Главная » Паяльник » Регулятор температуры паяльника

Регулятор температуры паяльника


Регулятор температуры паяльника

Если вы пользуетесь обычным паяльником, то для повышения качества пайки и предохранения жала от разрушения из-за перегрева нужно регулировать температуру жала паяльника.

Я предлагаю вам простую схему регулятора температуры паяльника на КУ202:

Используемые радиоэлементы и их возможные аналоги: Мостик собран на диодах Д226 Конденсатор полярный 15мкФ 50В Тиристор КУ202Н можно и КУ202Л Резистор R1 переменный на 70кОм

Резистор R2 на 10кОм

При использовании указанных деталей мощность регулятора составляет 100 Вт. Эту схему можно и модифицировать, например, добавить выключатель до моста, а можно и совместить с переменным резистором. Устройство настраивать не нужно, хотя если только подобрать под свой вкус резистор R2.

Багун Максим (B*M*S)

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Багун Максим Опубликована: 2011 г. 0 Вознаградить Я собрал 0 0

x

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

cxem.net

Простые регуляторы температуры паяльника

При пайке радиокомпонентов сетевым паяль­ником (~220 В) часто требуется оперативное из­менение его температуры и подводимой к нему мощности. Простейшее решение, которым часто пользуются радиолюбители, состоит из последо­вательного подключения к паяльнику диода, кото­рый, при необходимости повышения температу­ры, закорачивается тумблером. Такое решение не всегда приемлемо, особенно когда имеется необходимость пайки на плате планарных микро­схем и соединяющих или подключаемых к плате проводников. Использование с этой целью паяль­ной станции значительно облегчает процесс пай­ки, но такая станция обходится довольно дорого. В настоящей статье рассмотрены схемы регуля­торов на интегральном таймере 555, позволяю­щие осуществить плавную регулировку темпера­туры паяльника в широких пределах.

В технической литературе и Интернете можно встретить множество схем регулирования темпе­ратуры паяльника, принцип действия которых ос­нован на регулировании тока через паяльник с помощью тиристора или симистора.

В таких схемах среднее значе­ние тока паяльника зависит от руч­ного регулирования момента его включения в каждый полупериод напряжения сети. Известны также регуляторы, в которых через регу­лируемые промежутки времени ис­ключаются целые полупериоды и периоды питающего напряжения. Все эти устройства отличаются ди­апазонами регулировки и, в боль­шинстве случаев, имеют довольно большие габариты.

Для регулирования температуры паяльника в широких пределах на­ми испытаны и предлагаются для использования схемы регуляторов, показанные на рис.1 и рис.2. Ос­новой этих схем являются генера­тор с широтно-импульсной модуля­цией (ШИМ), реализованный на интегральном 555-м таймере, кото­рый управляет выходным ключом.

Рис. 1

Рассмотрим работу такого гене­ратора по схеме рис.1. На таймер (выводы 4 и 8) подается напря­жение питания. В момент включения на выводе 3 таймера появляется напряжение, практически равное напряжению питания. Это напряжение через открытый диод VD4, резистор R2 и нижнюю часть потенциометра R1 постепен­но заряжает конденсатор С3. Когда напряжение на конденсаторе достигнет значения 2/3 напряжения питания, компараторы таймера устанавливают на выходе 3 низкий уровень напряжения (практически 0 В). При этом диод VD4 закрывается и клю­чевой транзистор внутри таймера закорачивает вывод 7 на «землю». Начинается разряд конденса­тора через верхнюю часть потенциометра Р1 и резистор Р3. Когда оно снизится до трети напря­жения питания, то на выходе 3 вновь устанавли­вается высокий уровень напряжения (близкий к напряжению питания), и процесс перезаряда кон­денсатора С3 повторяется. Пороги срабатывания компараторов таймера определяются его внутрен­ним делителем напряжения. Из [1] известно, что время заряда конденсатора С3 от значения от 1/3 до 2/3 напряжения питания равно

t1 ≈0,69 • С3 • (R3 + α • R1), где а • R1 - сопротивление нижней части R1, а время разряда С3 определяется так:

t2 ~0,69 • С3 • [R3 + (1-α) • R1], где (1-α) • R1 - сопротивление верхней части R1. Поэтому период повторения импульсов гене­ратора равен

Т = t1 + t2 = 0,69 • С3 • (2 • R3 + R1). Следовательно, период и частота генератора практически не зависят от положения движка по­тенциометра. Коэффициент заполнения выходных импульсов таймера зависит от положения движка и равен

D = t1/Т = (R3 + α• R1) / (2 • R3 + R1). Минимальное значение коэффициента запол­нения выходных импульсов получается в нижнем положении движка Р3, а максимальное - в верх­нем положении движка этого потенциометра. Та­ким образом, предложенная схема, не изменяя ча­стоты, обеспечивает плавное изменение ширины импульсов практически от нуля до полного их за­полнения и может применяться не только в устрой­ствах для регулирования температуры.

