8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулятор температуры для паяльника

Содержание

Регулятор температуры для паяльника

Автор: admin Vladimir | Опубликовано 30-01-2014

В радиолюбительской практике невозможно обойтись без паяльника. Он всегда находится на рабочем месте, должен быть наготове. Большинство простых и распространённых паяльников имеют фиксируемую мощность, следовательно, и температуру нагрева жала, что не всегда оправданно. Конечно, если вы включаете его на непродолжительное время, чтобы быстро что-либо припаять , то можно обойтись без регулятора температуры.

Температура паяльника для пайки – как подобрать

  1. Если монтаж не связан со специфическими радиодеталями, чувствительными к перегреву – степень нагрева жала должна на 10 градусов превышать температуру плавления припоя. Причем не точку начала расплава – а именно температуру устойчивого нахождения в жидком состоянии;
  2. Если планируется соединять контакты с большой площадью и массой – повышается не величина нагрева, а мощность паяльника. Маломощный прибор с высокой температурой все равно не справится с рассеиванием. Компенсируют массу детали соответствующим размером рабочего жала. А для его разогрева требуется мощность, а не градусы;
  3. В паспорте радиокомпонентов обычно указывается максимально допустимое значение нагрева корпуса. Это относится и к температуре пайки. Опять же, сделайте выбор в пользу мощности, а не повышения градуса. Надо стараться, чтобы время контакта жала и детали было минимальным. Припой должен расплавиться, а корпус оставаться не перегретым.

Для различных условий работы выпускаются паяльники электрические с регулировкой температуры.

Не имеет значения конструктивное исполнение, регулятор может быть встроенным в корпус или выполнен в виде отдельного блока. Главное – вы знаете, насколько горячее жало у инструмента.

Преимущества регулировки температуры паяльника

  • Экономия электроэнергии;
  • Продление срока службы электроприбора;
  • При повышенной температуре жало покрывается окалиной, вы постоянно отвлекаетесь на его очистку. При этом уменьшается толщина металла – соответственно износ происходит быстрее;
  • Вы не испортите радиодетали, чувствительные к перегреву;
  • На монтажной плате не произойдет отслоение токоведущих дорожек от перегрева;
  • При смене припоя качество пайки останется на прежнем уровне;
  • Меньше дыма от перегретого флюса;
  • Вам не нужно менять паяльник при выполнении разных видов работ – просто смените температуру;

Как правило, терморегулятором оснащаются приборы с блоком питания. Это дополнительный плюс – высокое напряжение с переменным током может вывести из строя некоторые типы микросхем по причине наводок.

В зависимости от предназначения, терморегуляторы для паяльника могут иметь разную сложность исполнения

  1. Простейшие двух диапазонные;

Имеют два фиксированных положения. Как правило, максимальная мощность используется для пайки, минимальная – для поддержания нагрева в перерывах между работой.

Сетевые с диммером;

В разрыв питающего кабеля, подключаемого к сети 220 вольт, включен обыкновенный диммер. Нагрев регулируется за счет падения напряжения. Одновременно с этим уменьшается мощность. Эффективность схемы низкая, как и стоимость.

Регулятор в корпусе;

Такими регуляторами оснащаются паяльники, имеющие сложную схему нагрева. Например – импульсные. Блок питания вместе с регулятором размещен в корпусе (ручке). Достаточно эффективная схема, инструмент удобен в работе, разумная стоимость. Вариантов с высокой мощностью нет.

Выносной блок питания;

Самая эффективная конструкция в среднем ценовом диапазоне. Имеется развязка с сетью 220 вольт, широкий диапазон и возможность точного регулирования температуры. Рассчитан на любую мощность. Недостаток – громоздкость. Впрочем, размер – не проблема.

Настоящий комплекс с широкими возможностями для радиолюбителя. Имеет точную регулировку температуры жала и дополнительно термофен (опят же с регулятором). Сложная система управления находится в отдельном корпусе вместе с блоком питания. Нет ограничений по мощности, однако стоимость устройства достаточно большая.

Управление нагревом

Чтобы нагреть массивную деталь до нужной температуры, необходимо и такое же массивное жало паяльника, чтобы скорость нагрева была выше скорости теплоотвода детали.

