Регулятор на симисторе для паяльника: Регулятор мощности для паяльника своими руками: схемы и готовые решения

Содержание

Регулятор мощности для паяльника

Схемы и конструкции регуляторов мощности и напряжения для паяльников

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Сегодня на сайте мы рассмотрим очень простые, и в тоже время очень полезные схемы – регуляторы мощности и напряжения для паяльника.
Схемы разработаны В. Кириченко. 

Как мы все знаем, основной прибор радиолюбителя -паяльник. Как говорится – без него “и не туды, и не сюды”. Редко какой начинающий радиолюбитель, делая первые шаги в сборке радиоустройств, сразу обзаводится навороченной паяльной станцией или хотя бы комплектом разных паяльников для разных нужд. Чаще всего у начинающего радиолюбителя только один, универсальный, паяльник на все случаи жизни. Обычно этот паяльник часто перегревается, на жале образуются нагар и раковины, из-за которых его приходится часто чистить и затачивать жало. Кроме того разные припои имеют разную температуру плавления, а перегретый припой сильно окисляется, что очень мешает хорошей пайке. Самое лучшее решение в этом случае – собрать регулятор мощности паяльника. В этих целях в интернете и различной литературе можно найти множество подобных схем различной сложности, но чем навороченнее схема, тем она сложнее в сборке и капризна в наладке. Задача регулирования мощности решается очень просто за счет регулирующего питающего напряжения.

Рассмотрим первую схему:

Как видите схема очень проста и не содержит дефицитных деталей.
Работа схемы. Начнем рассмотрение рабочего цикла с момента когда тиристор КУ202 закрыт. При очередном полупериоде сетевого напряжения через резистор R1 и R2 начинается заряжаться конденсатор С1. После его зарядки до напряжения пробоя динистора VS1, последний открывается и конденсатор С1 разряжается через управляющий электрод тиристора VS2, который при этом также открывается и включает ток через нагрузку. При переходе напряжения через ноль в конце полупериода тиристор закрывается, и следующий полупериод (в обратной полярности) ток проходит через диод VD1. Далее, при следующем периоде сетевого напряжения все повторяется. В зависимости от установленного значения переменного сопротивления R2, конденсатор С1 заряжается большее и меньшее время, а от этого зависит “большая” или “меньшая” часть полупериода получается отсеченной от нагрузки, чем и достигается регулирование выделяющейся на нагрузке мощности.

В данной схеме резистор R1 ток зарядки конденсатора при полностью выведенном резисторе R2. R3 ограничивает ток разрядки конденсатора через открытый динистор и управляющий электрод тиристора.R4 создает путь утечки зарядов с управляющего электрода тиристора и не позволяет тиристору открываться от помех.
Достоинство данной схемы в том, что она не требует выпрямительного мостика, а тиристор и диод, как самые нагревающиеся элементы, можно установить на одном радиаторе. Напряжение в данной схеме регулируется от 160 до 215 вольт. Некоторые импортные паяльники перегреваются даже и при температуре 160 вольт. Если снабдить данный регулятор переключателем включенным в разрыв цепи последовательно с диодом VD1 в точке “А” на рис.1. Тогда при замкнутом переключателе напряжение регулируется в вышеуказанных пределах, а при разомкнутом положении – примерно от 40 до 170 вольт.

В другом регуляторе (рис.3):

используется выпрямительный мостик, что позволяет регулировать одновременно оба полупериода напряжения на нагрузке, и позволяет изменять температуру паяльника от минимума до максимума одним поворотом движка переменного резистора без использования переключателя. Мощность нагрузки для данной схемы может быть до 200 ватт , а пределы изменения напряжения – от 40 до 215 вольт.

На рисунке 4 предложен третий вариант регулятора (с использованием симистора и двойного динистора).Не смотря на отсутствие в его схеме выпрямительного мостика, он регулирует оба полупериода переменного напряжения. Особенность работы симметричного тиристора (симистора) в том, что благодаря своей внутренней структуре он может пропускать ток в обоих направлениях.

В данной схеме вместо двойного динистора можно использовать два обычных включенных встречно-параллельно с включенными последовательно с ними защитными диодами (к примеру КД105) – рис.5:

Можно использовать также один обычный динистор, включив его в диагональ выпрямительного моста (рис.6).

Детали. Во всех схемах использованы постоянные резисторы МЛТ-0,25. При необходимости можно использовать резисторы и большей мощности. Динисторы подойдут любые, с напряжением открывания 30-40 вольт. При мощности нагрузки до 100 ватт можно использовать тиристоры КУ201Л (они также как и КУ202М, боятся большого обратного напряжения, поэтому их можно применять в первой схеме, только если диод не будет отключаться). При большей мощности надо взять диод в первой схеме и мостик во второй помощнее. Тиристор и мостик можно устанавливать на одном радиаторе. Если вместо мостика используются отдельные диоды, тогда их следует устанавливать на отдельные радиаторы. Переменный резистор следует брать не особенно миниатюрным для уменьшения вероятности его перегрева или пробоя. Конденсатор типа МБМ или аналогичный неполярный на рабочее напряжение не ниже 400 вольт.

Налаживание

. Наладка регуляторов сводится к подбору конденсатора С1. Контроль производится с помощью лампы накаливания, включенной вместо нагрузки. При установке движка резистора в минимальное положение лампа должна гореть в полный накал. При увеличении сопротивления резистора, она должна плавно снизить свою яркость, почти до полного погасания. Если в процессе вращения движка резистора лампа один или более раз вспыхнет, значит емкость конденсатора слишком велика. Следует подобрать такую емкость, чтобы при вращении движка переменного резистора не было вспышек (вспышки около минимального напряжения – допустимы). В схеме с использованием симистора вспышек не будет, здесь настройка заключается в том, чтобы на краях угла регулирования переменного резистора не было слишком больших “мертвых зон” (т.е. таких, в пределах которых яркость контрольной лампочки не изменяется).

