Вступление.
Я много лет тому назад изготовил подобный регулятор, когда приходилось подрабатывать ремонтом р/а на дому у заказчика. Регулятор оказался настолько удобным, что со временем я изготовил ещё один экземпляр, так как первый образец постоянно обосновался в качестве регулятора оборотов вытяжного вентилятора. https://сайт/
Кстати, вентилятор этот из серии Know How, так как снабжён воздушным запорным клапаном моей собственной конструкции. Материал может пригодиться жителям, проживающим на последних этажах многоэтажек и обладающих хорошим обонянием.
Мощность подключаемой нагрузки зависит от применяемого тиристора и условий его охлаждения. Если используется крупный тиристор или симистор типа КУ208Г, то можно смело подключать нагрузку в 200… 300 Ватт. При использовании мелкого тиристора, типа B169D мощность будет ограничена 100 Ваттами.
Как это работает?
Вот так работает тиристор в цепи переменного тока. Когда сила тока, текущего через управляющий электрод, достигает определённого порогового значения, тиристор отпирается и запирается лишь тогда, когда исчезает напряжение на его аноде.
Примерно так же работает и симистор (симметричный тиристор), только, при смене полярности на аноде, меняется и полярность управляющего напряжения.
На картинке видно, что куда поступает и откуда выходит.
В бюджетных схемах управления симисторами КУ208Г, когда есть только один источник питания, лучше управлять «минусом» относительно катода.
Чтобы проверить работоспособность симистора, можно собрать вот такую простую схемку. При замыкании контактов кнопки, лампа должна погаснуть. Если она не погасла, то либо симистор пробит, либо его пороговое напряжение пробоя ниже пикового значения напряжения сети. Если лампа не горит при отжатой кнопке, то симистор оборван. Номинал сопротивления R1 выбирается так, чтобы не превысить максимально-допустимое значение тока управляющего электрода.
При проверке тиристров в схему нужно добавить диод, чтобы предотвратить подачу обратного напряжения.
Схемные решения.
Простой регулятор мощности можно собрать на симисторе или тиристоре. Я расскажу и о тех и о других схемных решениях.
Регулятор мощности на симисторе КУ208Г.
VS1 – КУ208Г
HL1 – МН3… МН13 и т.д.
На этой схеме изображён, на мой взгляд, самый простой и удачный вариант регулятора, управляющим элементом которого служит симистор КУ208Г. Этот регулятор управляет мощностью от ноля до максимума.
Назначение элементов.
HL1 – линеаризует управление и является индикатором.
С1 – генерирует пилообразный импульс и защищает схему управления от помех.
R1 – регулятор мощности.
R2 – ограничивает ток через анод - катод VS1 и R1.
R3 – ограничивает ток через HL1 и управляющий электрод VS1.
Регулятор мощности на мощном тиристоре КУ202Н.
VS1 – КУ202Н
Похожую схему можно собрать на тиристоре КУ202Н. Её отличие от схемы на симисторе в том, что диапазон регулировки мощности регулятора составляет 50… 100%.
На эпюре видно, что ограничение происходит только по одной полуволне, тогда как другая беспрепятственно проходит через диод VD1 в нагрузку.
Регулятор мощности на маломощном тиристоре.
Данная схема, собранная на самом дешёвом маломощном тиристоре B169D, отличается от схемы приведённой выше, только наличием резистора R5, который вместе с резистором R4 являются делителем напряжения и снижают амплитуду сигнала управления. Необходимость этого вызвана высокой чувствительностью маломощных тиристоров. Регулятор регулирует мощность в диапазоне 50… 100%.
Регулятор мощности на тиристоре с диапазоном регулировки 0… 100%.
VD1... VD4 – 1N4007
Чтобы регулятор на тиристоре мог управлять мощностью от ноля до 100%, нужно добавить в схему диодный мост.
Теперь схема работает аналогично симисторному регулятору.
Конструкция и детали.
Регулятор собран в корпусе блока питания некогда популярного калькулятора «Электроника Б3-36».
Симистор и потенциометр размещены на стальном уголке, изготовленном из стали толщиной 0,5мм. Уголок прикручен к корпусу двумя винтами М2,5 с использованием изолирующих шайб.
Резисторы R2, R3 и неоновая лампа HL1 одеты в изолирующую трубку (кембрик) и закреплены методом навесного монтажа на других электроэлементах конструкции.
Для повышения надёжности крепления штырей вилки, пришлось напаять на них по несколько витков толстой медной проволоки.
