Typickým problémem při práci s páječkou je spálení hrotu. To je způsobeno jeho vysokým ohřevem. Během provozu vyžadují pájecí operace nestejný výkon, takže musíte používat páječky s různým výkonem. Pro ochranu zařízení před přehřátím a rychlostí změny výkonu je nejlepší použít páječku s regulací teploty. To vám umožní změnit provozní parametry během několika sekund a prodloužit životnost zařízení.
Páječka je nástroj určený k přenosu tepla do materiálu při kontaktu s ním. Jeho přímým účelem je vytvoření trvalého spojení roztavením pájky.
Až do začátku 20. století existovaly dva typy pájecích zařízení: plynové a měděné. Německý vynálezce Ernst Sachs v roce 1921 vynalezl a nechal si zaregistrovat patent na páječku, která se ohřívala elektrickým proudem. V roce 1941 si Karl Weller nechal patentovat nástroj transformátorového typu ve tvaru pistole. Průchodem proudu jeho hrotem se rychle zahřál.
O dvacet let později stejný vynálezce navrhl použití termočlánku v páječce k řízení teploty ohřevu. Návrh zahrnoval dvě kovové desky slisované k sobě s různou tepelnou roztažností. Od poloviny 60. let se díky rozvoji polovodičových technologií začaly vyrábět pájecí nástroje v pulzním a indukčním typu.
Hlavním rozdílem mezi pájecími zařízeními je jejich maximální výkon, který určuje teplotu ohřevu. Elektrické páječky se navíc dělí podle napětí, které je napájí. Vyrábějí se jak pro síť střídavého napětí 220 voltů, tak pro konstantní napětí různých hodnot. Páječky se také dělí podle typu a principu činnosti.
Podle principu činnosti existují:
Dodávají se v typu tyče a kladiva. První jsou určeny pro bodové vytápění a druhé pro vytápění určité oblasti.
Většina zařízení je založena na přeměně elektrické energie na tepelnou energii. Za tímto účelem je uvnitř zařízení umístěno topné těleso. Některé typy zařízení se však jednoduše zahřívají nad ohněm nebo používají zapálený, nasměrovaný proud plynu.
Nichrome zařízení používají drátěnou spirálu, kterou prochází proud. Spirála je umístěna na dielektriku. Při zahřátí spirála předává teplo měděnému hrotu. Teplota ohřevu je regulována teplotním čidlem, které při dosažení určité hodnoty ohřevu odpojí cívku od elektrického vedení a po ochlazení ji k ní opět připojí. Teplotní senzor není nic jiného než termočlánek.
Keramické páječky používají tyče jako ohřívače. Úprava v nich se nejčastěji provádí snížením napětí aplikovaného na keramické tyče.
Indukční zařízení pracuje pomocí induktoru. Hrot je potažen feromagnetem. Pomocí cívky se indukuje magnetické pole a ve vodiči se objevují proudy vedoucí k zahřívání hrotu. Během provozu nastává okamžik, kdy hrot ztratí své magnetické vlastnosti, ohřev se zastaví a při ochlazení se vlastnosti vrátí a ohřev se obnoví.
Provoz pulzních páječek je založen na použití vysokofrekvenčního transformátoru. Sekundární vinutí transformátoru má několik závitů ze silného drátu, jehož konce jsou ohřívače. Frekvenční měnič zvyšuje frekvenci vstupního signálu, která je redukována transformátorem. Topení se nastavuje pomocí regulace výkonu.
Horkovzdušná páječka, nebo jak se tomu říká horkovzdušná pistole, využívá při provozu horký vzduch, který se při průchodu spirálkou z nichromu zahřívá. Teplotu v něm lze upravit jak snížením napětí aplikovaného na drát, tak změnou proudění vzduchu.
Jedním z typů páječek jsou zařízení využívající infračervené záření. Jejich práce je založena na procesu zahřívání zářením o vlnové délce až 10 mikronů. K regulaci slouží komplexní řídící jednotka, která mění jak vlnovou délku, tak i její intenzitu.
Plynové hořáky jsou obyčejné hořáky, používající místo hrotu trysky různých průměrů. Regulace teploty je téměř nemožná, kromě změny intenzity výstupu plynu pomocí tlumiče.
Pochopení principu fungování páječky, můžete ji nejen opravit sami, ale také upravit její design, například nastavit ji.
Cena páječek s regulací teploty je několikanásobně vyšší než cena běžných zařízení. Proto má v některých případech smysl koupit dobrou běžnou páječku a vyrobit regulátor sami. Tím pádem, Ovládání pájecího zařízení se provádí dvěma způsoby ovládání:
Regulace teploty umožňuje dosáhnout přesnějších ukazatelů, ale regulace výkonu je snadněji implementovatelná. V tomto případě lze regulátor osamostatnit a připojit k němu různá zařízení.
Pájka s termostatem může být vyrobena pomocí továrního stmívače nebo navržena analogicky sami. Stmívač je regulátor, který mění výkon dodávaný do páječky. V síti 220 voltů protéká proud různé velikosti se sinusovým tvarem. Pokud je tento signál přerušen, bude do páječky přiváděna zkreslená sinusovka, což znamená, že se změní hodnota výkonu. K tomu je k mezeře před zátěží připojeno zařízení, které umožňuje proudění proudu pouze tehdy, když signál dosáhne určité hodnoty.
Stmívače se vyznačují principem činnosti. Oni mohou být:
Obvod stmívače je realizován pomocí různých rádiových komponent: tyristory, triaky, specializované mikroobvody. Nejjednodušší model stmívače je k dispozici s mechanickým ovládacím knoflíkem. Princip činnosti modelu je založen na změně odporu v obvodu. V podstatě se jedná o stejný reostat. Stmívače na triacích odříznou náběžnou hranu vstupního napětí. Regulátory využívají při své činnosti složitý elektronický obvod snižování napětí.