Инструментом, который справится одновременно с поставленными выше задачами, является достаточно мощный паяльник с регулировкой температуры.

То есть максимальной мощности паяльника должно быть достаточно для разогрева крупных выводов, а температура должна регулироваться в некоторых пределах и выбираться в соответствии с условиями работ.

Тогда массивное жало будет обладать большей тепловой инерцией и нагреет деталь до необходимой степени, без риска ее перегрева.

Существует несколько способов регулировки температуры паяльника:

  • максимальный-минимальный нагрев (простейший переключатель);
  • регулировка диммером;
  • применение управляющих микросхем в рукоятке прибора;
  • внешний блок управления;
  • применение фена.
Читать еще:  Мощная стальная рогатка своими руками

Используя паяльник с регулировкой помимо преимуществ, описанных выше, можно значительно сэкономить на потребляемой электроэнергии при больших объемах выполняемых работ, продлить срок службы прибора, благодаря меньшему времени работы его на максимальной мощности, уменьшить количество вредных веществ, выделяемых при пайке с высокой температурой.

Зачем нужен регулятор температуры?

Схема регулятора температуры

Температурный регулятор, а если точнее, то регулятор мощности, нужен для поддержания определённого температурного режима на жале паяльника. Это нужно для того, чтобы регулировать и подбирать подходящую температуру для припоя, — t плавления у разных сплавов отличается.

Также регулятор поможет бороться с перекаливанием жала паяльник. Напряжение в нашей электросети варьируется в большом диапазоне, — утром паяльник жжёт, а вечером почти не греет. Так если происходит чрезмерный нагрев, то жало быстро “перегорает”, т.е. его приходится чаще править, — зачищать и заново лудить.

Способ №1 – изготовление регулятора с нуля

Наглядная схема регулятора

В начале статьи была показана элементарная схема вполне надёжного и удобного регулятора.

Для изготовления понадобится:

  • тиристор
  • диод на 1 А 400-600 В
  • конденсатор 50-100 В на 4,7-5 мкФ
  • резистор 30 кОм
  • резистор регулируемый 47 кОМ

Все элементы базируются на переменном резисторе. Тиристор изолируется термоусадкой. Готовое устройство помещают в корпусе блока питания, какие бывают для зарядки телефонов.

Способ №2 – диммер в качестве регулятора

Диммер – регулятор напряжения

Это решение весьма удачное не только для новичков. Диммеры – регуляторы напряжения для ламп накаливания. В связи с постепенным отказом от ламп накаливания эти устройства становятся не нужными. Можно дать им вторую жизнь, — они также хорошо регулируют напряжение 220В. А подключить его к паяльнику сможет абсолютно любой.

Монтаж регулятора температуры прост – последовательное подключение к паяльнику. Для этого можно использовать корпус удлинителя на две розетки.

Последовательное подключение к любому контакту

Вращая ручку диммера, происходит изменение питающего паяльник напряжения. Для удобства использования на его корпусе наносят метки оптимальных температур.

Можно выставить даже ждущий режим

Также корпус переноски с диммером можно оборудовать струбциной для крепления регулируемой розетки на верстак.

Крепления для стола

Компактно, удобно и надёжно.

Всегда под рукой и не мешает

ВИДЕО: Простой регулятор температуры паяльника

Простой регулятор температуры паяльника

Простой регулятор температуры паяльника ? Своими руками ?

Для нас очень важна обратная связь с нашими читателями. Оставьте свой рейтинг в комментариях с аргументацией Вашего выбора. Ваше мнение будет полезно другим пользователям.

Регулятор температуры для паяльника своими руками

Простейший терморегулятор

Это устройство состоит всего из двух деталей (рис. 1):

  • Кнопочный выключатель SA с размыкающими контактами и фиксацией состояния.
  • Полупроводниковый диод VD, рассчитанный на прямой ток порядка 0,2 А и обратное напряжение не ниже 300 В.

    Рисунок 2. Схема терморегулятора, работающего на конденсаторах.

    Работает этот регулятор температуры следующим образом: в исходном состоянии контакты выключателя SA замкнуты и ток протекает через нагревательный элемент паяльника во время как положительных, так и отрицательных полупериодов (рис. 1а). При нажатии на кнопку SA его контакты размыкаются, но полупроводниковый диод VD пропускает ток лишь во время положительных полупериодов (рис. 1б). В результате мощность, потребляемая нагревателем, уменьшается вдвое.