Так выглядят регуляторы мощности, которые я использую много лет.
| Get the Flash Player to see this player. | ||
А это 4-х секундный ролик, который позволяет убедиться в том, что всё это работает. Нагрузкой служит лампа накаливания мощностью 100 Ватт.
Дополнительный материал.
Цоколёвка (распиновка) крупных отечественных симисторов и тиристоров. Благодаря могучему металлическому корпусу эти приборы могут без дополнительного радиатора рассеивать мощность 1… 2 Ватта без существенного изменения параметров.
Цоколёвка мелких популярных тиристоров, которые могут управлять напряжением сети при среднем токе 0,5 Ампера.
| Тип прибора | Катод | Управ. | Анод |
| BT169D(E, G) | 1 | 2 | 3 |
| CR02AM-8 | 3 | 1 | 2 |
| MCR100-6(8) | 1 | 2 | 3 |
Для приличного качества проведения паяльных работ, домашнему мастеру, и тем более радиолюбителю, пригодится простой и удобный регулятор температуры жала паяльника. Впервые схему устройства, я увидел в журнале «Юный техник» начала 80-х, и собрав несколько экземпляров, использую до сих пор.
Для сборки устройства потребуются:
-диод 1N4007 или любой другой, с допустимым током 1А и напряжением 400 – 600В.
-тиристор КУ101Г.
-электролитический конденсатор 4,7 микрофарад с рабочим напряжением 50 – 100В.
-сопротивление 27 – 33 килоом с допустимой мощностью 0,25 – 0,5 ватт.
-переменный резистор 30 или 47 килоом СП-1, с линейной характеристикой.
Для простоты и наглядности я нарисовал размещение и взаимное соединение деталей.
Перед сборкой необходимо изолировать и отформовать выводы деталей. На выводы тиристора надеваем изоляционные трубочки длинной 20мм., на выводы диода и резистора 5мм. Для наглядности можно использовать цветную ПВХ изоляцию, снятую с подходящих проводов, или присаживаем термоусадку. Стараясь не повредить изоляцию загибаем проводники, руководствуясь рисунком и фотографиями.
Все детали монтируются на выводах переменного резистора, соединяясь в схему четырьмя точками пайки. Заводим проводники компонентов в отверстия на выводах переменного резистора всё подравниваем и припаиваем. Укорачиваем выводы радиоэлементов. Плюсовой вывод конденсатора, управляющий электрод тиристора, вывод сопротивления, соединяем вместе и фиксируем пайкой. Корпус тиристора является анодом, для безопасности, изолируем его.
Для придания конструкции законченного вида, удобно воспользоваться корпусом от блока питания с сетевой вилкой.
На верхней грани корпуса сверлим отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем резьбовую часть переменного резистора и фиксируем его гайкой.
Для подключения нагрузки я использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. На корпусе размечаем центры отверстий, с расстоянием между ними 19 мм. В просверленные отверстия диаметром 10 мм. вставляем разъёмы, фиксируем гайками. Соединяем вилку на корпусе, выходные разъёмы и собранную схему, места пайки можно защитить термоусадкой. Для переменного резистора необходимо подобрать ручку из изоляционного материала такой формы и размера, чтобы закрыть ось и гайку. Собираем корпус, надёжно фиксируем ручку регулятора.
Проверяем регулятор, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 20 - 40 ватт. Вращая ручку, убеждаемся в плавном изменении яркости лампы, от половины яркости до полного накала.
При работе с мягкими припоями (например ПОС-61), паяльником ЭПСН 25, достаточно 75% мощности (положение ручки регулятора примерно посередине хода). Важно: на всех элементах схемы присутствует напряжение питающей сети 220 вольт! Необходимо соблюдать меры электробезопасности.
Чтобы пайка была качественной, надо собрать регулятор мощности паяльника своими руками. Ниже будут приведены такие устройства, которые собраны на тиристорах. В некоторых из них регулирование мощности паяльника осуществляется без гальванической развязки с электрической сетью, поэтому все токоведущие части должны быть тщательно заизолированы.
Простой регулятор на тиристоре
Это самый простой вариант. В нем использовано минимальное количество деталей. Вместо обычного диодного мостика применен всего один диод. Регулировка температуры проходит только во время положительной полуволны тока, а во время отрицательного промежутка напряжение идет через упомянутый диод без изменений. Поэтому регулировка мощности паяльника своими руками в этом случае может быть осуществлена в пределах от 50 до 100%. Если снять диод, то она сместится в диапазон 0-49%. Если в разрыв цепочки сопротивлений вставить динистор (КН102А), то электролит можно будет поменять на обычный конденсатор емкостью 0,1 микрофарад.