Je snazší vyrobit stmívač sami pomocí tyristoru. Obvod nebude vyžadovat vzácné díly a je smontován jednoduchou montáží na pantech.
Činnost zařízení je založena na schopnosti tyristoru otevřít se v okamžicích, kdy je na jeho řídicí výstup přiveden signál. Vstupní proud, který vstupuje do kondenzátoru přes řetězec odporů, jej nabíjí. V tomto případě se dinistor otevře a krátce jím prochází proud přiváděný do tyristorového ovládání. Kondenzátor se vybije a tyristor se uzavře. Další cyklus vše opakuje. Změnou odporu obvodu se reguluje doba nabíjení kondenzátoru a tím i doba otevření tyristoru. Tím se nastaví doba, po kterou je páječka připojena k síti 220 voltů.
Pomocí zenerovy diody TL431 jako základu můžete sestavit jednoduchý termostat vlastníma rukama. Tento obvod se skládá z levných rádiových komponent a nevyžaduje prakticky žádnou konfiguraci.
Zenerova dioda VD2 TL431 je zapojena podle obvodu komparátoru s jedním vstupem. Velikost požadovaného napětí je určena děličem namontovaným na rezistorech R1-R3. Jako R3 je použit termistor, jehož vlastností je snížení odporu při zahřátí. Pomocí R1 nastavíte hodnotu teploty, při které zařízení vypne páječku od napájení.
Když zenerova dioda dosáhne hodnoty signálu přesahující 2,5 voltu, prorazí ji a přes ni je přivedeno napájení spínacímu relé K1. Relé vyšle signál na řídicí výstup triaku a páječka sepne. Při zahřátí klesá odpor teplotního čidla R3. Napětí na TL431 klesne pod srovnávané napětí a napájecí obvod triaku se přeruší.
Pro pájecí nástroje s výkonem do 200 W lze triak použít bez radiátoru. Jako relé je vhodné RES55A s provozním napětím 12 voltů.
Stává se, že je potřeba nejen snížit výkon pájecího zařízení, ale také jej naopak zvýšit. Smyslem myšlenky je, že můžete použít napětí, které se objeví na síťovém kondenzátoru, jehož hodnota je 310 voltů. To je způsobeno skutečností, že síťové napětí má hodnotu amplitudy větší než jeho efektivní hodnota 1,41krát. Z tohoto napětí se tvoří pulsy obdélníkové amplitudy.
Změnou pracovního cyklu můžete řídit efektivní hodnotu pulzního signálu od nuly do 1,41 efektivní hodnoty vstupního napětí. Topný výkon páječky se tedy bude měnit od nuly do dvojnásobku jmenovitého výkonu.
Vstupní částí je standardní sestavený usměrňovač. Výstupní jednotka je vyrobena na tranzistoru VT1 IRF840 s efektem pole a je schopna spínat páječku o výkonu 65W. Činnost tranzistoru je řízena mikroobvodem s pulzně šířkovou modulací DD1. Kondenzátor C2 je v korekčním řetězci a nastavuje generační frekvenci. Mikroobvod je napájen rádiovými součástkami R5, VD4, C3. Dioda VD5 slouží k ochraně tranzistoru.
Pájecí stanice je v principu stejná nastavitelná páječka. Jeho rozdíl od něj je přítomnost pohodlného displeje a dalších zařízení, která pomáhají usnadnit proces pájení. Obvykle je k takovému zařízení připojena elektrická páječka a vysoušeč vlasů. Pokud máte zkušenosti jako radioamatér, můžete se pokusit sestavit obvod pájecí stanice vlastníma rukama. Je založen na mikrokontroléru ATMEGA328 (MCU).
Takový MK se programuje pomocí programátoru, k tomu je vhodné Adruino nebo domácí zařízení. K mikrokontroléru je připojen indikátor, kterým je LCD1602 displej z tekutých krystalů. Ovládání stanice je jednoduché, slouží k tomu proměnný odpor 10 kOhm. Otáčením prvního nastavíte teplotu páječky, druhého - fénu a třetím můžete snížit nebo zvýšit proudění vzduchu fénem.
Tranzistor s efektem pole pracující ve spínacím režimu spolu s triakem je instalován na radiátoru přes dielektrické těsnění. LED se používají s nízkou spotřebou proudu, ne více než 20 mA. Pájka a fén připojené ke stanici musí mít vestavěný termočlánek, jehož signál zpracovává MK. Doporučený výkon páječky je 40 W a vysoušeče vlasů - ne více než 600 W.
Bude vyžadován zdroj energie 24 voltů s proudem nejméně dva ampéry. Pro napájení můžete použít hotový adaptér z all-in-one PC nebo notebooku. Kromě stabilizovaného napětí obsahuje různé druhy ochran. Nebo to můžete udělat sami analogového typu. K tomu budete potřebovat transformátor se sekundárním vinutím dimenzovaným na 18–20 voltů a usměrňovací můstek s kondenzátorem.
Po sestavení obvodu se seřídí. Všechny operace zahrnují úpravu teploty. Nejprve se nastaví teplota na páječce. Například nastavíme indikátor na 300 stupňů. Poté přitlačením teploměru ke špičce pomocí nastavitelného odporu nastavíte teplotu odpovídající skutečným naměřeným hodnotám. Teplota fénu se kalibruje stejným způsobem.
Všechny rádiové prvky lze pohodlně zakoupit v čínských internetových obchodech. Takové zařízení, s výjimkou domácího pouzdra, bude stát asi sto amerických dolarů s veškerým příslušenstvím. Firmware pro zařízení lze stáhnout zde: http://x-shoker.ru/lay/pajalnaja_stancija.rar.