Следует помнить, что все детали этих регуляторов имеют гальваническую связь с сетью 220 вольт, поэтому их следует помещать в корпус из изоляционного материала, а на металлический шток движка переменного резистора следует обязательно надеть пластиковую ручку.

При использовании паяльника при пайке “мягкими” припоями типа ПОС-61 изменять напряжение на нагрузке в широких пределах не имеет смысла, поскольку реально паяльник плавят припой начиная где-то со 170 вольт. Лучше настроить регулятор подбором R1 так, чтобы он изменял напряжение от 110 вольт до максимального значения. В этом случае регулировка получается более плавная, что удобнее для работы.

Измерение выходного напряжения данных регуляторов обычными вольтметрами (даже электронными) дает большую погрешность. Поэтому имейте ввиду, что вольтметр на данных регуляторах будет действовать как индикатор “больше-меньше”, и то, только при подключенной нагрузке. Оценить выходное напряжение в данном случае можно только визуально по яркости свечения лампочки.


Советуем прочитать:
1. Управление двигателем микродрели



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 СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:

П О П У Л Я Р Н О Е:
  • Магнитная приманка для рыбы
  • Ранее мы рассматривали несколько электронных схем звуковых приманок для рыбы.

    Сегодня рассмотрим воблеры, у которых внутри смонтирована магнитная система.

    Она уже опробована рыболовами, и большая часть осталась довольна от таких магнитных приманок.

    Подробнее…

  • Параболическая 3G антенна за 5 минут
  • Простейшая 3G/4G антенна своими руками

    В моём загородном доме есть проблемы с подключением из-за низкого уровня сигнала.

    В статье ниже, я вам расскажу, как я решил проблему с подключением моего 3G модема бесплатно, всего за 5 минут работы.

    Подробнее…

  • ESR приставка к стрелочному мультиметру своими руками
  • Есть разные схемы измерений ESR конденсаторов. Достоинства данной схемы:
    Любой стрелочный тестер с пределом менее 2х мА и обратной шкалой кОм без доработок.
    Начало шкалы растянуто, 0,02 Ом/деление (выпрямитель D2 в линейном режиме).

    Малогабаритная выносная измерительная головка, (влияние гибких проводов снижено в 100 раз т.к.коэфф. трансформации 10/1 в квадрате).
    Питание 1,5V потребление 10мА.

    Подробнее…

Популярность: 99 701 просм.

Регулятор мощности для паяльника своими руками: принцип работы и разновидности

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.


Паяльник с терморегулятором

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.

Сборка паяльника

Каркас обмотки

Обычную катушку для намотки провода можно сделать из трансформаторного картона или даже от обычных коробок. Только лучше выбирать плотный материал.


Внутри каркаса должны поместиться все пластины железа, а между их полостями снаружи следует уложить витки провода. Все обмотки между собой изолируют лакотканью или бумагой. Первичная и вторичные обмотки отделяются гальванической развязкой.

Силовая обмотка

Ее потребуется выгнуть из медной шинки. Такую работу поможет выполнить металлический шаблон из куска металла по габаритам полости каркаса для железа. Работу выполняют в слесарных тисках аккуратными ударами молотка по заготовке.

На картинке показана последовательность выгиба, начатая с одного конца шинки. Несколько проще выполнять ее одновременно с середины обмотки.


Когда шинка выгнута, то ее витки изолируют между собой полоской бумаги, а затем размещают внутри картонного каркаса. Останется намотать остальные обмотки, обеспечив их изоляцию, и надеть железные пластины, создав их плотное прилегание с минимально возможными зазорами.

Далее припаивают провода, микрик и собирают корпус вместе с ручкой винтами с гайками.


Перед пробным включением необходимо прозвонить электрическую схему собранного трансформатора чтобы выявить ошибки, которые могут привести к короткому замыканию в первичной сети. Также убедитесь в работоспособности автоматического выключателя, защищающего вашу электропроводку.

Важно замерить сопротивление созданной изоляции относительно металлического корпуса паяльника мегаомметром, через которую могут возникать токи утечек при неправильной сборке. За ним надо периодически следить, а лучше — сразу в квартирном щитке установить УЗО или дифавтомат.

Принцип работы

Импульсный паяльник пистолет

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

Паяльник 12 вольт

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


Импульсный пистолет для пайки

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


Паяльник 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.

Материалы, необходимые для сборки паяльника

Чтобы собрать самодельный паяльник потребуется разобрать несколько однотипных трансформаторов, которые раньше широко использовались в старых ламповых телевизорах, магнитофонах, радиоприемниках и другой подобной аппаратуре.


Их пластины из трансформаторного железа будут использованы для создания магнитопровода, а лакированные провода обмотки пойдут на намотку катушки первичной обмотки и лампы подсветки.


Для изготовления вторичной силовой обмотки потребуется медная шинка прямоугольного сечения. У меня оно составляет 3х8 мм. Можно чуть меньше, но сильно занижать не желательно— увеличивается электрическое сопротивление цепи. Более толстые шинки займут все свободное место, не позволят намотать первичную обмотку.

Если прямоугольной медной шинки найти не удается, то можно попробовать использовать круглый проводник соответствующего сечения.

Также для сборки потребуются:

  • микровыключатель;
  • электрическая вилка;
  • шнур питания или провод;
  • лампочка;
  • рукоятка, которую можно использовать от пластмассовых игрушечных пистолетов;
  • бумага или лакоткань для изоляции;
  • кусок жести для корпуса.

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.

Применение управляющих микросхем в рукоятке прибора

Популярны паяльники с ручкой регулировки температуры расположенной на рукоятке. Такие устройства работают на сложных микросхемах. Сделать подобную конструкцию самостоятельно удастся далеко не каждому. Основная сложность это правильная прошивка микроконтроллера, который является основным компонентом такого устройства. Для монтажа такой схемы радиолюбителю потребуется иметь под рукой программатор, а также желателен опыт в написании программ.

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.


Схема терморегулятора на резисторе с переменным сопротивлением

Из тиристора

Плата терморегулятора на основе тиристора имеет следующую принципиальную схему.