    В первом режиме паяльник быстро прогревается, во втором – его температура несколько снижается, перегрева не наступает. В результате можно паять в довольно комфортных условиях. Выключатель вместе с диодом включают в разрыв питающего провода.

    Иногда выключатель SA монтируется на подставке и срабатывает, когда паяльник кладут на нее. В перерывах между пайкой контакты выключателя разомкнуты, мощность нагревателя снижена. Когда паяльник поднимают, потребляемая мощность возрастает и он быстро нагревается до рабочей температуры.

    В качестве балластного сопротивления, с помощью которого можно уменьшить мощность, потребляемую нагревателем, можно использовать конденсаторы. Чем меньше их емкость, тем больше сопротивление протеканию переменного тока. Схема простого терморегулятора, работающего на этом принципе, приведена на рис. 2. Он рассчитан на подключение паяльника мощностью 40 Вт.

    Когда разомкнуты все выключатели, тока в цепи нет. Комбинируя положение выключателей, можно получить три степени нагрева:

    Рисунок 3. Схемы симисторных терморегуляторов.

  • Наименьшая степень нагрева соответствует замыканию контактов выключателя SA1. При этом последовательно с нагревателем включается конденсатор С1. Его сопротивление довольно велико, поэтому падение напряжения на нагревателе порядка 150 В.
  • Средняя степень нагрева соответствует замкнутым контактам выключателей SA1 и SA2. Конденсаторы С1 и С2 включаются параллельно, общая емкость увеличивается вдвое. Падение напряжения на нагревателе возрастает до 200 В.
  • При замыкании выключателя SA3 независимо от состояния SA1 и SA2 на нагреватель подается полное напряжение сети.

    Конденсаторы С1 и С2 неполярные, рассчитанные на напряжение не менее 400 В. Для достижения необходимой емкости можно несколько конденсаторов соединить параллельно. Через резисторы R1 и R2 конденсаторы разряжаются после отключения регулятора от сети.

    Есть еще один вариант простого регулятора, который по надежности и качеству работы не уступает электронным. Для этого последовательно с нагревателем включается переменный проволочный резистор СП5-30 или какой-нибудь иной, имеющий подходящую мощность. Например, для 40-ваттного паяльника подойдет резистор, рассчитанный на мощность 25 Вт и имеющий сопротивление порядка 1 кОм.

    Читать еще:  Шиповка покрышек велосипеда своими руками

    Тиристорный и симисторный терморегулятор

    Работа схемы, приведенной на рис. 3а, очень похожа работу разобранной ранее схемы на рис. 1. Полупроводниковый диод VD1 пропускает отрицательные полупериоды, а во время положительных полупериодов ток проходит через тиристор VS1. Доля положительного полупериода, в течение которого тиристор VS1 открыт, зависит в конечном счете от положения движка переменного резистора R1, регулирующего ток управляющего электрода и, следовательно, угол отпирания.

    Рисунок 4. Схема симисторного терморегулятора.

    В одном крайнем положении тиристор открыт в течение всего положительного полупериода, во втором – полностью закрыт. Соответственно, мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется от 100% до 50%. Если отключить диод VD1, то мощность будет меняться от 50% до 0.

    На схеме, приведенной на рис. 3б, тиристор с регулируемым углом отпирания VS1 включен в диагональ диодного моста VD1-VD4. Вследствие этого регулировка напряжения, при котором отпирается тиристор, происходит как во время положительного, так и в течение отрицательного полупериода. Мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется при повороте движка переменного резистора R1 от 100% до 0. Можно обойтись и без диодного моста, если в качестве регулирующего элемента применить не тиристор, а симистор (рис. 4а).

    При всей привлекательности терморегулятор с тиристором или симистором в качестве регулирующего элемента обладает следующими недостатками:

    • при скачкообразном нарастании тока в нагрузке возникают сильные импульсные помехи, проникающие затем в осветительную сеть и эфир;
    • искажение формы сетевого напряжения за счет внесения в сеть нелинейных искажений;
    • снижение коэффициента мощности (cos ?) за счет внесения реактивной составляющей.

    Схема ферритового кольца.