Pro začínajícího radioamatéra bude samozřejmě obtížné sestavit digitální regulátor teploty vlastníma rukama. Proto si můžete zakoupit hotové moduly pro stabilizaci teploty. Jsou to desky s pájenými konektory a rádiovými součástkami. Vše, co musíte udělat, je koupit pouzdro nebo si jej vyrobit sami.
S použitím stabilizátoru ohřevu páječky je tedy snadné dosáhnout jeho všestrannosti. V tomto případě je dosahováno rozmezí teplotních změn v rozmezí od 0 do 140 procent.
Pájka je nástroj, bez kterého se domácí kutil neobejde, ale ne vždy je s přístrojem spokojen. Obyčejná páječka, která nemá termostat, a proto se zahřívá na určitou teplotu, má totiž řadu nevýhod.
Schéma zapojení páječky.
Pokud je při krátkodobé práci docela možné obejít se bez regulátoru teploty, pak se s běžnou páječkou, připojenou k síti po dlouhou dobu, plně projeví její nevýhody:
Regulátor teploty pro páječku umožňuje optimalizovat její provoz:
Obrázek 1. Schéma jednoduchého termostatu.
LATR samozřejmě můžete použít jako termostat pro páječku 220 V a pro páječku 42 V zdroj KEF-8, ale ne každý je má. Dalším východiskem je použití průmyslového stmívače jako regulátoru teploty, ale nejsou vždy komerčně dostupné.
Návrat k obsahu
Toto zařízení se skládá pouze ze dvou částí (obr. 1):
Obrázek 2. Schéma termostatu pracujícího na kondenzátorech.
Tento regulátor teploty funguje následovně: ve výchozím stavu jsou kontakty spínače SA sepnuté a topným tělesem páječky protéká proud během kladných i záporných půlcyklů (obr. 1a). Při stisku tlačítka SA se jeho kontakty rozepnou, ale polovodičová dioda VD prochází proudem pouze během kladných půlcyklů (obr. 1b). V důsledku toho je výkon spotřebovaný ohřívačem poloviční.
V prvním režimu se páječka rychle zahřeje, ve druhém - její teplota mírně klesá, nedochází k přehřátí. V důsledku toho můžete pájet v poměrně pohodlných podmínkách. Vypínač spolu s diodou je připojen k přerušení přívodního vodiče.
Někdy je spínač SA namontován na stojanu a spustí se, když je na něj umístěna páječka. Během přestávek mezi pájením jsou kontakty spínače otevřené a výkon ohřívače je snížen. Při zvednutí páječky se zvýší spotřeba energie a rychle se zahřeje na provozní teplotu.
Kondenzátory mohou být použity jako předřadný odpor, který lze použít ke snížení výkonu spotřebovaného ohřívačem. Čím menší je jejich kapacita, tím větší je odpor proti průtoku střídavého proudu. Schéma jednoduchého termostatu pracujícího na tomto principu je na Obr. 2. Je určena pro připojení 40W páječky.
Když jsou všechny spínače rozpojené, v obvodu není žádný proud. Kombinací polohy přepínačů můžete získat tři úrovně vytápění:
Obrázek 3. Obvody triakových termostatů.
Kondenzátory C1 a C2 jsou nepolární, dimenzované na napětí minimálně 400 V. Pro dosažení požadované kapacity lze paralelně zapojit více kondenzátorů. Přes odpory R1 a R2 se po odpojení regulátoru od sítě vybijí kondenzátory.
Existuje další možnost pro jednoduchý regulátor, který není horší než elektronický ve spolehlivosti a kvalitě práce. K tomu je do série s ohřívačem zapojen variabilní drátový rezistor SP5-30 nebo nějaký jiný s vhodným výkonem. Například pro 40wattovou páječku je vhodný odpor s jmenovitým výkonem 25 W a odporem asi 1 kOhm.
Návrat k obsahu
Činnost obvodu znázorněného na Obr. 3a je činnost dříve rozebraného obvodu na obr. velmi podobná. 1. Polovodičová dioda VD1 prochází zápornými půlcykly a během kladných půlcyklů proud prochází tyristorem VS1. Podíl kladné půlperiody, během které je tyristor VS1 otevřen, nakonec závisí na poloze motoru s proměnným odporem R1, který reguluje proud řídicí elektrody a následně úhel náběhu.
Obrázek 4. Schéma zapojení triakového termostatu.
V jedné krajní poloze je tyristor během celého kladného půlcyklu otevřen, ve druhé je zcela uzavřen. V souladu s tím se výkon rozptýlený ohřívačem pohybuje od 100 % do 50 %. Pokud diodu VD1 vypnete, výkon se změní z 50 % na 0.
Ve schématu znázorněném na Obr. 3b je v úhlopříčce diodového můstku VD1-VD4 zařazen tyristor s nastavitelným úhlem náběhu VS1. V důsledku toho se napětí, při kterém je tyristor odblokován, nastavuje během kladných i záporných půlcyklů. Výkon rozptýlený ohřívačem se změní při otočení proměnného rezistoru R1 ze 100 % na 0. Bez diodového můstku se obejdete, pokud jako ovládací prvek použijete triak místo tyristoru (obr. 4a).
Přes veškerou svou atraktivitu má termostat s tyristorem nebo triakem jako regulačním prvkem následující nevýhody:
Pro minimalizaci impulsního šumu a nelineárního zkreslení je žádoucí instalovat síťové filtry. Nejjednodušším řešením je feritový filtr, který se skládá z několika závitů drátu navinutého kolem feritového kroužku. Takové filtry se používají ve většině spínaných napájecích zdrojů pro elektronická zařízení.
Z vodičů spojujících systémovou jednotku počítače s periferními zařízeními (například monitorem) lze odebrat feritový kroužek. Obvykle mají válcové zesílení, uvnitř kterého je feritový filtr. Filtrační zařízení je znázorněno na Obr. 4b. Čím více otáček, tím vyšší je kvalita filtru. Feritový filtr by měl být umístěn co nejblíže ke zdroji rušení – tyristoru nebo triaku.