Схема регулятора температуры на основе тиристора

Из симистора

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


Схема терморегулятора на симисторах

Варианты схем в зависимости от ограничителя мощности

Регулятор мощности можно собрать по разным схемам. В основном различия состоят в полупроводниковой детали, приборе, который будет регулировать подачу тока. Это может быть тиристор или симистор. Для более точного управления работой тиристора или симистора в схему можно добавить микроконтроллер.

Можно сделать простейший регулятор с диодом и выключателем — для того чтобы оставить паяльник в рабочем состоянии на какое-то (возможно, длительное) время, не давая ему ни остывать, ни перегреваться. Остальные регуляторы дают возможность задать температуру жала паяльника более плавно — под различные нужды. Сборка устройства по любой из схем производится схожим способом. В фотографиях и видеороликах приведены примеры того, как можно собрать регулятор мощности для паяльника своими руками. На их основе можно сделать прибор с нужными лично вам вариациями и по собственной схеме.

Тиристор — своеобразный электронный ключ. Пропускает ток только в одном направлении. В отличие от диода у тиристора 3 выхода — управляющий электрод, анод и катод. Открывается тиристор посредством подачи импульса на электрод. Закрывается при смене направления или прекращении подачи проходящего через него тока.


Тиристор, его главные составные части и отображение на схемах

Симистор, или триак — вид тиристора, только в отличие от этого прибора, двусторонний, проводит ток в обоих направлениях. Представляет собой, по сути, два тиристора, соединённые вместе.


Симистор, или триак. Основные части, принцип действия и способ отображения на схемах. А1 и А2 — силовые электроды, G — управляющий затвор

В схему регулятора мощности для паяльника — зависимости от его возможностей — включают следующие редиодетали.

Резистор — служит для преобразования напряжения в силу тока и обратно. Конденсатор — основная роль этого прибора в том, что он перестаёт проводить ток, как только разряжается. И начинает проводить вновь — по мере того как заряд достигает нужной величины. В схемах регуляторов конденсатор служит для того, чтобы выключить тиристор. Диод — полупроводник, элемент, который пропускает ток в прямом направлении и не пропускает в обратном. Подвид диода — стабилитрон — используется в устройствах для стабилизации напряжения. Микроконтроллер — микросхема, при помощи которой обеспечивается электронное управление устройством. Бывает разной степени сложности.


Диоды не проводят ток в обратном направлении


Так обозначается диод на схемах


Стабилитроны используются для стабилизации напряжения


Конденсатор используется в основном для выключения тиристора


Внешний вид резистора и способ отображения на схеме


Микроконтроллер дает возможность программного управления устройством

Схема с выключателем и диодом

Такой тип регулятора самый простой в сборке, с наименьшим количеством деталей. Его можно собирать без платы, на весу. Выключатель (кнопка) замыкает цепь — на паяльник подаётся всё напряжение, размыкает — напряжение падает, температура жала тоже. Паяльник при этом остаётся нагретым — такой способ хорош для режима ожидания. Подойдёт выпрямительный диод, рассчитанный на ток от 1 Ампера.


Самый простой в монтаже регулятор

Сборка двухступенчатого регулятора на весу
  1. Подготовить детали и инструменты: диод (1N4007), выключатель с кнопкой, кабель с вилкой (это может быть кабель паяльника или же удлинителя — если есть страх испортить паяльник), провода, флюс, припой, паяльник, нож.
  2. Зачистить, а потом залудить провода.
  3. Залудить диод. Припаять провода к диоду. Удалить лишние концы диода. Надеть термоусадочные трубки, обработать нагревом. Можно также использовать электроизоляционную трубку — кембрик. Подготовить кабель с вилкой в том месте, где удобнее будет крепить выключатель. Разрезать изоляцию, перерезать один из находящихся внутри проводов. Часть изоляции и второй провод оставить целыми. Зачистить концы разрезанного провода.
  4. Расположить диод внутри выключателя: минус диода — к вилке, плюс — к выключателю.
  5. Скрутить концы разрезанного провода и проводов, подсоединённых к диоду. Диод должен находиться внутри разрыва. Провода можно спаять. Подключить к клеммам, затянуть винты. Собрать выключатель.
Регулятор с выключателем и диодом — пошагово и наглядно

Регулятор на тиристоре

Регулятор с ограничителем мощности — тиристором — позволяет плавно устанавливать температуру паяльника от 50 до 100%. Для того чтобы расширить эту шкалу (от нуля до 100%), в схему нужно добавить диодный мост. Сборка регуляторов и на тиристоре, и на симисторе совершает сходным образом. Метод можно применить для любого устройства такого типа.


Пример монтажа тиристорного регулятора на плате

Сборка тиристорного (симисторного) регулятора на печатной плате
  1. Сделать монтажную схему — наметить удобное расположение всех деталей на плате. Если плата приобретается — монтажная схема идёт в комплекте.
  2. Подготовить детали и инструменты: печатную плату (её нужно сделать заранее согласно схеме или купить), радиодетали — см. спецификацию к схеме, кусачки, нож, провода, флюс, припой, паяльник.
  3. Разместить на плате детали согласно монтажной схеме.
  4. Откусить кусачками лишние концы деталей.
  5. Смазать флюсом и припаять каждую деталь — сначала резисторы с конденсаторами, потом — диоды, транзисторы, тиристор (симистор), динистор.
  6. Подготовить корпус для сборки.
  7. Зачистить, залудить провода, припаять к плате согласно монтажной схеме, установить плату в корпус. Заизолировать места соединения проводов.
  8. Проверить регулятор — подключить к лампе накаливания.
  9. Собрать устройство.
Схема с маломощным тиристором

Тиристор небольшой мощности недорогой, занимает мало места. Его особенность — в повышенной чувствительности. Для управления им используются переменный резистор и конденсатор. Подходит для устройств мощностью не более 40 Вт.