При разработке схем регулирования основное внимание обращено на минимальное потребление, простоту и дешевизну регуляторов. В зависимости от имеющегося в наличии силового транзистора предлагаются две схемы регулирования. На рис.1 показана схема на высоковольтном биполярном транзисторе VT1 и таймере NE555 (КР1006ВИ1). Напряжение сети 220 В выпрямляется диодным мостиком VD1 и подается на паяльник. Для полу­чения напряжения питания таймера использован гасящий конденсатор С1, стабилитрон VD2 и однополупериодный выпрямитель на диоде VD3. Так как суммарный ток, потребляемый таймером и цепью базы транзистора VT1, довольно большой, то ис­пользование вместо конденсатора С1 гасящего ре­зистора нерационально из-за его нагрева. Необхо­димое сглаживание питающего напряжения осуществляется конденсатором С2. Транзистор VT1 работает как ключ, поэтому он не требует ох­лаждающего радиатора.

На рис.2 показана схема регулирования на си­ловом полевом транзисторе с рабочим напряже­нием 400 В и током 4,5 А типа IRF730 (КП726А). В схеме можно применить любой полевой транзи­стор с таким же или большим рабочим напряже­нием. Так как полевой транзистор управляется на­пряжением, то ток, потребляемый таймером, не превышает 8 мА. Поэтому в схеме питания тайме­ра вместо конденсатора можно применить гася­щие резисторы. На схеме рис.2 гасящие резисто­ры - это R1 и R2 мощностью 2 Вт. Показанное на схеме включение конденсатора фильтра С1 позво­ляет уменьшить до минимума пульсации питающе­го напряжения, поэтому отпадает необходимость шунтирования стабилитрона VD2 конденсатором большой емкости. В схеме можно применить лю­бой маломощный стабилитрон на напряжение 9,1 В. Если потребуется увеличить диапазон регу­лировки напряжения паяльника в сторону увели­чения, то можно подключить к диодному мосту конденсатор С3.

Рис. 2

Существует также интегральный таймер 7555 на полевых транзисторах, который является полным аналогом таймера 555, но его ток потре­бления не превышает 0,5 мА. Этот таймер также испытан нами в приведенных схемах. Простая за­мена таймера в схеме рис.1 заметного эффекта не дает, кроме уменьшения емкости конденсато­ра С1 до 0,51 мкФ. Если биполярный транзистор VT1 заменить полевым, то можно дополнительно уменьшить значение емкости С1 и также умень­шить емкость С2 до 20 мкФ. Замена таймера в схе­ме рис.2 позволяет увеличить значения сопротив­ления каждого из резисторов R1 и R2 до 33 кОм и уменьшить их мощностью до 0,5 Вт, поэтому такой схеме следует отдать предпочтение.

В заключение следует отметить, что предло­женная схема регулирования имеет очень широ­кий диапазон регулирования: практически от ну­ля и до напряжения сети. Если применить для регулирования тока нагрузки потенциометр с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (тип А), то также линейно будет изменяться и ток разогрева. Если необходимо ограничить диапазон регулирования со стороны минимальной температуры, то для этого доста­точно увеличить величину резистора R4 (рис.2). С регулятором также можно использовать низ­ковольтный паяльник, например, на 127 В. Для исключения его перегрева следует увеличить со­противление резистора R5. Включение парал­лельно выходу диодного моста небольшой емко­сти С3 увеличивает ток через паяльник, что можно использовать для его быстрого разогрева. Поле­вые силовые транзисторы рассчитаны на большие токи, поэтому без изменения схемы мощность паяльника можно увеличить в несколько раз.

Литература

  1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемо­техника. 12-е изд. Том 1: Пер. с нем. - М.: ДМК ПРЕСС, 2008.