    Для сведения к минимуму импульсных помех и нелинейных искажений желательна установка сетевых фильтров. Самое простое решение – ферритовый фильтр, представляющий собой несколько витков провода, намотанных на ферритовое кольцо. Такие фильтры применяют в большинстве импульсных блоков питания электронных устройств.

    Ферритовое кольцо можно взять из проводов, соединяющих системный блок компьютера с периферийными устройствами (например, с монитором). Обычно на них есть цилиндрическое утолщение, внутри которого находится ферритовый фильтр. Устройство фильтра показано на рис. 4б. Чем больше витков, тем выше качество фильтра. Размещать ферритовый фильтр следует как можно ближе к источнику помех – тиристору или симистору.

    В устройствах с плавным изменением мощности следует откалибровать движок регулятора и отметить маркером его положения. При настройке и установке следует отключить устройство от сети.

    Схемы всех приведенных устройств достаточно просты и их в состоянии повторить человек, обладающий минимальными навыками в сборке электронных устройств.

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

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

    Из резистора

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

    Из тиристора

    Плата терморегулятора на основе тиристора имеет следующую принципиальную схему.

    Из симистора

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

    История происхождения

    Паяльник — это инструмент, предназначенный для передачи тепла материалу при соприкосновении с ним. Прямое его назначение — создание неразъемного соединения посредством расплавления припоя.

    До начала XX века существовали два типа паяльных приспособлений: газовый и медный. В 1921 году изобретатель из Германии Эрнст Сакс изобрёл и зарегистрировал патент на паяльник, нагрев которого происходил под действием электрического тока. В 1941 году Карл Уэллер запатентовал инструмент трансформаторного вида, напоминающего формой пистолет. Пропуская через свой наконечник ток, он быстро нагревался.

    Через двадцать лет этот же изобретатель предложил использовать термоэлемент в паяльнике для контроля температуры нагрева. В конструкцию входили спрессованные друг с другом две металлические пластинки с разным тепловым расширением. С середины 60-х годов из-за развития полупроводниковых технологий паяльный инструмент стал выпускаться импульсного и индукционного типа работы.

    Как сделать надёжный регулятор мощности для паяльника своими руками

    Регуляторы мощности помогают управлять степенью нагрева паяльника.

    Подключение готового регулятора мощности нагрева

    Если у вас нет возможности или желания возиться с изготовлением платы и электронными компонентами, то можете купить готовый регулятор мощности в магазине радиотоваров или заказать в интернете. Регулятор ещё называют диммером. В зависимости от мощности, устройство стоит 100–200 рублей. Возможно, после покупки вам придётся немного доработать его. Диммеры до 1000 Вт обычно продаются без радиатора охлаждения.

    Регулятор мощности без радиатора

    Регулятор мощности без радиатора

    А устройства от 1000 до 2000 Вт с маленьким радиатором.

    Регулятор мощности с маленьким радиатором

    Регулятор мощности с маленьким радиатором

    И только более мощные продаются с большими радиаторами. Но на самом деле, диммер от 500 Вт должен иметь небольшой радиатор охлаждения, а от 1500 Вт уже устанавливают крупные алюминиевые пластины.

    Читать еще:  Самодельные аппараты, которые можно сделать своими руками

    Китайский регулятор мощности с большим радиатором

    Регулятор мощности с большим радиатором

    Учтите это при подключении прибора. Если необходимо, установите мощный радиатор охлаждения.

    Доработанный регулятор мощности

    Доработанный регулятор мощности

    Для правильного подключения устройства к цепи посмотрите на обратную сторону печатной платы. Там указаны клеммы входа IN и выхода OUT. Вход подключается к сетевой розетке, а выход к паяльнику.

    Обозначение клемм входа и выхода на плате

    Обозначение клемм входа и выхода на плате

    Монтаж регулятора производится разными способами. Для их осуществления не нужны специальные знания, а из инструментов вам понадобятся только нож, дрель и отвёртка. Например, можно включить диммер в шнур питания паяльника. Это самый лёгкий вариант.

    1. Разрежьте кабель паяльника на две части.
    2. Подключите оба провода к клеммам платы. Отрезок с вилкой прикрутите ко входу.
    3. Подберите подходящий по размеру пластиковый корпус, проделайте в нём два отверстия и установите туда регулятор.