Такой регулятор не требует дополнительного охлаждения

Спецификация

НазваниеОбозначениеВид/Номинал
ТиристорVS2КУ101Е
РезисторR6СП-04 / 47К
РезисторR4СП-04 / 47К
КонденсаторС222 мф
ДиодVD4КД209
ДиодVD5КД209
ИндикаторVD6
Схема с мощным тиристором

Управление тиристором осуществляется за счёт двух транзисторов. Уровень мощности регулирует резистор R2. Регулятор, собранный по такой схеме, рассчитан на нагрузку до 100 Вт.


Регулятор оптимален для нагрузки до 100 Вт

Спецификация

НазваниеОбозначениеВид/Номинал
КонденсаторC10,1 мкФ
ТранзисторVT1КТ315Б
ТранзисторVT2КТ361Б
РезисторR13,3 кОм
Резистор переменныйR2100 кОм
РезисторR32,2 кОм
РезисторR42,2 кОм
РезисторR530 кОм
РезисторR6100 кОм
ТиристорVS1КУ202Н
СтабилитронVD1Д814В
Диод выпрямительныйVD21N4004 или КД105В
Сборка тиристорного регулятора по приведённой схеме в корпус — наглядно

https://youtube.com/watch?v=4DG4_w2fe4E

Сборка и проверка тиристорного регулятора (обзор деталей, особенности монтажа)
Схема с тиристором и диодным мостом

Такое устройство даёт возможность регулировки мощности от нуля до 100%. В схеме использован минимум деталей.


Справа — диаграмма преобразования напряжения

Спецификация

НазваниеОбозначениеВид / Номинал
РезисторR142 кОм
РезисторR22,4 кОм
КонденсаторC110 мк х 50 В
ДиодыVD1-VD4КД209
ТиристорVS1КУ202Н

Регулятор на симисторе

Схема регулятора на симисторе с небольшим количеством радиодеталей. Позволяет регулировать мощность от нуля до 100%. Конденсатор и резистор обеспечат чёткую работу симистора — он будет открываться даже при низкой мощности.


В качестве индикатора в таком регуляторе мощности используется светодиод

НазваниеОбозначениеВид/Номинал
КонденсаторC10,1 мкФ
РезисторR14,7 кОм
РезисторVR1500 кОм
ДинисторDIACDB3
СимисторTRIACBT136–600E
ДиодD11N4148/16 B
СветодиодLED
Сборка симисторного регулятора по приведённой схеме пошагово

Регулятор на симисторе с диодным мостом

Схема такого регулятора не очень сложная. При этом варьировать мощность нагрузки можно в довольно большом диапазоне. При мощности более 60 Вт лучше посадить симистор на радиатор. При меньшей мощности охлаждение не нужно. Метод сборки такой же, как и в случае с обычным симисторным регулятором.


При меньшей мощности нагрузки симистор можно взять и слабее


Образец монтажа регулятора на симисторе с диодным мостом на печатную плату


Регулятор с симистором — образец монтажа в корпус

Регулятор мощности с симистором на микроконтроллере

Микроконтроллер позволяет точно установить и отобразить уровень мощности, обеспечить автоматическое отключение регулятора, если с ним долго не работают. Способ монтажа такого регулятора существенно не отличается от монтажа любого симисторного регулятора. Паяется на печатной плате, которая изготавливается предварительно. Очень важно поставить правильную прошивку.


Такой регулятор может заменить паяльную станцию

Спецификация

НазваниеОбозначениеВид/Номинал
КонденсаторC10.47 мкФ
КонденсаторC21000 пФ
КонденсаторC3220 В х 6.3 мкФ
РезисторR122 кОм
РезисторR222 кОм
РезисторR31 кОм
РезисторR41 кОм
РезисторR5100 Ом
РезисторR647 Ом
РезисторR71 МОм
РезисторR8430 кОм
РезисторR975 Ом
СимисторVS1BT136–600E
СтабилитронVD21N4733A (5.1v)
ДиодVD11N4007
МикроконтроллерDD1PIC 16F628
ИндикаторHG1АЛС333Б

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.


Ступенчатый терморегулятор

Простая схема регулятора мощности для паяльника

Стремясь повысить качество пайки и предохранить жало паяльника от преждевременного разрушения из-за перегрева, радиолюбители нередко используют различные устройства, позволяющие регулировать среднее значение напряжения на обмотке нагревательного элемента паяльника.

 

При этом изменяется мощность, выделяемая нагревательным элементом, а значит, и температура жала паяльника. Часто применяемые для этой цели контактные духпозиционные переключатели, которые монтируют, как правило, в подставке для паяльника, неудобны в пользовании. Во-первых, после того, как паяльник снят с такой подставки, требуется некоторое время для его «догревания» перед пайкой, а во-вторых, снятый с подставки он вскоре перегревается.

Для регулирования мощности паяльника лучше всего подходят тиристорные регуляторы мощности. Многие радиолюбители уже применяют такие тиристорные регуляторы мощности — как самодельные, так и выпускаемые промышленностью для осветительных приборов. Однако они не всегда обеспечивают плавную и стабильную регулировку мощности.

Дело в том, что у тиристоров (тринисторов) средней мощности, чаще всего используемых в регуляторах, велико значение удерживающего тока (минимального анодного тока, при котором тиристор может удерживаться в открытом состоянии). Для тиристоров серии КУ202 по техническим условиям этот ток может достигать 300 мА при температуре окружающей среды — 60° С. При реальных условиях эксплуатации он, конечно, меньше, но все же остается соизмеримым с током, протекающим через нагреватель паяльника (180 мА при мощности 40 Вт и напряжении 220 В).

Иными словами, с этими тиристорами надежное регулирование при малой мощности нагрузки либо вообще невозможно, либо происходит лишь в узкой центральной области полупериода, где ток нагрузки хотя бы немного превышает удерживающий ток тринистора (тиристора). К тому же ток удержания — параметр, зависящий от многих факторов, в том числе и от температуры тиристора, поэтому работа такого регулятора не может быть температурно стабильной. Отсюда следует, что при маломощной нагрузке для регулятора необходимо выбирать тиристоры с малым током удержания.