U zařízení s plynulou změnou výkonu by měl být jezdec regulátoru zkalibrován a jeho poloha označena značkou. Při nastavování a instalaci byste měli zařízení odpojit od sítě.
Obvody všech výše uvedených zařízení jsou poměrně jednoduché a může je zopakovat osoba s minimálními dovednostmi v sestavování elektronických zařízení.
Pro získání kvalitního a krásného pájení je nutné správně zvolit výkon páječky a zajistit určitou teplotu jejího hrotu v závislosti na značce použité pájky. Nabízím několik okruhů domácích tyristorových regulátorů teploty pro ohřev páječky, které úspěšně nahradí mnoho průmyslových, které jsou cenově a složitě nesrovnatelné.
Pozor, následující tyristorové obvody regulátorů teploty nejsou galvanicky odděleny od elektrické sítě a dotyk s proudovými prvky obvodu je životu nebezpečný!
Pro úpravu teploty hrotu páječky se používají pájecí stanice, ve kterých je udržována optimální teplota hrotu páječky v ručním nebo automatickém režimu. Dostupnost pájecí stanice pro domácího kutila je omezena její vysokou cenou. Pro sebe jsem vyřešil problematiku regulace teploty vývojem a výrobou regulátoru s ruční, plynulou regulací teploty. Obvod lze upravit tak, aby automaticky udržoval teplotu, ale nevidím v tom smysl a praxe ukázala, že ruční nastavení je zcela dostačující, jelikož napětí v síti je stabilní a teplota v místnosti je také stabilní. .
Klasický tyristorový obvod regulátoru výkonu páječky nesplňoval jeden z mých hlavních požadavků, absenci vyzařování rušení do napájecí sítě a éteru. Ale radioamatérovi takové rušení znemožňuje plně se věnovat tomu, co miluje. Pokud je obvod doplněn filtrem, návrh se ukáže jako objemný. Ale pro mnoho případů použití lze takový obvod tyristorového regulátoru úspěšně použít, například k nastavení jasu žárovek a topných zařízení s výkonem 20-60 W. Proto jsem se rozhodl prezentovat toto schéma.
Abych pochopil, jak obvod funguje, budu se podrobněji zabývat principem činnosti tyristoru. Tyristor je polovodičové zařízení, které je buď otevřené nebo uzavřené. pro jeho otevření je třeba na řídicí elektrodu přivést kladné napětí 2-5 V, v závislosti na typu tyristoru, vzhledem ke katodě (na schématu označeno k). Po otevření tyristoru (odpor mezi anodou a katodou je 0) není možné jej uzavřít přes řídící elektrodu. Tyristor bude otevřený, dokud se napětí mezi jeho anodou a katodou (na obrázku a a k) nepřiblíží nule. Je to tak jednoduché.
Klasický obvod regulátoru funguje následovně. Střídavé síťové napětí je přiváděno přes zátěž (žárovku nebo vinutí páječky) do obvodu usměrňovacího můstku vytvořeného pomocí diod VD1-VD4. Diodový můstek převádí střídavé napětí na stejnosměrné napětí, měnící se podle sinusového zákona (schéma 1). Když je střední vývod rezistoru R1 v krajní levé poloze, jeho odpor je 0 a když napětí v síti začne narůstat, kondenzátor C1 se začne nabíjet. Když je C1 nabitý na napětí 2-5 V, proud poteče přes R2 do řídící elektrody VS1. Tyristor se otevře, zkratuje diodový můstek a zátěží proteče maximální proud (horní schéma).
Když otočíte knoflíkem proměnného rezistoru R1, zvýší se jeho odpor, sníží se nabíjecí proud kondenzátoru C1 a bude trvat déle, než napětí na něm dosáhne 2-5 V, takže se tyristor okamžitě neotevře, ale po nějaké době. Čím větší je hodnota R1, tím delší bude doba nabíjení C1, tyristor se otevře později a výkon přijímaný zátěží bude úměrně menší. Otáčením knoflíku s proměnným odporem tedy ovládáte teplotu ohřevu páječky nebo jas žárovky.
Nahoře je klasické zapojení tyristorového regulátoru vyrobeného na tyristoru KU202N. Vzhledem k tomu, že ovládání tohoto tyristoru vyžaduje větší proud (podle pasu 100 mA, skutečný je asi 20 mA), jsou sníženy hodnoty rezistorů R1 a R2, odpadá R3 a zvětšuje se velikost elektrolytického kondenzátoru . Při opakování obvodu může být nutné zvýšit hodnotu kondenzátoru C1 na 20 μF.
Zde je další velmi jednoduchý obvod tyristorového regulátoru výkonu, zjednodušená verze klasického regulátoru. Počet dílů je omezen na minimum. Místo čtyř diod VD1-VD4 je použita jedna VD1. Jeho princip činnosti je stejný jako u klasického obvodu. Obvody se liší pouze tím, že k úpravě v tomto okruhu regulátoru teploty dochází pouze během kladné periody sítě a záporná perioda prochází VD1 beze změn, takže výkon lze nastavit pouze v rozsahu od 50 do 100%. K nastavení teploty ohřevu hrotu páječky není potřeba nic dalšího. Pokud je dioda VD1 vyloučena, rozsah nastavení výkonu bude od 0 do 50 %.
Pokud do otevřeného obvodu z R1 a R2 přidáte dinistor, například KN102A, pak lze elektrolytický kondenzátor C1 vyměnit za obyčejný s kapacitou 0,1 mF. Vhodné jsou tyristory pro výše uvedené obvody, KU103V, KU201K (L), KU202K (L, M, N), určené pro propustné napětí větší než 300 V. Diody jsou také téměř libovolné, určené pro zpětné napětí minimálně 300 PROTI.