Чтобы сделать подобный регулятор мощности, надо использовать тиристоры типа КУ103В, КУ201Л, КУ202М, которые работают при прямом напряжении более 350 В. Диоды можно использовать любые на обратную разницу потенциалов не меньше 400 вольт.
Вернуться к оглавлению
Классический вариант устройства на тиристоре
Он дает радиопомехи в сеть и требует установки фильтра. Но его можно с успехом применить для изменения яркости света ламп накаливания или изменения температуры нагревательных элементов мощностью от 20 до 40 Вт.
Работает такой прибор по следующему принципу:
- питание устройства осуществляется через прибор, температура или яркость которого должны быть изменены;
- затем ток проходит на диодный мостик;
- он преобразует переменный ток в постоянный;
- через переменный резистор и фильтр из двух сопротивлений и конденсатора попадает на управляющий вывод тиристора, который открывается и пропускает через лампочку или паяльник максимальное значение тока;
- если повернуть ручку переменного резистора, то этот процесс пройдет с задержкой, которая зависит от времени разряда конденсатора;
- от этого и зависит уровень температуры, до которой нагреется жало паяльника.
Вернуться к оглавлению
Регулятор мощности паяльника без радиопомех
Отличие этого варианта от предыдущего заключается в отсутствии наводок в электрическую сеть. Она работает в тот период, когда напряжение питания проходит через нулевую точку. Сделать такой регулятор паяльника своими руками несложно, а его КПД достигает 98%. Хорошо поддается последующей модернизации.
Работает устройство так: напряжение сети сглаживается диодным мостиком, и постоянная составляющая имеет вид синусоиды, которая пульсирует с периодичностью 100 Гц.
Пройдя через сопротивление и стабилитрон, ток имеет максимальную амплитуду напряжения, равную 8,9 В. Его форма меняется и становится импульсной, и он подзаряжает конденсатор.
Микросхемы получают необходимое питание, а сопротивления нужны для уменьшения амплитуды напряжения около 20-21 В и обеспечения тактового сигнала для БИС и отдельных логических ячеек 2ИЛИ-НЕ, которые все преобразовывают в импульсы прямоугольной формы. На других выводах микросхем происходит инвертирование и формирование импульсного такта для того, чтобы тиристор не смог повлиять на логику. При прохождении на управляющий вывод тиристора положительного сигнала, он открывается и можно производить пайку.
Этот имеет диапазон 49- 98%, что позволяет настроить инструмент в интервале от 21 до 39 Вт.
Вернуться к оглавлению
Внутренний монтаж устройства и другие его части
Все детали, из которых собран регулятор, располагаются на печатной плате, которая сделана из стеклотекстолита. Это устройство не содержит гальванической развязки и прямо соединено с питающей сетью, поэтому лучше установить устройство в коробку из любого изоляционного материала, например, пластмассы. Она должна быть не больше адаптера. Еще понадобится электрический шнур с вилкой.
На ось переменного резистора надо надеть ручку из любого изоляционного материала, например, текстолита или пластика. Вокруг нее на корпусе регулятора мощности паяльника наносят риски с соответствующими цифрами, которые будут показывать степень нагрева жала.
Шнур, соединяющий регулятор с паяльником, припаян прямо к плате. Можно установить вместо этого на корпус разъемы и тогда можно будет подсоединить несколько паяльников. Ток, который потребляет описанное выше устройство, довольно мал. Он равен 2 мА, а это меньше, чем берет светодиод в выключателе с подсветкой. Поэтому можно не применять никаких усилий для обеспечения температурного режима.
После сборки прибор в наладке не нуждается. Если нет ошибок в монтаже и все детали исправны, то регулятор мощности должен заработать сразу после включения вилки в сеть.
Если вышеописанное устройство кажется сложным в изготовлении, то можно сделать более простое, но для уменьшения радиопомех придется смонтировать дополнительные фильтры. Они изготовляются из ферритовых колец, на которые намотаны витки медного провода.
Можно использовать аналогичные элементы, снятые с компьютерных блоков питания, принтеров, телевизоров и другой подобной техники.
Фильтр устанавливают перед входом на регулятор, между устройством и сетевым шнуром.