Ниже описана конструкция тиристорного регулятора мощности, рассчитанного на работу с нагрузкой, имеющей номинальную мощность от нескольких ватт до 100 Вт. Регулятор выполнен в виде сетевой штепсельной вилки и позволяет регулировать мощность в пределах примерно от 50 до 97 % от номинальной. В регуляторе применен тринистор КУ10ЗВ, у которого удерживающий ток не превышает десятых долей миллиампера.

Принципиальная схема тиристорного регулятора мощности для регулировки температуры жала паяльника.

Отрицательные полуволны сетевого напряжения беспрепятственно проходят через диод VD1, обеспечивая около половины мощности паяльника. Тиристор VS1, включенный встречно-параллельно диоду VD1, регулирует мощность в течение положительных полупериодов. Принцип управления тринистором — фазоимпульсный. На управляющий электрод тринистора поступают импульсы, вырабатываемые генератором, состоящим из аналога одно-переходного транзистора (VT1. VT2) и времязадающей цепи R5R6C1.

Время от начала положительного полупериода сетевого напряжения до момента срабатывания генератора и открывания тринистора определяется положением движка переменного резистора R5. Для повышения помехоустойчивости и улучшения температурной стабильности тринистора его управляющий переход зашунтирован резистором R1.

Цепь R2R3R4VT3 формирует из сетевого напряжения трапецеидальные импульсы длительностью 10 мс и напряжением примерно 7 В, которыми питается генератор. В качестве стабилизирующего элемента применен эмиттерный переход транзистора VT3, включенный в обратном направлении. Такой «стабилитрон» работает при значительно меньшем токе стабилизации (десятки микроампер против 5… 10 мА у КС168А). Это позволило, во первых, сэкономить место на печатной плате и, во вторых, уменьшить мощность, рассеиваемую цепью резисторов R2—R4.

Если предполагается работа с припоями, имеющими температуру плавления менее 180°С, то входную часть регулятора следует собирать по схеме на рис. слева, а либо б. Регулятор, собранный по схеме рис. а, имеет пределы регулирования примерно от 0 до 95 % номинальной мощности нагрузки, а по схеме рис. б — при разомкнутых контактах выключателя SA1 примерно от 0 до 50 % (при замыкании контактов SA1 входная часть становится такой же, как на рис. выше.

В регуляторе применены резистор R5 — СП-0,4, остальные резисторы — МЛТ; конденсатор С1 — КМ-5; транзисторы подойдут с любыми буквенными индексами.

Регулятор собран в карболитовой коробке (с крышкой на резьбе) диаметром 45 и высотой 20 мм, использован футляр от фотопринадлежностей. Внешний вид регулятора показан на рис. в начале статьи. Можно использовать любую другую подходящую коробку, но обязательно из хорошего изоляционного материала. Ручка регулятора не должна быть металлической.

Все детали собраны на печатной плате диаметром 36 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. К фольге платы припаяны две гайки М2,5, в которые при сборке ввинчивают штыри вилки через отверстия в корпусе, при этом плата оказывается фиксированной в футляре.

 

ВНИМАНИЕ!

Эта конструкция имеет бестрансформаторное питание от сети переменного тока. Собирая, налаживая и эксплуатируя ее, обращайте особое внимание на соблюдение техники безопасности при работе с электроустановками (см., например, статью — Общие правила электробезопасности).

 

 

Справочные материалы:
Симисторы и тиристоры TAG — основные характеристики, цоколевка
Расшифровка буквенной маркировки интегральных, SMD предохранителей

 

 

 

Протестировано

китайских электронных продуктов (112 тестов): Регулятор мощности Mayitr протестирован

(Опубликовано 19.09.2018)
Уникальной особенностью этого регулятора мощности 230 В и 4,0 кВт является то, что вы можете установить процент проводимости симистора на отдельной панели с помощью двух кнопок в диапазоне от 0 % до 100 % с точностью до 1 %.

Знакомство с регулятором мощности Mayitr


Управление мощностью резистивных нагрузок
Это управление мощностью в первую очередь предназначено для управления мощностью, которую вы предлагаете чисто резистивным нагрузкам.Сюда входят электрические плиты, электрические тепловентиляторы и печи. Без дополнительного охлаждения можно управлять мощностью 1 кВт. Максимальная мощность составляет 4 кВт, но тогда вы должны охлаждать модуль с помощью небольшого вентилятора, который вы монтируете на верхней части корпуса. Кроме того, вы также можете использовать этот модуль для управления скоростью асинхронных двигателей, например, в дрелях и другом оборудовании для хобби.

Внешний вид модуля
Регулятор мощности Mayitr поставляется в металлическом корпусе 85 мм х 60 мм х 40 мм с боковым крепким четырехполюсным винтовым разъемом 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 можно соединить четырехжильным плоским кабелем длиной 30 см. Этот кабель имеет четырехполюсный разъем с обеих сторон, для его работы не требуется паяльник.

Регулятор мощности Mayitr. (© 2018 Jos Verstraten)
Подключение и управление
Подключение модуля к сетевому напряжению и нагрузке немного затруднительно.Над четырехполюсной винтовой клеммой находится симпатичная защитная крышка. Если вы хотите 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 открутить 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 полного диапазона происходит довольно быстро. Примерно за восемь секунд вы переходите от «000» к «100» или наоборот. Последняя позиция сохраняется в памяти даже при отключении модуля от сети.
Крышка винтового зажима не может быть полностью открыта! (© 2018 Jos Verstraten)
Технические характеристики
Модуль предлагается на нескольких китайских сайтах по цене от 7 евро.50. Производитель приводит следующие характеристики:
 — Принцип: управление фазой резки с микроконтроллером
— Максимальная мощность: 4500 Вт резистивная (требуется дополнительное охлаждение)
— Максимальная мощность без дополнительного охлаждения: 1000 Вт резистивная
 — Максимальное напряжение: 230 В среднеквадратичное значение
— Демпферная сеть: встроенный
— Сеть подавления помех: не встроена в
 — Предохранитель: не встроенный