Výše uvedené obvody tyristorových regulátorů výkonu lze úspěšně použít k regulaci jasu lamp, ve kterých jsou instalovány žárovky. U žárovek, které mají nainstalované energeticky úsporné nebo LED žárovky, nebude možné upravit jas, protože takové žárovky mají zabudované elektronické obvody a regulátor jednoduše naruší jejich normální provoz. Žárovky budou svítit na plný výkon nebo blikat a to může vést i k jejich předčasnému selhání.
Obvody lze použít pro nastavení s napájecím napětím 36 V nebo 24 V AC. Stačí řádově snížit hodnoty rezistorů a použít tyristor odpovídající zátěži. Takže páječka o výkonu 40 W při napětí 36 V spotřebuje proud 1,1 A.
Hlavním rozdílem mezi obvodem prezentovaného regulátoru výkonu páječky a obvody uvedenými výše je úplná absence rádiového rušení do elektrické sítě, protože všechny přechodné procesy probíhají v době, kdy je napětí v napájecí síti nulové.
Při zahájení vývoje regulátoru teploty pro páječku jsem vycházel z následujících úvah. Obvod musí být jednoduchý, snadno opakovatelný, součástky levné a dostupné, vysoká spolehlivost, minimální rozměry, účinnost blížící se 100 %, žádné vyzařované rušení a možnost upgradu.
Obvod regulátoru teploty funguje následovně. Střídavé napětí z napájecí sítě je usměrněno diodovým můstkem VD1-VD4. Ze sinusového signálu se získá konstantní napětí, měnící se v amplitudě jako polovina sinusoidy s frekvencí 100 Hz (schéma 1). Dále proud prochází omezovacím odporem R1 do zenerovy diody VD6, kde je napětí omezeno amplitudou na 9 V a má jiný tvar (schéma 2). Výsledné impulsy nabíjejí elektrolytický kondenzátor C1 přes diodu VD5 a vytvářejí napájecí napětí asi 9 V pro mikroobvody DD1 a DD2. R2 plní ochrannou funkci, omezuje maximální možné napětí na VD5 a VD6 na 22 V a zajišťuje vytvoření hodinového impulsu pro provoz obvodu. Z R1 je generovaný signál přiváděn na 5. a 6. pin prvku 2OR-NOT logického digitálního mikroobvodu DD1.1, který invertuje příchozí signál a převádí jej na krátké obdélníkové impulsy (schéma 3). Z kolíku 4 DD1 jsou impulsy odesílány na kolík 8 spouště D DD2.1, který pracuje v režimu spouštění RS. DD2.1, stejně jako DD1.1, vykonává funkci invertování a generování signálu (Schéma 4).
Upozorňujeme, že signály v diagramu 2 a 4 jsou téměř stejné a zdálo se, že signál z R1 lze přivést přímo na kolík 5 DD2.1. Studie však ukázaly, že signál za R1 obsahuje mnoho rušení přicházejících z napájecí sítě a bez dvojitého tvarování obvod nefungoval stabilně. A instalace dalších LC filtrů, když jsou volné logické prvky, není vhodné.
Spoušť DD2.2 slouží k sestavení řídicího obvodu pro regulátor teploty páječky a funguje následovně. Pin 3 DD2.2 přijímá obdélníkové impulsy z pinu 13 DD2.1, které s kladnou hranou přepisují na pinu 1 DD2.2 úroveň, která je aktuálně přítomná na vstupu D mikroobvodu (pin 5). Na pinu 2 je signál opačné úrovně. Podívejme se podrobně na fungování DD2.2. Řekněme na pinu 2, logické jedničce. Přes rezistory R4, R5 bude kondenzátor C2 nabíjen na napájecí napětí. Když dorazí první puls s kladným poklesem, na pinu 2 se objeví 0 a kondenzátor C2 se rychle vybije přes diodu VD7. Další kladný pokles na pinu 3 nastaví logickou jedničku na pinu 2 a přes odpory R4, R5 se začne nabíjet kondenzátor C2.
Doba nabíjení je určena časovou konstantou R5 a C2. Čím větší je hodnota R5, tím déle bude trvat nabití C2. Dokud nebude C2 nabito na polovinu napájecího napětí, bude na pinu 5 logická nula a kladné poklesy pulzu na vstupu 3 nezmění logickou úroveň na pinu 2. Jakmile je kondenzátor nabitý, proces se opakuje.
Na výstupy DD2.2 tak bude procházet pouze počet impulsů určený rezistorem R5 z napájecí sítě a hlavně dojde ke změnám těchto impulsů při přechodu napětí v napájecí síti přes nulu. Z toho vyplývá absence rušení z provozu regulátoru teploty.
Z pinu 1 mikroobvodu DD2.2 jsou přiváděny impulsy do měniče DD1.2, který slouží k eliminaci vlivu tyristoru VS1 na činnost DD2.2. Rezistor R6 omezuje řídicí proud tyristoru VS1. Při přivedení kladného potenciálu na řídicí elektrodu VS1 se tyristor otevře a na páječku se přivede napětí. Regulátor umožňuje nastavit výkon páječky od 50 do 99 %. Přestože je rezistor R5 proměnný, seřízení v důsledku provozu DD2.2 ohřevu páječky se provádí v krocích. Když se R5 rovná nule, dodává se 50 % výkonu (schéma 5), při otáčení pod určitým úhlem je to již 66 % (schéma 6), poté 75 % (schéma 7). Čím více se tedy blíží konstrukčnímu výkonu páječky, tím hladší nastavení funguje, což usnadňuje nastavení teploty hrotu páječky. Například 40W páječku lze nakonfigurovat tak, aby fungovala od 20 do 40 W.
