ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ

Рейтинг:  5 / 5

Подробности

Категория: регуляторы мощности

Опубликовано: 24.03.2017 11:10

Просмотров: 3124

Большинство "любителей канифольного дыма" пользуются обычными электропаяльниками, питающимися от электросети 220V, Сейчас можно приобрести любой паяльник на 220V, мощностью от 15W и размерами, подходящими для пайки современных микросхем. Но, паяльник питающийся от сети 220V, даже маломощный, может стать причиной выхода из строя полевых микросхем из-за высокого уровня наводок сети на его жале, накоплению на его деталях статического электричества, а так же, из-за свой малой надежности может стать причиной пожара. Конечно, можно купить паяльную станцию, но её стоимость, к сожалению, превышает все мыслимые пределы.

Поэтому, лучший вариант для радиолюбителя - "середнячка" (в финансовом смысле слова), - приспособить маломощный паяльник на 220V для безопасной работы. Для этого необходимо переделать сам паяльник и сделать для него несложное автоматическое устройство - паяльную станцию.
Переделка паяльника нужна для того, чтобы отвести с его жала наводки электросети и статический заряд. Решается это традиционным способом, - необходимо проложить третий провод, один конец которого надежно "приконтачить" к металлическому корпусу паяльника. Проще всего это сделать провив со скруткой оголенную и облуженную жилу этого провода через вентиляционные отверстия корпуса паяльника. Сделать контактное кольцо на его рукоятке в таком месте, где вы держите паяльник (рис. 1), соединить это кольцо с вышеуказанным проводом, и далее вывести новый провод на вилку.
 
 А саму вилку нужно заменить на вилку с контактами для заземления. Розетка, которая будет расположена на корпусе паяльной станции, и в которую будет включен паяльник тоже должна быть с контактами для заземления. Эти контакты нужно соединить проводом с трубой водопровода или отопления. Таким образом, жало паяльника и рука монтажника будут надежно заземлены. В принципе, можно этим и ограничиться, но
чтобы паяльник не перегревался в промежутки времени, когда им не пользуются и автоматически выключался после завершения работ, его нужно дополнить несложным устройством, схема которого показана на рисунке 2.
 
После включения питания паяльник включается на полную мощность на прогрев в течении 5 или 10 минут (в зависимости от положения переключателя S2). После того как паяльник будет прогрет, гаснет светодиод HL2, показывая этим, что паяльник готов к работе. Одновременно с этим понижается мощность паяльника включением последовательно с ним диода.
Каждый раз, когда разогретый паяльник поднимают с подставки он включается на полную мощность, а когда его кладут на подставку мощность понижается диодом. Этим достигается постоянное поддержание паяльника в режиме номинальной температуры, независимо от того паяют им или он лежит в покое.
Если паяльник в течение 40 минут лежит на подставке без дела, - подается предупредительный звуковой сигнал, и еще через 2,5 минуты происходит полное отключение от сети паяльника и паяльной станции. Если после подачи звукового сигнала, но ранее чем через 2,5 минуты, поднять паяльник с подставки, - таймер сбрасывается и отсчет времени начинается снова.
Понижение мощности паяльника когда он лежит на подставке можно отключить при помощи S3.
А теперь рассмотрим принципиальную схему паяльной станции. Паяльник подключается через цепь из двух выключателей S1, S3, контакты реле К1.1 и К2.1 и диод VD1. S1 - кнопка без фиксации. При её нажатии подается питание на паяльник и первичную обмотку трансформатора Т1. В точке +В появляется постоянное напряжение 11-12V, которое служит питанием логической схемы и обмоток реле. В момент подачи питания происходит зарядка
двух конденсаторов С4 и С5. Зарядный ток С5 устанавливает RS-триг-гер D2.3-D2.4 в исходное состояние, когда на выходе D2.4 - ноль, а на выходе D2.3 - единица. Ноль с выхода D2.4 запирает элемент D1.2 и на его выходе возникает единица. Единица возникает и на выходе D1.4, что приводит к открыванию транзистора VT2. Реле К2 притягивает контакты и замыкает ими диод VD1 На паяльник поступают          обе
полуволны сетевого напряжения и он включается на максимальную мощность. В это же время, зарядный ток С4 создает нулевой импульс, который инвертируется элементом 'D1.1 и обнуляет счетчик D4. На всех выходах счетчика устанавливаются логические нули, а на выходе элемента D1.3 -единица. Эта единица открывает
ключ VT5, что приводит к включению реле К1, которое своими контактами дублирует кнопку S1.
Весь выше описанный процесс происходит достаточно быстро, поэтому для включения устройства хватит непродолжительного удержания кнопки S1 в нажатом состоянии. После отпускания копки схема остается включенной. Для того, чтобы её выключить ручным способом нужно нажать размыкающую кнопку S4. Питание прекращается, конденсатор С1 разряжается через обмотку реле К1 и схему, и схема переходит в выключенное состояние. О выключении говорит гашение HL3. Выключая кнопку S4 нужно отпускать не ранее гашения HL3.
После включения схема ставит паяльник на разогрев. Об этом говорит свечение светодиода HL2. Прогрев может длиться 5 или 10 минут, в зависимости от того, в каком положении находится тумблер S2 (в положении, показанном на схеме - 5 минут). В течение этого времени схема не реагирует на состояние оптического датчика положения паяльника, выполненного на светодиоде HL1 и фототранзисторе VT1. Светодиод HL1 взят сверхяркий, большая яркость нужна для того, чтобы резистором R5 можно было установить малую чувствительность фототранзистора (чем меньше R5, тем меньше чувствительность) и он не реагировал на свет настольной лампы или солнечный свет. Оптический датчик выполнен в деревянной подставке под заднюю часть ручки паяльника (рис. 3). 
 