Электроника регулятора мощности Mayitr


Базовый модуль
Печатная плата базового модуля показана на рисунке ниже.На радиаторе вы видите симистор BTA41-600B от Tiger Electronic Co. Это симистор, который может коммутировать 40 А и имеет обратное напряжение 600 В. Согласно спецификациям, этот полупроводник имеет максимальное напряжение во включенном состоянии всего 1,55 В при 60 А. При мощности 4 кВт при 230 В в симисторе будет вырабатываться максимальная мощность около 27 Вт. Действительно, многовато для радиатора! Триак управляется с помощью MOC3023 от QT Optoelectronics. Это симисторный блок зажигания с оптической изоляцией без пересечения нуля.Эта оптическая пара содержит светодиод и светочувствительный симистор. Сначала можно подумать, что симистор управляется гальванически развязанным от сети 230 В. Но это не тот случай!
Печатная плата в базовом модуле. (© 2018 Джос Верстратен)
Остальная электроника на печатной плате необходима для генерирования напряжения питания 5 В для микроконтроллера на кнопочной печатной плате и для обнаружения перехода сетевого напряжения через ноль.Трансформатора на плате нет. Указанные цепи гальванически связаны с сетью. Это означает, что и электроника на плате управления, хотя и питается всего 5 В, имеет низкое сопротивление сети и прикосновение к этой плате может быть опасным для жизни. Это следует учитывать при монтаже панели управления где-либо. Убедитесь, что люди, которые должны работать с модулем, имеют доступ только к двум кнопкам на передней панели, а задняя часть, где расположена печатная плата, абсолютно недоступна для касания.
Блок-схема электроники на базовой печатной плате. (© 2018 Jos Verstraten)
Внимание!
Также обратите внимание, что на печатной плате нет предохранителя, и его необходимо установить снаружи. Также не учитывалось подавление высокочастотных помех, создаваемых симистором.


Панель управления
Печатная плата этой панели показана на рисунке ниже.По четырехжильному кабелю эта плата получает землю и питающее напряжение +5 В. Импульс НОЛЬ сигнализирует микроконтроллеру о переходе сетевого напряжения через ноль. Это ссылка для установки момента зажигания симистора. PCB возвращает сигнал SCR. Это положительный импульс, который зажигает симистор через светодиод в MOC3023.
В левом верхнем углу вы видите неузнаваемый микроконтроллер. Под ним, как ни странно, 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 быть включен для каждого положения кнопок.
Плата за панелью управления. (© 2018 Джос Верстратен)

Регулятор мощности Mayitr протестирован


Безопасность превыше всего!
Мы подключили этот модуль к сетевому напряжению через изолирующий трансформатор 1/1.Если вы купите этот модуль и начнете экспериментировать с ним, крайне важно, чтобы вы сделали то же самое. Ошибка возникает быстро, а при прямом питании от сети такая ошибка может привести к опасному для вас поражению электрическим током 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 импульс НУЛЯ, который полностью синхронен с напряжением сети и указывает своими флангами, когда напряжение сети проходит через ноль.Синяя осциллограмма показывает сигнал SCR. Нарастающий фронт этого импульса проходит вперед и назад в половине периода ZERO, 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 через половину 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. Желтый показывает напряжение на нагрузке, синий — узкий импульс зажигания SCR.
напряжение по нагрузке (желтый) и импульс зажигания (синий), когда
устанавливается на 010. (© 2018 JOS Versstraten)
На дисплее отображается процентная проводимость симистора в общем полупериоде сетевого напряжения.Частота сетевого напряжения очень точно равна 50 Гц, а период этого сигнала равен 20 мс. Половина периода имеет ширину ровно 10 мс. Проверить правильность настройки этого модуля не так уж и сложно. При настройке 050 модуль должен включить симистор ровно через половину полупериода, то есть через 5,0 мс. В таблице ниже мы измерили ширину проводимости при трех различных настройках экрана осциллографа.
Точность настройки.(© 2018 Jos Verstraten)
Настройки дисплея и питание
К сожалению, если вы установите дисплей на 050, схема не будет выдавать 50% максимальной мощности. Это просто невозможно, законы теоретической теории электричества стоят на пути этой линейной зависимости. Чтобы дать вам представление, мы нагрузили модуль чисто омической нагрузкой, галогенным театральным прожектором мощностью 500 Вт. Для десяти положений дисплея мы измерили реальное среднеквадратичное напряжение на лампе.Легко рассчитать выходную мощность для каждого положения. В приведенной ниже таблице есть одна неточность. Мы приняли постоянное сопротивление лампы, но оно, конечно, немного зависит от температуры нити накала.
Зависимость между настройками дисплея и мощностью, подаваемой на галогенную лампу
мощностью 500 Вт. (© 2018 Джос Верстратен)

Наш вывод


Этот регулятор мощности Mayitr — отличный инструмент для управления мощностью, подаваемой на резистивные нагрузки и двигатели.При использовании модуля необходимо учитывать отсутствие гальванической развязки между блоком управления и силовой электроникой, а также соблюдать максимальную изоляцию при установке. (реклама спонсора Banggood)
AC 230V 4000W Регулятор напряжения SCR Диммер

lm324 Аналоговая паяльная станция | Взломанный tokeichun

Аналоговая паяльная станция с контроллером на основе ОУ lm324. Вы можете найти файлы KiCad на GitHub.

Введение

Я использую дешевый паяльник переменной мощности для своих электронных проектов. Я купил его, когда не знал, буду ли я продолжать заниматься электроникой, и с тех пор он был очень полезен, но по мере того, как я все больше и больше увлекался электроникой, я подумал об обновлении.

Но какие у меня были варианты? Помимо дешевых нерегулируемых паяльников, в настоящее время существуют температурные паяльные станции, которые можно недорого купить в интернете.Если вы не боитесь испачкать руки, другим вариантом является множество различных конструкций паяльных станций, найденных в Интернете, начиная от схем старых станций хакко и заканчивая различными оригинальными (и иногда запутанными) конструкциями.