Všechny části tyristorového regulátoru teploty jsou umístěny na desce plošných spojů ze sklolaminátu. Protože obvod nemá galvanické oddělení od elektrické sítě, je deska umístěna v malém plastovém pouzdře bývalého adaptéru s elektrickou zástrčkou. Na ose proměnného odporu R5 je připevněna plastová rukojeť. Kolem rukojeti na těle regulátoru je pro usnadnění regulace stupně ohřevu páječky stupnice s konvenčními čísly.
Šňůra vycházející z páječky je připájena přímo k desce plošných spojů. Připojení páječky můžete provést rozebíratelné, poté bude možné k regulátoru teploty připojit další páječky. Proud odebíraný obvodem regulátoru teploty překvapivě nepřesahuje 2 mA. To je méně, než kolik spotřebuje LED v osvětlovacím okruhu spínačů světla. Proto nejsou nutná žádná zvláštní opatření k zajištění teplotních podmínek zařízení.
Mikroobvody DD1 a DD2 jsou libovolné řady 176 nebo 561. Sovětský tyristor KU103V lze nahradit např. moderním tyristorem MCR100-6 nebo MCR100-8, určeným pro spínací proud až 0,8 A. V tomto případě bude možné řídit ohřev páječky s výkonem až 150W. Diody VD1-VD4 jsou libovolné, určené pro zpětné napětí minimálně 300 V a proud minimálně 0,5 A. Perfektní je IN4007 (Uob = 1000 V, I = 1 A). Libovolné pulzní diody VD5 a VD7. Libovolná nízkopříkonová zenerova dioda VD6 se stabilizačním napětím cca 9 V. Kondenzátory libovolného typu. Libovolné rezistory, R1 o výkonu 0,5W.
Regulátor výkonu není třeba nastavovat. Pokud jsou díly v dobrém stavu a nevyskytují se žádné chyby při instalaci, bude fungovat okamžitě.
Obvod byl vyvinut před mnoha lety, kdy v přírodě ještě neexistovaly počítače a zejména laserové tiskárny, a proto jsem provedl kresbu plošného spoje staromódní technologií na papír s roztečí rastru 2,5 mm. Poté byl výkres nalepen lepidlem Moment na silný papír a samotný papír byl nalepen na fólii ze skelného vlákna. Dále byly na domácí vrtačce vyvrtány otvory a ručně nakresleny dráhy budoucích vodičů a kontaktních plošek pro pájení dílů.
Nákres tyristorového regulátoru teploty zůstal zachován. Tady je jeho fotka. Zpočátku byl usměrňovací diodový můstek VD1-VD4 vyroben na mikrosestavě KTs407, ale po dvojnásobném roztržení mikrosestavy byl nahrazen čtyřmi diodami KD209.
Pro snížení rušení emitovaného tyristorovými regulátory výkonu do elektrické sítě se používají feritové filtry, které jsou feritovým kroužkem s vinutými závity drátu. Takové feritové filtry lze nalézt ve všech spínaných zdrojích pro počítače, televizory a další produkty. Účinný feritový filtr potlačující šum lze dodatečně namontovat na jakýkoli tyristorový regulátor. Stačí protáhnout vodič připojující se k elektrické síti přes feritový kroužek.
Feritový filtr musí být instalován co nejblíže ke zdroji rušení, tedy k místu instalace tyristoru. Feritový filtr lze umístit jak dovnitř těla zařízení, tak na jeho vnější stranu. Čím více závitů, tím lépe bude feritový filtr potlačovat rušení, ale stačí protáhnout napájecí kabel kroužkem.
Feritový kroužek lze odebrat z propojovacích vodičů počítačového vybavení, monitorů, tiskáren, skenerů. Pokud věnujete pozornost vodiči spojujícímu počítačovou systémovou jednotku s monitorem nebo tiskárnou, všimnete si válcového zesílení izolace na vodiči. V tomto místě je feritový filtr pro vysokofrekvenční rušení.
Plastovou izolaci stačí naříznout nožem a odstranit feritový kroužek. Určitě máte vy nebo někdo z vašich známých nepotřebný kabel rozhraní od inkoustové tiskárny nebo starého CRT monitoru.
Kvůli problému s elektřinou si lidé stále častěji kupují regulátory výkonu. Není žádným tajemstvím, že náhlé změny, stejně jako příliš nízké nebo vysoké napětí, mají škodlivý vliv na domácí spotřebiče. Aby se předešlo škodám na majetku, je nutné použít regulátor napětí, který ochrání elektronická zařízení před zkraty a různými negativními faktory.
V současné době je na trhu k vidění obrovské množství různých regulátorů jak pro celý dům, tak pro jednotlivé domácí spotřebiče s nízkou spotřebou. Existují tranzistorové regulátory napětí, tyristorové, mechanické (nastavení napětí se provádí pomocí mechanického jezdce s grafitovou tyčí na konci). Ale nejběžnější je triakový regulátor napětí. Základem tohoto zařízení jsou triaky, které umožňují ostře reagovat na napěťové rázy a vyhlazovat je.
Triak je prvek, který obsahuje pět p-n přechodů. Tento rádiový prvek má schopnost propouštět proud v dopředném i zpětném směru.
Tyto komponenty lze pozorovat v různých domácích spotřebičích, od fénů a stolních lamp až po páječky, kde je nutné plynulé nastavení.
Princip fungování triaku je poměrně jednoduchý. Jedná se o druh elektronického klíče, který buď zavírá nebo otevírá dveře na dané frekvenci. Při otevření P-N přechodu triaku projde malou částí půlvlny a spotřebitel dostane jen část jmenovitého výkonu. To znamená, že čím více se P-N přechod otevře, tím více energie spotřebitel obdrží.