Под переднюю часть паяльника сделана железная подставка. Обе подставки закреплены на фанерной доске с выточенными углублениями для припоя и канифоли. Эта же доска служит верхней крышкой корпуса паяльной станции.
После включения питания работает мультивибратор D2.1-D2.2 импульсы с выходам которого, частотой 3,5 Гц, поступают на вход С счетчика D4. Примерно через 5 минут после включения единица возникает на его выводе 1 (а через 10 минут - на выв. 2). Это переключает RS-триггер D2.3-D2.4 в противоположное состояние. Светодиод HL2 гаснет, что говорит о том, что паяльник прогрет и готов к работе. В то же время, на выводе 9 D1.2 логический уровень меняется на единицу. Элемент открывается и в работу схемы включается датчик. Так же меняется логический уровень на выводе 12 D1.4 и, если паяльник лежит на подставке (оптическая связь между HL1 и VT1 перекрыта его ручкой), на выходе D1.4 устанавливается логический ноль. Это приводит к выключению реле К2 и включению последовательно паяльнику диода VD1 (если тумблер S3 разомкнут). Теперь на паяльник поступает только одна полуволна сетевого напряжения и он работает в режиме пониженной мощности. Этого достаточно чтобы поддерживать его нагретым, но не давать ему перегреваться.
Если паяльник остается лежать на подставке непрерывно в течении 40 минут, счетчик успевает досчитать до 213 и на его выводе 3 возникает логическая единица, которая включает звуковой сигнализатор на микросхеме D3 и микродинамике BF1. Сигнализация длится 2,5 минуты, и когда на выводе 15 появляется единица (единицы ка выводах 15 и 3 D4) ключ VT5 закрывается и реле К1 выключает питание всей системы.
Если не позднее чем через 42,5 минуты после включения питания вы поднимаете паяльник с подставки, - возникает оптическая связи между HL1 и VT1. Напряжение на R5 увеличивается до уровня логической единицы. На выходе D1.2 возникает логический, который, во-первых, устанавливает счетчик D4 в нулевое состояние и фиксирует его в этом состоянии, и, во-вторых, включает реле К2, которое своими контактами замыкает диод VD1 и включает паяльник на полную мощность.
После того как вы положите паяльник на подставку контакты реле К2 разомкнутся, а таймер запустится снова.
Таким образом, паяльник будет оставаться включенным если вы поднимаете его с подставки не реже чем раз в 42,5 минуты. В противном случае, он автоматически выключится. Кроме того, каждый раз, когда вы его кладете на подставку он переходит на щадящий режим, поддерживающий его нагретым, но не дающим ему перегреваться.
Большинство деталей расположено на небольшой печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотексталита. 
 
Трансформатор, реле, кнопки, тумблеры, диод VD1, детали выпрямителя, индикаторный светодиод и детали датчика расположены за пределами печатной платы. Корпус паяльной станции сделан из фанеры, высота корпуса сделана минимальной, на сколько это позволяет силовой трансформатор. Силовой трансформатор - малогабаритный китайский на входное напряжение 230V и выходное 9V.
Типы фототранзистора и светодиодов не известны. Фототранзистор имеет корпус похожий на светодиод. Светодиод HL1 -сверхяркий синего цвета свечения, два других светодиода - обычные, красный и зеленый.
При отсутствии фототранзистора можно попробовать использовать обычный светодиод или фотодиод, но это потребует сильно увеличить сопротивление резистора R5 (100К - 2 М), величину которого нужно будет подобрать по надежности срабатывания. Параллельно R5 нужно будет включить конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Это уменьшит наводки от сетевого шнура паяльника, который располагается рядом с датчиком. Достоинство фототранзистора в том, что R5 может быть малого сопротивления, что само по себе устраняет чувствительность к наводкам.
Диоды КД209 можно заменить на КД257 или другие аналогичные. Диод VD1 должен допускать ток не менее 0,3 А и обратное напряжение не менее 300V. Диоды VD2-VD5 могут быть на любое обратное напряжение (не менее 30V).
Электромагнитные реле - КУЦ-1, - это реле от систем дистанционного управления отечественными цветными телевизорами. Они допускают коммутацию мощности до 120W, и имеют обмотку на 10-12V, сопротивлением около 300 Ом. Вместо них можно использовать аналогичные импортные или отечественные реле. КУЦ-1 выбрано как самое доступное в продаже.
Микродинамик BF1 - малогабаритный динамик от китайского кварцевого будильника.
Налаживания требует только датчик положения паяльника. Работая в условиях яркой освещенности нужно подобрать сопротивление резистора R5 таким образом, чтобы при поднятии паяльника на выводе 8 D1.2 было напряжение уровнем около логической единицы, а когда паяльник лежит на подставке - уровнем логического нуля. Логика работы датчика не должна нарушаться даже при работе с близко расположенной от него включенной настольной лампой.
При необходимости подкорректировать временные интервалы можно подбором сопротивления R1 (при его изменении меняются сразу все интервалы). Характер звучания звукового сигнала можно изменить подбором сопротивлений R6 и R7. Если продолжительность звукового сигнала 2,5 минуты покажется слишком длительной, нужно вывод 2 D1.3 перепаять с вывода 15 D4 на вывод 14 (1,25 мин.) или вывод 12 (0,625 мин.).