Будучи любителем электроники, создание электронного инструмента казалось мне подходящим вариантом, поэтому я начал свои поиски, чтобы найти дизайн среди хаоса Интернета и создать его в качестве моего следующего проекта. Во время исследования я обнаружил два основных типа конструкций: основанные на микроконтроллере и основанные на аналоговых компонентах (в основном на операционных усилителях).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 по этой статье от ZL2PD как на источник 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 протестировать ее.Тем не менее, я не был полностью уверен в том, как генерировались импульсы 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 видеоролика GreatScott о создании повышающего преобразователя без микроконтроллера я понял, что подобную схему можно использовать для решения проблемы генерации сигнала управления нагревателем, поэтому я начал работать над созданием схемы на основе этой конструкции.Но помимо того, что я добавил еще один дизайн паяльной станции к тому множеству, которое можно найти в Интернете, я в итоге много узнал об операционных усилителях, симисторах и термопарах.

Описание схемы

Схема управления температурой утюга путем управления мощностью, поступающей в нагреватель, с помощью симистора, переключаемого по ШИМ-сигналу, рабочий цикл которого зависит от разницы между заданной температурой и температурой, измеренной термопарой.

Сигнал ШИМ генерируется путем сравнения этой разности с треугольной волной, так что чем выше разность, тем выше коэффициент заполнения, а когда разность меньше, коэффициент заполнения также ниже.

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

А вот схема цепи. Все резисторы 5% 1/4 Вт, я использовал 1/2 Вт, потому что они 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 конструкции, так как конструкция ручки определяет необходимый источник питания, а также необходимую логику для контроля температуры.Я использовал ручку паяльника 907A (во многом 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 тип у вас есть, поскольку методы измерения его выходного сигнала различаются. Чтобы точно знать, измерьте сопротивление клемм датчика при комнатной температуре, если оно составляет около 2 Ом, датчик представляет собой термопару, если оно составляет от 40 до 50 Ом, датчик представляет собой термистор.

Использование нагревательного элемента с датчиком термопары представляло некоторые трудности, учитывая, что я хотел свести количество компонентов к минимуму.

Проблема термопереноса

Одной из основных проблем, которую отмечают люди, использующие этот тип утюга, является зазор между нагревательным элементом и наконечником утюга. Это приводит к тому, что термопара дает неточные показания температуры, а утюг изо всех сил пытается нагреть большие детали.

В этом видео предлагается решение этой проблемы, заключающееся 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 вместо него я использовал кусок алюминия из-под газировки, и, похоже, он работает нормально (я снял 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 сети 24 В, и, чтобы максимально упростить конструкцию, я решил использовать трансформатор и нагревать рукоятку переменным током. Поскольку сопротивление нагревательного элемента составляло около 14 Ом, я оценил максимальную потребляемую мощность в 41 Вт при 24 В (чуть более 1,5 Ом).7a), поэтому я решил использовать трансформатор 24v 2a. Пиковый ток на стороне сети трансформатора был чуть более 300 мА, поэтому я использовал сетевой предохранитель на 500 мА.

Трансформатор, который я получил, имел отвод от центра, поэтому я использовал 2 диода 1n4007 в качестве двухполупериодного выпрямителя с отводом от центра, чтобы получить 12 вольт для логики платы. Этот выпрямитель выдает около 19 В нерегулируемого постоянного тока, который сглаживается конденсатором на 100 мкФ, а затем регулируется стабилитроном на 12 В с резистором на 220 Ом, который ограничивает ток через стабилитрон примерно до 23 мА.В регулируемые силовые линии добавлен конденсатор емкостью 100 нФ для устранения помех.

В качестве регулятора я решил использовать стабилитрон + резистор, т.к. ток потребления логики был очень низким (около 20 мА) и хотелось поэкспериментировать с этой конфигурацией, блок питания тоже можно было легко регулировать микросхемой 7812.

Триак и драйвер

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

Решение этой проблемы заключается в использовании драйвера симистора, типа оптрона, для переключения переменного тока на симистор с цепью постоянного тока (более подробная информация об оптронах 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 питания/нагрузки симистора и фототриаком драйвера, управляющим затвором.Значение 39 Ом было выбрано по формуле, описанной в ответе на этот пост Stack Overflow. Эммитер moc3041 соединен последовательно со светодиодным индикатором и токоограничивающим резистором 1 кОм (чтобы ограничить ток примерно до 9 мА).

moc3041 похож на moc3021, но имеет встроенную функцию обнаружения пересечения нуля, которая включает симистор только тогда, когда напряжение переменного тока равно нулю (или близко к нему), чтобы не было внезапных скачков тока.

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

Усилитель термопары

Поскольку термопара ручки паяльника относится к типу K (я думаю), она выдает напряжение от 0 мВ до 19 мВ в диапазоне от 0 до 450 (это был диапазон, который был полезен для этого проекта). Это означает, что перед использованием дифференциального компаратора сигнал необходимо усилить, иначе усиление компаратора окажется слишком большим (что может привести к искажению сигнала).

В качестве неинвертирующего усилителя я использовал один из ОУ lm324 с коэффициентом усиления около 100, определяемым резисторами R3 и R5.R2 и C1 действуют как фильтр нижних частот, пропуская только сигналы ниже 1,6 Гц для устранения входного шума.

Дифференциальный усилитель

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

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

Выход этой схемы используется как один вход компаратора.

Генератор треугольных волн

Другой вход компаратора представляет собой треугольную волну частотой 10 Гц, генерируемую одним операционным усилителем. Поскольку я уже использовал 3 из 4 операционных усилителей в lm324, я решил использовать генератор треугольных волн с одним операционным усилителем, описанный в этой статье по изоляции печатной платы. Он отлично работает для этого приложения, но потребляемый ток от цепи должен быть сведен к минимуму.