Он должен быть как можно ближе установлен к тиристору, который и является источником радиопомех. Фильтр также можно разместить во внутренней части корпуса или на нем. Чем больше на нем намотано витков, тем надежнее защищена сеть от наводок. На самый простой случай можно намотать на кольцо 2-3 провода сетевого шнура. Можно снять ферритовые сердечники с компьютеров, негодных принтеров, старых мониторов или сканеров. Системный блок ПК соединен с ними шнуром, который имеет утолщение. В нем и смонтирован ферритовый фильтр.
Работа многих связана с применением паяльника. Для кого-то это просто хобби. Паяльники бывают разные. Могут быть простые, но надежные, могут представлять собой современные паяльные станции, в том числе инфракрасные. Для получения качественной пайки требуется иметь паяльник нужной мощности и нагревать его до определенной температуры.
Рисунок 1. Схема регулятора температуры, собранная на тиристоре КУ 101Б.
Для помощи в этом деле предназначены различные регуляторы температуры для паяльника. Они продаются в магазинах, но умелые руки могут самостоятельно собрать подобное устройство с учетом своих требований.
Достоинства регуляторов температуры
Большинство из домашних мастеров с юных лет пользуется паяльником мощностью в 40 Вт. Раньше трудно было что-то купить с другими параметрами. Паяльник сам по себе удобный, с его помощью можно паять многие предметы. Но пользоваться им при монтаже радиоэлектронных схем неудобно. Тут и пригодится помощь регулятора температуры для паяльника:
Рисунок 2. Схема простейшего регулятора температуры.
- жало паяльника прогревается до оптимальной температуры;
- продлевается срок службы жала;
- радиодетали никогда не перегреются;
- не произойдет отслоения токоведущих элементов на печатной плате;
- при вынужденном перерыве в работе паяльник не нужно выключать из сети.
Не в меру нагретый паяльник не держит на жале припой, с перегретого паяльника он капает, делая место пайки очень непрочным. Жало покрывается слоем окалины, которую счищают только шкуркой и напильниками. В результате появляются кратеры, которые тоже нужно удалять, сокращая длину жала. Если использовать регулятор температуры, такого не произойдет, жало всегда будет готово к работе. При перерыве в работе достаточно уменьшить его нагрев, не выключая из сети. После перерыва горячий инструмент быстро наберет нужную температуру.
Вернуться к оглавлению
Простые схемы регулятора температуры
В качестве регулятора можно использовать ЛАТР (лабораторный трансформатор), регулятор освещенности для настольной лампы, блок питания КЭФ-8, современную паяльную станцию.
Рисунок 3. Схема выключателя для регулятора.
Современные паяльные станции способны регулировать температуру жала паяльника в разных режимах — в ручном, в полностью автоматическом. Но для домашнего мастера стоимость их довольно значительна. Из практики видно, что автоматическая регулировка практически не нужна, так как напряжение в сети обычно стабильное, температура в помещении, где ведется пайка, тоже не меняется. Поэтому для сборки может использоваться простая схема регулятора температуры, собранная на тиристоре КУ 101Б (рис.1). Этот регулятор с успехом используется для работы с паяльниками и лампами мощностью до 60 Вт.
Этот регулятор очень прост, но позволяет менять напряжение в пределах 150-210 В. Продолжительность нахождения тиристора в открытом состоянии зависит от положения переменного резистора R3. Этим резистором и осуществляется регулировка напряжения на выходе прибора. Пределы регулировки устанавливаются резисторами R1 и R4. С помощью подбора R1 устанавливается минимальное напряжение, R4 — максимальное. Диод Д226Б можно заменить на любой с обратным напряжением более 300 В. Тиристор подойдет КУ101Г, КУ101Е. Для паяльника мощностью свыше 30 Вт диод нужно брать Д245А, тиристор КУ201Д-КУ201Л. Плата после сборки может выглядеть примерно так, как показано на рис. 2.
Для индикации работы прибора можно регулятор оснастить светодиодом, который будет светиться при наличии напряжения на его входе. Не будет лишним и отдельный выключатель (рис. 3).
Рисунок 4. Схема регулятора температуры с симистором.
Следующая схема регулятора зарекомендовала себя с хорошей стороны (рис. 4). Изделие получается очень надежным и простым. Деталей требуется минимум. Главная из них — симистор КУ208Г. Из светодиодов достаточно оставить HL1, который будет сигнализировать о наличии напряжения на входе и о работе регулятора. Корпусом для собранной схемы может быть подходящих размеров коробочка. Можно для этой цели использовать корпус электрической розетки или выключателя с установленным проводом питания и вилкой. Ось переменного резистора нужно вывести наружу и надеть на нее пластмассовую ручку. Рядом можно нанести деления. Такой простейший прибор способен регулировать нагрев паяльника в пределах примерно 50-100%. При этом мощность нагрузки рекомендуется в пределах 50 Вт. На практике схема работала с нагрузкой 100 Вт без последствий в течение часа.
