сторона выхода драйвера симистора включает симистор, который управляет подачей 24 В переменного тока на нагревательный элемент. Оптоизолятор легко управляется непосредственно с выходного контакта микроконтроллера, а также обеспечивает гальваническую развязку между управляющей электроникой и симистором и его питанием 24 В. Это позволяет без проблем питать управляющую электронику и нагревательный элемент от одного источника.

Основная программа

Это довольно просто. Микроконтроллер имеет внутренние часы, которые можно считывать из программы. Программа просто выполняет один и тот же цикл непрерывно, каждый раз проверяя часы. Каждые полсекунды код считывает целевую температуру с потенциометра, считывает температуру наконечника утюга и пересчитывает «значение ПИД» (требуемая доля доступной мощности нагревателя) для использования в программе прерывания. Он также обновляет дисплей температуры каждые 2 секунды.Всякий раз, когда горшок контроля температуры изменяется более чем на небольшую величину, на дисплее отображается заданная температура в течение 5 секунд, а затем снова отображается температура наконечника.

Код драйвера дисплея также прост. Выберите последовательные цифры из значения температуры, затем вызовите соответствующую подпрограмму, чтобы осветить соответствующие сегменты 7-сегментного дисплея, установив соответствующие выходные контакты. Таким образом, имеется 7 контактов, предназначенных для вывода на сегментный дисплей, плюс еще 3, которые управляют строками «выбора цифры» на модуле дисплея.Мне не нужно было использовать десятичные точки для отображения температуры, поэтому я решил использовать их, чтобы указать, когда на нагреватель подается питание. Как правило, они остаются включенными, пока утюг нагревается, а затем просто немного мерцают, когда кончик утюга достигает заданной температуры.

В целом этот дисплейный код не очень удачный. Одна большая проблема заключается в том, что кажущаяся яркость любой цифры зависит от того, как долго этот конкретный набор сегментов освещен, и довольно сложно убедиться, что каждая цифра светится одинаковое время.Это одна из причин, по которой было бы полезно использовать драйвер внешнего дисплея, поскольку он обычно управляет яркостью и т. Д. Внешний драйвер также устранил бы необходимость в 10 переключающих транзисторах, но, что любопытно, подходящий чип декодера / драйвера обычно стоит больше, чем микроконтроллер! Тем не менее, пока код умещается в доступном пространстве памяти и имеется достаточное количество доступных циклов ЦП, сложность ничего не стоит (после того, как она написана…), и текущая настройка работает адекватно. На практике дисплей немного радует, но цифры довольно близки к той же яркости.

Сборка и тестирование

Деталь паяльной станции

На фотографиях представлена ​​общая строительная техника. Когда я только начинал, это был эксперимент, поэтому я довольно грубо собрал что-то на Veroboard. Одна плата содержит аналоговую схему — компоненты датчика температуры и связанный с ними усилитель, схему возведения в квадрат импульса сети и соединения от регулятора установки температуры. Он также содержит драйвер опто-симистора и сам симистор.Вторая плата содержит микроконтроллер, дисплей и транзисторы драйвера дисплея. Микроконтроллер имеет два конденсатора и кристалл синхронизации, который является всей необходимой внешней схемой поддержки. На самом деле, вероятно, можно было бы справиться с меньшими затратами, но с меньшей точностью хронометража, но когда я начал проект, я не был уверен, понадобится ли мне точное время или нет.

Платы соединяются коротким ленточным кабелем и помещаются в пространство, занимаемое исходной платой, плюс дополнительный отсек внутри корпуса.Где-то там есть пара микросхем 3-контактных регуляторов, дающих 12 В для схемы операционного усилителя и 5 В для микроконтроллера и дисплея. Обе платы были бы намного аккуратнее с печатными платами, но они действительно работают!

Испытательный стенд паяльной станции

Для тестирования я использовал плату Arduino Uno, на которой запущен код, который будет использоваться на целевом встроенном микроконтроллере. На фотографии тестовой установки показана плата Uno, подключенная к «настоящей» плате с помощью перемычек, соединяющих соответствующие контакты.На этом этапе я тестировал код контроля температуры, поэтому подключения дисплея не требовались; соединения предназначены для измерения температуры, настройки температуры, сетевого импульса для прерывания и выхода нагревателя. Остальные провода — питание и земля. С такой настройкой я мог добавить отладочный код в программу и отправить полезную информацию обратно на ноутбук, на котором запущена среда программирования Arduino. Действительно полезно получать такую ​​информацию из системы, когда вы ее разрабатываете, потому что в противном случае это просто черный ящик, который работает или нет, как он считает нужным, и вы не видите, что происходит внутри.Например, алгоритм мощности нагревателя требует хорошей оценки требуемой мощности для любой заданной температуры, а механизм обратной связи ПИД-регулятора затем корректирует это в небольших количествах по мере необходимости. Чтобы найти требуемую мощность, я мог изменить код, чтобы установить фиксированную настройку мощности (30%, 40% или что-то еще) и позволить температуре стабилизироваться. Выполнение этого для нескольких различных настроек мощности позволило получить график зависимости температуры от мощности нагревателя. Я также мог контролировать количество обратной связи ПИД, пока утюг нагревается и стабилизируется до температуры, чтобы помочь настроить переменные обратной связи.Основываясь на моем опыте работы с нагревателем для 3D-принтера, я искал систему, которая бы быстро нагревалась, превышала заданную температуру не более чем примерно на 5%, а затем устанавливалась на целевое значение.

Выводы

В итоге я получил утюг с регулируемой температурой, который быстро нагревается (на полной мощности), а затем стабилизируется в пределах, как правило, ± 4 ° C от целевой температуры, что достаточно для всех практических целей. По-прежнему существует проблема со случайными отклонениями от потенциометра, из-за которых на дисплее время от времени отображается «заданная температура»; горшку более 20 лет, и через некоторое время они действительно становятся «шумными».Подумываю сменить горшок на энкодер; На микроконтроллере есть запасные входные контакты, которые позволяют мне подсчитывать импульсы, которые используются для настройки повышения / понижения температуры. Я также хотел бы найти способ легко регулировать яркость дисплея; Если я получу небольшой поворотный энкодер с кнопочным переключателем, возможно, я смогу использовать его для изменения температуры и яркости. В этом и заключается преимущество микроконтроллеров — такие функции легко добавить, потребовав совсем немного дополнительного оборудования.

Ядро этой конструкции может быть легко адаптировано для других целей. Самое большое изменение будет на стороне измерения температуры, но все, что обеспечивает разумный диапазон напряжения от 0 до 5 В для требуемого диапазона температур, подойдет. Если бы у меня был выбор, я бы использовал термистор NTC, который использует мой 3D-принтер, и повторно использовал бы код из программы управления принтером, но это годится только для температуры около 250 ° C и означало бы также модификацию утюга.