Почему 10 Гц? Потому что это частота, которая позволяет быстро считывать и изменять, сохраняя при этом достойное определение ШИМ-сигнала. Чтобы уточнить, поскольку moc3041 включается только в нулевой точке волны переменного тока, его можно включать с максимальной частотой 120 Гц (для сети 60 Гц). Это означает, что ШИМ-сигнал с коэффициентом заполнения, зависящим от треугольной волны частотой 1 Гц, пропускает максимум 120 полуволн переменного тока и имеет 120 возможных уровней коэффициента заполнения. Таким образом, сигнал частотой 10 Гц допускает прохождение максимум 12 полуволн переменного тока и имеет 12 возможных уровней рабочего цикла.

RV2 используется для управления симметрией треугольной волны, он должен быть установлен на уровне или около среднего диапазона потенциометра.

Компаратор

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

Следовательно, рабочий цикл этого сигнала и нагревательного элемента увеличивается, когда разница между температурой утюга и желаемой температурой выше, и уменьшается, когда она ниже.

Светодиодный дисплей

Я использовал двухцветный светодиод. Красный светодиод включен последовательно с эмиттером moc3041, поэтому при включении нагревателя загорается красный светодиод. Транзистор npn использовался в качестве инвертора, а не затвора, чтобы зажечь зеленый светодиод, когда нагреватель выключен.

Двухцветный светодиод можно заменить двумя обычными светодиодами или, при желании, можно использовать один светодиод, чтобы показывать только то, когда нагреватель включен, и исключить транзистор Q1, зеленый светодиод и токоограничивающий резистор R15.

Механическая конструкция

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

Друг, профессионально работающий с металлом, помог мне собрать корпус, но инструменты, которые мы использовали, были не очень сложными, мы даже не использовали металлический тормоз.Изгибы делались с помощью металлического верстака, струбцин, кусков дерева и молотка.

Поскольку я использовал сталь, я покрыл корпус краской с высоким содержанием цинка, 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, так как она была у моего друга в качестве металлолома.

Основным фактором, побудившим меня принять решение не монтировать печатную плату на передней панели корпуса, как это делают многие паяльные станции, было то, что я не мог (на месте) найти потенциометр, который можно было бы установить вертикально на печатной плате, потенциометры I У найденных были ножки, которые были слишком короткими, чтобы согнуть их, чтобы их можно было установить так, как мне нужно.Вместо этого печатная плата была прикреплена к нижней части корпуса с использованием кусков тонкой трубки из ПВХ в качестве прокладок, а нижняя сторона печатной платы была защищена тонким слоем твердого пластика, закрепленным теми же винтами, что и печатная плата.

Контрольная маркировка была сделана маркером поверх слоя краски и перед нанесением слоев прозрачного покрытия.

Заключение

У этой конструкции есть несколько недостатков. Во-первых, кажется, что существует заметная тепловая задержка между наконечником утюга и термопарой, из-за чего утюг нагревается дольше.Тем не менее, этот эффект уменьшается за счет модификации, описанной в разделе о ручке для пайки.

Еще одно изменение, которое я хотел бы внести в конструкцию, — это двухцветный светодиод, потому что он загорается желтым цветом, когда утюг достигает нужной температуры. Вероятно, я бы предпочел использовать один светодиод, чтобы показать, когда нагреватель включен, поскольку наличие более точного индикатора того, когда утюг достиг желаемой температуры с аналоговыми компонентами, потребовало бы увеличения количества компонентов.

[ЛУЧШИЙ] Применение TRIAC, Схема, Символ, Преимущества


Слово TRIAC подразумевает, что триод для переменного или переменного тока.Триод означает, что он имеет три клеммы. TRIAC представляет собой трехполюсное двунаправленное полупроводниковое устройство. TRIAC может проводить ток в обоих направлениях, поэтому он в основном используется для переменного тока. В этой статье вы найдете символ TRIAC, применение TRIAC, принципиальные схемы, преимущества и т. д.

Символ симистора


Здесь вы можете увидеть символ TRIAC. Символ показывает, что два диода подключены встречно-параллельно. Он имеет три терминала, которые называются MT1, MT2 и G (наземный).

СИМИСТОР Конструкция


Здесь вы можете увидеть простую конструктивную схему симистора.

Приложения и использование TRIAC


1. Как правило, TRIAC используется для маломощных и низковольтных приложений.

2. Симистор используется в схемах диммера освещения.

3. TRIAC используется для управления скоростью двигателя низкого напряжения и малой мощности, например, для управления скоростью электрического вентилятора. TRIAC используется в цепи электронного регулятора вентилятора.


4. Симистор используется для регулирования скорости однофазных асинхронных двигателей.

5. TRIAC используется в качестве статического электронного переключателя.

6. TRIAC используется в некоторых однофазных нагревателях. Управляя формами сигналов подаваемого тока и напряжения на катушку нагревателя с помощью TRIAC, мы можем контролировать выделение тепла этой катушкой.

7. Симистор также используется в некоторых электронных схемах управления, таких как управление частотой, формой сигнала, цепями управления напряжением и т. д.

8. Симистор также используется для создания схемы запуска.

9. TRIAC используется в блокировочных цепях высокого напряжения.

10. TRIAC используется для управления скоростью двигателей Universal Motors.

11. TRIAC используется для цепей управления фазой.

Цепь симистора


Здесь вы можете увидеть схему управления скоростью электрического вентилятора с помощью TRIAC.

Здесь DIAC используется для запуска TRIAC. Как правило, TRIAC всегда используется с DIAC. Переменный резистор используется для управления запуском.Так управляя переменным резистором, мы можем управлять скоростью вращения электродвигателя вентилятора.

Преимущества симистора


1. TRIAC может обеспечить высокую скорость переключения.
2. В TRIAC происходят очень низкие потери мощности во время любой операции.
3. Триаку требуется очень небольшой ток срабатывания.
4. В симисторе при переключении возникает очень слабый эффект емкости.

Недостатки TRIAC


1. На работу TRIAC сильно влияют радиочастотные помехи.
2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.