Автор: Александр Алексенцев, Роман Проць, г. Львов

meandr.org

Терморегулятор для паяльника HAKKO 907

Устройство предназначено для поддержания и регулирования температуры паяльника HAKKO 907. Паяльник рассчитан на напряжение 24 В и мощность 50 Вт. Датчиком температуры в нем служит терморезистор сопротивлением приблизительно 100 Ом при температуре окружающей среды в 25 С. Этот паяльник был приобретен на eBay за 7$. Прибор снабжён четырьмя семисегментными светодиодными индикаторами для отображения температуры и режима работы. Этих самых режимов может быть два. Первый это режим поддержания температуры на заданном уровне. Второй это режим поддержания постоянной мощность. На индикаторе они отображаются соответственно как t и P. Установка температуры осуществляется с помощью энкодера. Схема устройства изображена на рисунке.

Основой схемы является контроллер ATmega8. К порту B подключена матрица из 4 семи сегментных индикаторов с общим анодом. Как видно из схемы индикация динамическая, анодные ключи подключены к порту C контроллера. Выводы порта B к матрице подключаются через токоограничивающие резисторы сопротивлением 100 Ом. Анодные ключи включены по схеме эмиттерного повторителя. Обусловлено это лишь тем что на этапе макетирования аноды от матрицы подключались на прямую к выводам контроллера. При этом сопротивление катодных токоограничивающих резисторов было завышено с целью снижения нагрузки на порты микросхемы в процессе отладки схемы. Соответственно на этапе изготовления финального варианта схемы, дабы не менять прошивку пришлось использовать именно повторители а не ключи.

Силовым элементом схемы является симистор. Его управление осуществляется транзистором VT5 посредством оптоэлектронной развязки выполненной на MOC3023. Резистор R20 ограничивает ток через светодиод оптрона, а R21 через управляющий электрод симистора.

К порту D подключен енкодер. Резисторы R1 и R2 подтягивают выводы контроллера к нулю. А конденсаторы выполняют роль простейшего подавителя дребезга. Так как без них картина на входе микросхемы достаточно печальная. Хотя конденсаторы такой емкости и значительно затягивают спад импульса, но при этом стабильность работы энкодера всё-таки повышается.

На транзисторе VT6 выполнен так называемый детектор нуля. Его задача синхронизировать время открывания симистора с переходом через ноль питающей синусоиды. Диод VD1 служит для развязки сигнала управления детектором нуля и фильтром блока питания.

На питании контроллера находится делитель напряжения состоящий из резисторов R14 и R15. Напряжение с его выхода подается на аналоговый компаратор. Его задача отслеживать снижение питание ниже заданного уровня, а проще говоря выключение устройства из сети. С помощью этого узла производится запись значения установки температуры и мощности в EEPROM.

Устройство питается от трансформаторного источника питания. Одна обмотка трансформатора напряжением 9В используется для питания электронной части устройства а вторая напряжением 24 В для питания нагревательного элемента. Стабилизатор выполнен на интегральной микросхеме LM7805 или отечественном аналоге КРЕН5.

Все транзисторы в схеме это отечественные КТ3102 или зарубежный аналог BC547. По большому счету важно только то, что они обратной проводимости, на самом деле можно использовать любые транзисторы малой мощности как КТ315 и др. У меня в устройстве стоят вообще некие транзисторы без маркировки демонтированные ранее то ли из монитора то ли из касcетного магнитофона. Тиристор также можно использовать любой подходящий по мощности. Только придётся пересчитать сопротивление токоограничивающего резистора управляющего электрода. Соответственно при замене оптопары на другую тоже необходимо пересчитать сопротивление резистора ограничивающего ток через светодиод.   Особое внимание нужно обратить на номиналы резисторов R14 R15 образующих делитель. Напряжение на его выходе должно составлять 1,33 В. Так как второй выход аналогового компаратора подключен к внутреннему источнику величиной 1,26 В. Если во включённом состоянии напряжение будет ниже чем опорное то контроллер будет постоянно пытаться записать значение установок в энергонезависимую память. Если же напряжение будет значительно выше то он может попросту не успеть сохранить значения в память до окончательного разряда емкостей фильтра питания.  

Пара слов о прошивке. Программа использует встроенный ацп и измеряет напряжение на ADC0. Далее идет перевод напряжения в единицы температуры. Для этого используется простое линейное уравнение со смещением нуля и наклоном характеристики термодатчика. После этого текущее значение температуры сравнивается с установкой. Если температура ниже чем заданная -10С. То нагрев идет полной мощностью. Если мы приближаемся к установленной температуре на расстояние 10 градусов то нагрев идет половинной мощностью. Ну а если измеренная температура выше заданной то тиристор не включается.