Mezi výhody tohoto prvku patří:
V souvislosti s výše uvedenými výhodami se poměrně často používají triaky a na nich založené regulátory.
Tento obvod je poměrně snadno sestavitelný a nevyžaduje mnoho dílů. Takový regulátor lze použít k regulaci nejen teploty páječky, ale i klasických žárovek a LED žárovek. Tento obvod lze použít pro připojení různých vrtaček, brusek, vysavačů a brusek, které zpočátku neměly plynulou regulaci otáček.
Takový regulátor napětí 220V můžete sestavit vlastníma rukama z následujících částí:
Obvod byl testován a funguje celkem stabilně při různých typech zátěže..
Existuje další schéma pro univerzální regulátor výkonu.
Na vstup obvodu je přiváděno střídavé napětí 220 V a na výstup 220 V DC. Toto schéma již má ve svém arzenálu více dílů a podle toho se zvyšuje složitost montáže. Na výstup obvodu je možné připojit libovolný spotřebič (DC). Ve většině domů a bytů se lidé snaží instalovat energeticky úsporné žárovky. Ne každý regulátor si poradí s plynulým nastavením takové lampy, například není vhodné používat tyristorový regulátor. Tento obvod vám umožňuje snadno připojit tyto lampy a vytvořit z nich druh nočního osvětlení.
Zvláštností schématu je, že když jsou lampy zapnuty na minimum, musí být všechny domácí spotřebiče odpojeny od sítě. Poté bude kompenzátor v měřiči fungovat a disk se pomalu zastaví a světlo bude nadále hořet. Toto je příležitost sestavit regulátor výkonu triaku vlastníma rukama. Hodnoty dílů potřebných k montáži jsou vidět v diagramu.
Další zábavný obvod, který umožňuje připojit zátěž až 5A a výkon až 1000W.
Regulátor je sestaven na bázi triaku BT06−600. Princip činnosti tohoto obvodu spočívá v otevření triakového přechodu. Čím více je prvek otevřen, tím více energie je dodáváno do zátěže. V obvodu je také LED, která vám dá vědět, zda zařízení funguje nebo ne. Seznam dílů, které budou potřeba k sestavení zařízení:
Jako spouštěče se úspěšně používají triaky a tyristory. Někdy je potřeba spouštět velmi výkonná topná tělesa, řídit zapínání výkonného svařovacího zařízení, kde proudová síla dosahuje 300-400 A. Mechanické zapínání a vypínání pomocí stykačů je horší než u triakového spouštěče z důvodu rychlého opotřebení stykače, navíc při mechanickém zapínání vzniká oblouk, který má také škodlivý vliv na stykače. Proto by bylo vhodné pro tyto účely použít triaky. Zde je jedno ze schémat.
Všechny jmenovité hodnoty a seznam dílů jsou zobrazeny na Obr. 4. Výhodou tohoto obvodu je úplné galvanické oddělení od sítě, které zajistí bezpečnost v případě poškození.
Často na farmě je nutné provádět svářečské práce. Pokud máte hotový invertorový svařovací stroj, pak svařování nepředstavuje žádné zvláštní potíže, protože stroj má proudovou regulaci. Většina lidí takovou svářečku nemá a musí používat běžnou transformátorovou svářečku, u které se proud upravuje změnou odporu, což je dost nepohodlné.
Kdo zkusil použít triak jako regulátor, bude zklamán. Nebude regulovat výkon. Je to způsobeno fázovým posunem, a proto se polovodičový spínač během krátkého impulsu nestihne přepnout do režimu „otevřeno“.
Z této situace ale existuje východisko. Měli byste aplikovat puls stejného typu na řídicí elektrodu nebo aplikovat konstantní signál na UE (řídící elektrodu), dokud neprojde nulou. Obvod regulátoru vypadá takto:
Samozřejmě, že obvod je poměrně komplikovaný na sestavení, ale tato možnost vyřeší všechny problémy s nastavením. Nyní nebudete muset používat těžkopádný odpor a nebudete moci provádět velmi plynulé úpravy. V případě triaku je možná docela plynulá úprava.
Pokud dochází ke konstantním poklesům napětí, stejně jako k nízkému nebo vysokému napětí, doporučuje se zakoupit triakový regulátor nebo, pokud je to možné, vyrobit regulátor sami. Regulátor ochrání domácí spotřebiče a také zabrání poškození.
Regulátor výkonu pro páječku je zařízení, které umožňuje řídit proces pájení. Kvalitu tohoto procesu lze výrazně zvýšit, pokud převezmete kontrolu nad hlavními parametry. Pájka je nezbytným domácím nástrojem pro člověka, který rád dělá vše vlastníma rukama.
Hlavní charakteristikou pájení je maximální teplota na hrotu páječky. Regulátor výkonu pro páječku zajišťuje její změnu v požadovaném režimu. To umožňuje nejen zlepšit kvalitu spojování kovů, ale také zvýšit životnost samotného zařízení.
Pájení kovů se provádí díky tomu, že roztavená pájka vyplňuje prostor mezi spojovanými obrobky a částečně proniká do jejich materiálu. Pevnost spojovacího švu do značné míry závisí na kvalitě taveniny, tzn. na teplotě jeho ohřevu. Pokud hrot páječky nemá dostatečnou teplotu, musíte prodloužit dobu ohřevu, což může zničit materiál součástí a vést k předčasnému selhání samotného zařízení. Nadměrné zahřívání přídavného kovu vede ke vzniku produktů tepelného rozkladu, což výrazně snižuje kvalitu svaru.
Teplota pracovní oblasti hrotu páječky a doba, za kterou se zvýší, závisí na výkonu topného tělesa. Plynulá změna napětí umožňuje zvolit optimální provozní režim ohřívače. Hlavním úkolem, který musí regulátor výkonu pro páječku řešit, je tedy nastavení požadovaného elektrického napětí a jeho udržování během procesu pájení.