    Ещё один простой способ: можно установить регулятор и розетку на деревянную подставку.

    1. Прикрутите к деревянной дощечке плату и розетку с коротким проводом.
    2. Возьмите вилку с двухжильным шнуром и подключите её ко входу платы.
    3. Розетку подключите к выходу.

    Диммер на деревянной подставке

    К такому регулятору можно подключать не только паяльник. Теперь рассмотрим более сложный, но компактный вариант.

      Возьмите большую вилку от ненужного блока питания.

    Вилка от блока питания

    Регулятор в корпусе

    Это устройство, как и предыдущее, позволяет подключать разные приборы.

    Самодельный двухступенчатый регулятор температуры

    Самый простой регулятор мощности — двухступенчатый. Он позволяет переключаться между двумя значениями: максимальным и половиной от максимального.

    Двухступенчатый регулятор мощности

    Двухступенчатый регулятор мощности

    Когда цепь в разомкнутом состоянии, ток протекает через диод VD1. Выходное напряжение 110 В. При замыкании цепи выключателем S1 ток обходит диод, так как он подключён параллельно и на выходе получается напряжение 220 В. Диод подбирайте в соответствии с мощностью вашего паяльника. Выходная мощность регулятора рассчитывается по формуле: P = I * 220, где I — ток диода. Например, для диода с током 0,3 А мощность считается так: 0,3 * 220 = 66 Вт.

    Так как наш блок состоит всего из двух элементов, то его можно разместить в корпусе паяльника с помощью навесного монтажа.

    1. Припаяйте параллельно детали микросхемы друг к другу непосредственно с использованием лапок самих элементов и проводов.
    2. Соедините с цепью.
    3. Залейте всё эпоксидной смолой, которая служит изолятором и защитой от смещений.
    4. В рукояти сделайте отверстие под кнопку.

    Если корпус очень мал, то воспользуйтесь переключателем для светильника. Вмонтируйте его в шнур паяльника и вставьте параллельно выключателю диод.

    Переключатель для светильника

    Переключатель для светильника

    На симисторе (с индикатором)

    Рассмотрим простую схему регулятора на симисторе и изготовим печатную плату для него.

    Регулятор мощности на симисторе

    Регулятор мощности на симисторе

    Изготовление печатной платы

    Так как схема очень простая, нет смысла из-за неё одной устанавливать компьютерную программу для обработки электросхем. Тем более что для печати нужна специальная бумага. И не у всех есть лазерный принтер. Поэтому пойдём самым простым путём изготовления печатной платы.

    1. Возьмите кусок текстолита. Отрежьте необходимый для микросхемы размер. Поверхность зашкурьте и обезжирьте.
    2. Возьмите маркер для лазерных дисков и нарисуйте схему на текстолите. Чтобы не ошибиться, сначала рисуйте карандашом.

    Нарисованная маркером схема

    Плата после травления

    Плата после лужения дорожекОткусите четыре штырька и впаяйте их в плату

    Для нанесения схемы на текстолит можно сделать ещё проще. Нарисовать схему на бумаге. Приклеить её скотчем к вырезанному текстолиту и просверлить отверстия. И только после этого рисовать схему маркером на плате и травить её.

    Монтаж

    Подготовьте все необходимые компоненты для монтажа:

    Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

    Для уменьшения помех излучаемых тиристорными регуляторами мощности в электрическую сеть применяют ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода. Такие ферритовые фильтры можно встретить во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и в других изделиях. Эффективным, подавляющим помехи ферритовым фильтром можно дооснастить любой тиристорный регулятор. Достаточно пропустить провод подключения к электрической сети через ферритовое кольцо.

    Устанавливать ферритовый фильтр нужно как можно ближе к источнику помехи, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр можно размещать как внутри корпуса прибора, так и с внешней его стороны. Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто продеть сетевой провод через кольцо.

    Ферритовое кольцо можно взять с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров. Если Вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите на проводе цилиндрическое утолщение изоляции. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех.

    Достаточно ножиком разрезать пластиковую изоляцию и извлечь ферритовое кольцо. Наверняка у Вас или Ваших знакомых найдется не нужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого кинескопного монитора.

  • Ссылка на основную публикацию
    Статьи c упоминанием слов:
    Adblock
    detector