Состояние энкодера опрашивается с частотой приблизительно 1кГц. Часто энкодеры вешают на прерывание, но в моем случае дешёвый китайский прибор дает дикий дребезг контактов потому выбран алгоритм простого отслеживания изменения состояния енкодера. В прерывании от аналогового компаратора проверяется состоянии установки температуры и мощности. Если во время работы устройства они не изменялись то запись в EEPROM не производится. Это сделано для экономии ресурса памяти контролера.  

Если к устройству не подключен термодатчик то оно переходит в режим поддержания мощности. По сути обычный фазовый регулятор мощности. Енкодером устанавливается угол открывания тиристора. На индикаторе отображается мощность в процентах от 0 до 100, тиристор либо полностью выключен либо полностью открыт.

Текущий режим отображается в четвертом разряде. Буква t, означает режим термостабилизации, а p соответственно регулятор мощности. Если покрутить ручку энкодера, то на индикаторе будет отображается значение установки температуры. После отпускания ручки и по истечении приблизительно 3х секунд прибор перейдет в режим отображения текущей температуры нагревателя.   Дабы не наблюдать как танцуют цифры в последнем разряде во время поддержания температуры установлен гистерезис в 5 градусов. То есть при изменении температуры на 5 градусов в плюс или минус на экране будет отображаться температура установки. Исходя из этого а также других факторов как то отсутствие кварцевой стабилизации частоты и измерение температуры мультиметром устройство не позиционируется как хоть сколько ни будь точный прибор. Его задача это приблизительно перевести изменение сопротивления датчика в результате нагрева в числовую форму. А также поддерживать температуру жала в комфортной зоне для пайки.    Во фьюзах относительно заводских настроек меняется только установка тактовой частоты равной 8МГц. Выглядят они так.  

 

 Настройка устройства заключается в получении коэффициентов для уравнения пересчета напряжения в температуру. Я использовал для этого excel. Необходимо снять характеристику терморезистора. Для этого нужно измерить температуру нагревателя и записать значения АЦП которое ей соответствует. Для измерения температуры я использовал обычный мультиметр. перед измерением нужно закомментировать строку 148 и раскомментировать строку 149. В первой строке вычисляется переменная t_frz это значение измеренной температуры. Во второй, этой переменной присваивается значение АЦП без изменения, таким образом его можно будет наблюдать на индикаторе.

 Получив порядка 20 значений строим график зависимости в excel добавляем диаграмму на ней строим линию тренда. Уравнение линии тренда и есть нужная нам зависимость напряжения от температуры. Из него и берутся необходимые коэффициенты. Далее эти коэффициенты подставляются в строку 148, соответственно ее нужно снова раскомментировать и закомментировать строку 149. Подробнее о получении уравнения написано в литературе снизу.

 Готовое устройство выглядит так.

Прошивка и исходник на С++ в CVAVR прилагается. Также приведен проект в Proteus и печатная плата в PCAD.

Литература: Малогабаритный термометр с кремневым терморезистором http://radiokot.ru/lab/controller/21/

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

cxem.net

Регулятор мощности паяльника

Ниже приведена схема регулятора мощности для паяльника. Схема неоднократно была собрана мною и моими знакомыми. Главное преимущество данной схемы, доступность компонентов: дубовые КТ315 и КТ361, всеми известный Д814 и КУ202Н, не говоря уже о резисторах и конденсаторах (один в схеме). Мощность регулятора: до 10А (в амперах), но зависит от тиристора и VD2.

При подключении данного устройства к лампе накаливания на 220В можно заметить, что она мерцает, это связано с диодом VD2, т.к. он даёт пульсацию с частотой 50Гц. Если вам это сильно мешает, то вместо него нужно подключить диодный мост и всё будет нормально, частота пульсации составит 100Гц.

Тиристор обязательно устанавливаем на радиатор, т.к. он греется.

Регулирование мощности производят с помощью переменного резистора R2.

Схема главным образом предназначена для регулирования мощности паяльника, но естественно может применяться и в других обстоятельствах, всё зависит от вашей фантазии.

Обсуждение схемы на форуме

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Резистор Опубликована: 2007 г. 2 Вознаградить Я собрал 2 1

x

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

cxem.net

Смотрите также

  • Паяльник для микросхем своими руками
  • Керамический нагревательный элемент для паяльника своими руками
  • Как паять микросхемы паяльником
  • Схема регулятора мощности паяльника
  • Паяльник своими руками для полипропиленовых труб
  • Паяльник или паяльная станция
  • Как лудить паяльник
  • Паяльник ручной для полиэтилена
  • Как облудить жало паяльника
  • Коробка для паяльника
  • Паяльник для пластика