Návrat k obsahu
Nejjednodušší zapojení regulátoru výkonu pro páječku je na obr. 1. Obr. Toto schéma je známé již více než 30 let a ukázalo se, že doma dobře funguje. Umožňuje vám pájet díly při regulaci výkonu v rozmezí 50-100 %.
Takový základní obvod je sestaven na výstupních koncích proměnného odporu R1 a je kombinován čtyřmi pájecími body. Kladná svorka kondenzátoru C1, větev rezistoru R2 a řídicí elektroda tyristoru VD2 jsou k sobě připájeny. Těleso tyristoru funguje jako anoda, proto by mělo být izolováno. Celý obvod je malých rozměrů a vejde se do pouzdra ze zbytečného napájení jakéhokoli zařízení.
Na stěně pouzdra je vyvrtán otvor o průměru 10 mm, do kterého je závitovou nohou upevněn variabilní rezistor. Jako zátěž lze použít jakoukoliv žárovku o výkonu 20-40W. Objímka se žárovkou je upevněna v pouzdře a horní část žárovky je vyvedena do otvoru tak, aby bylo možné sledovat činnost zařízení jejím svitem.
Díly, které by měly být použity v doporučeném obvodu: dioda 1N4007 (lze použít jakoukoli podobnou pro proud 1 A a napětí do 600 V); tyristor KU101G; elektrolytický kondenzátor s kapacitou 4,7 μF pro napětí 100 V; odpor 27-33 kOhm s výkonem do 0,5 W; proměnný rezistor SP-1 s odporem až 47 kOhm. Regulátor výkonu páječky s takovým obvodem se osvědčil spolehlivě u páječek typu EPSN.
Jednoduché, ale modernější zapojení může být založeno na výměně tyristoru a diody za triak a jako zátěž lze použít i neonku typu MH3 nebo MH4. Doporučují se následující díly: triak KU208G; elektrolytický kondenzátor 0,1 µF; variabilní odpor až 220 kOhm; dva odpory s odporem 1 kOhm a 300 Ohm.
Návrat k obsahu
Regulátor výkonu sestavený na základě jednoduchého obvodu umožňuje zachovat režim pájení, ale nezaručuje úplnou stabilitu procesu. Existuje řada poměrně jednoduchých konstrukcí, které umožňují zajistit stabilní údržbu a regulaci teploty na hrotu páječky.
Elektrickou část zařízení lze rozdělit na výkonovou část a řídicí obvod. Výkonovou funkci určuje tyristor VS1. Z anody tohoto tyristoru je do řídicího obvodu přiváděno napětí z elektrické sítě (220 V).
Činnost výkonového tyristoru je řízena na bázi tranzistorů VT1 a VT2. Řídicí systém je napájen parametrickým stabilizátorem, jehož součástí je odpor R5 (pro eliminaci přepětí) a zenerova dioda VD1 (pro omezení nárůstu napětí). Proměnný odpor R2 zajišťuje manuální regulaci napětí na výstupu zařízení.
Sestavení regulátoru z instalace výkonové části obvodu probíhá následovně. Nohy diody VD2 jsou připájeny na vývody tyristoru. Odporové rameno R6 je připojeno k řídící elektrodě a katodě tyristoru a jedno odporové rameno R5 je připojeno k anodě tyristoru, druhé rameno je připojeno ke katodě zenerovy diody VD1. Řídicí elektroda je připojena k řídicí jednotce připojením tranzistoru VT1 k emitoru.
Řídicí jednotka je založena na křemíkových tranzistorech KT315 a KT361. S jejich pomocí se nastavuje velikost napětí vytvořeného na řídicí elektrodě tyristoru. Tyristor propouští proud pouze tehdy, je-li na jeho řídicí elektrodu přivedeno odblokovací napětí a jeho hodnota určuje sílu procházejícího proudu.
Celý obvod regulátoru je malých rozměrů a snadno se vejde do těla nástěnné zásuvky. Pro usnadnění vrtání otvorů by měl být vybrán plastový kryt. Výkonovou část a řídicí jednotku je vhodné sestavit na různé panely a poté je propojit třemi vodiči. Nejlepší variantou je montáž panelů na DPS potažené fólií, ale v praxi lze všechny spoje provést tenkými drátky a panely lze sestavit na libovolnou izolační desku (i silnou lepenku).
Návrat k obsahu
Zařízení je namontováno uvnitř pouzdra zásuvky. Konce vývodů jsou připojeny na kontakty zásuvky, což umožní připojení páječky pouhým zasunutím její zástrčky do zásuvek zásuvky. Nejprve by měl být v krytu upevněn proměnný rezistor a jeho závitová část by měla být vytažena vyvrtaným otvorem. Poté by měl být do pouzdra umístěn tyristor s připojenou napájecí jednotkou. Nakonec je na libovolné volné místo instalován ovládací panel. Zásuvka je ve spodní části zakryta víkem. Na vstup napájecí jednotky je připojena šňůra s vidlicí, která je vyvedena z těla zásuvky pro připojení k elektrické síti.
Před připojením páječky je třeba zkontrolovat regulátor výkonu. Chcete-li to provést, připojte ke svorkám zařízení (do zásuvky) voltmetr nebo multimetr. Na vstup zařízení je přivedeno napětí 220 V. Plynulým otáčením knoflíku s proměnným odporem pozorujte změnu čtení zařízení. Pokud se napětí na výstupu regulátoru plynule zvyšuje, je zařízení správně sestaveno. Praxe používání zařízení ukazuje, že optimální hodnota výstupního napětí je 150 V. Tato hodnota by měla být zaznamenána červenou značkou označující polohu knoflíku proměnného odporu. Je užitečné poznamenat si několik hodnot napětí.