Для пайки радиосхем и других деталей нужны разные инструменты. Главный из них — паяльник. Для более красивой и качественной пайки его рекомендуется оснастить регулятором температуры. Вместо него можно использовать разные приборы, которые продаются в магазинах.
Можно своими руками без проблем собрать приспособление из нескольких деталей.
Это обойдется очень дешево, да интерес представляет больший.
Для того, чтобы упростить проведение паяльных работ и улучшить их качество домашнему мастеру или радиолюбителю может пригодится простой регулятор температуры для жала паяльника. Именно такой регулятор и решил собрать для себя автор.
Впервые схема подобного устройства была замечена автором в журнале «Юный техник» начала 80-х годов. По данным схемам автор собрал несколько экземпляров таких регуляторов и пользуется ими до сих пор.
Для сборки устройства регулирования температуры жала паяльника автору понадобились следующие материалы:
1) диод 1N4007, хотя подойдет и любой другой, для которого допустима сила тока 1 А и напряжение 400-60 В
2) тиристор КУ101Г
3) элетролитический конденсатор 4.7 мкф рабочее напряжение которого от 50 В до 100 В
4) резистор 27 – 33 кОм, мощность которого от 0,25 до 0,5 ватт
5) переменный резистор 30 или 47 кОм СП-1 с линейной характеристикой
6) корпус блока питания
7) пара разъемов с отверстиями под штыри диаметром 4 мм
Описание изготовления устройства для регулирования температуры жала паяльника:
Для того, чтобы лучше понять схему устройства, автор нарисовал каким образом осуществляется размещение деталей и их взаимное соединение.
Перед началом сборки устройства автор изолировал и отформовал выводы деталей. На выводы тиристора были надеты трубки длинной около 20 мм, а на выводы резистора и диода трубки длинной 5 мм. Чтобы было более удобно работать с выводами деталей, автор предложил использовать цветную ПВХ изоляцию, которую можно снять с любых подходящих проводов, после чего прикрепить на термоусадку. Далее используя в качестве наглядного пособия приведенный рисунок и фотографии, необходимо аккуратно загнуть проводники и при этом не повредить изоляцию. Затем все детали крепятся на выводах переменного резистора, при этом объединяясь в схему которая содержит четыре точки пайки. Следующим шагом проводники каждого из компонентов устройства заводятся в отверстия на выводах переменного резистора и аккуратно припаивается. После чего автор укоротил выводы радиоэлементов.
Затем автор соединил вместе выводы сопротивления, управляющего электрода тиристора и плюсовой провод конденсатора и зафиксировал их при помощи паяльника. Так как корпус тиристора является анодом, то автор решил изолировать его для безопасности.
Чтобы придать конструкции готовый вид, автор воспользовался корпусом блока питания с сетевой вилкой. Для этого было просверлено отверстие на верхней грани корпуса. Диаметр отверстия составил 10 мм. В это отверстие была установлена резьбовая часть переменного резистора и зафиксирована при помощи гайки.
Чтобы подключать нагрузку автор использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. Для этого на корпусе были размечены центры отверстий расстояние между которыми 19 мм, и в просверленные отверстия диаметром 10 мм установлены разъемы, которые автор так же зафиксировал гайками. Далее автор соединил вилку корпуса собранную схему и выходные разъемы, а места спайки защитил с помощью термоусадки.
Потом автор подобрал подходящую по размерам ручку из изоляционного материала нужной формы и размера, для того, чтобы закрыть ею и ось и гайку.
Затем автор собрал корпус и надежно зафиксировал ручку регулятора.
После чего приступил к тестированию устройства. В качестве нагрузки для тестирования регулятора автор использовал лампу накаливания 20-40 Ватт. Важно, чтобы при вращении ручки яркость лампы изменялась достаточно плавно. У автора получилось добиться изменения яркости лампы от половины до полного накала. Таким образом при работе с мягкими припоями, к примеру ПОС-61, используя паяльник ЭПСН 25, автору достаточно 75 % мощности. Для того чтобы получить такие показатели ручка регулятора должна быть расположена примерно на середине хода.
