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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estabilizador de temperatura para ponta de ferro de soldar doméstico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologias de rádio amador Este dispositivo, fácil de repetir, garante a estabilidade da temperatura da barra do ferro de soldar definida pelo regulador (resistor variável) quando a tensão da rede muda. Uma lâmpada incandescente em miniatura é usada como sensor de temperatura. O dispositivo que chamamos a sua atenção é o resultado do desejo do autor de obter conexões soldadas de alta qualidade usando um ferro de soldar elétrico doméstico, projetado para operar a partir de uma tensão de rede de 220 V com suas oscilações. Um sensor de temperatura é acoplado à haste do ferro de solda, com base nos sinais a partir dos quais o dispositivo mantém a temperatura de aquecimento da haste em um determinado nível.
O diagrama do estabilizador é mostrado na Fig. 1. O estabilizador é composto por duas unidades: medição e regulação, que são isoladas galvanicamente pelo transformador de rede T1 e pelo optoacoplador U1. A unidade de medição é montada no amplificador operacional DA2, conectada como comparador e recebe energia do enrolamento abaixador secundário do transformador de rede. A tensão alternada dele é retificada pela ponte de diodos VD1, suavizada pelo capacitor C3 e depois estabilizada em +12 V pelo microcircuito DA1 - um estabilizador de tensão paralelo. A tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA2 é determinada por um divisor composto pelos resistores R7, R8 e uma lâmpada incandescente EL1, cuja corrente é de cerca de 3 mA definida pelos resistores R7, R8. Como você sabe, a resistência do filamento muda com as mudanças de temperatura. Esta propriedade possibilitou a utilização da lâmpada como sensor de temperatura (doravante denominado sensor), fixando-a à haste de um ferro de soldar. A temperatura de aquecimento da barra do ferro de solda é regulada por um resistor variável R6 conectado ao circuito de outro divisor resistivo R3R4R5. Ambas as divisórias formam uma ponte de medição. Os limites de controle de temperatura são definidos pelo resistor r4. Quando a temperatura do sensor muda, a ponte fica desequilibrada e a tensão na saída do amplificador operacional DA2 muda. A saída do amplificador operacional (pino 6) controla o LED HL1 e o optoacoplador U1 da unidade reguladora, montado em um poderoso transistor de efeito de campo VT1. O optoacoplador controla a tensão porta-fonte do transistor de efeito de campo VT1. Quando a temperatura do sensor aumenta, sua resistência aumenta e uma tensão de baixo nível aparece na saída do amplificador operacional, o LED HL1 apaga, sinalizando um aumento de temperatura acima do limite definido pelo resistor variável R6, e o emissor o diodo do optoacoplador U1 liga, abrindo seu fototransistor. O fototransistor aberto fecha os terminais de porta e fonte do transistor de efeito de campo VT1, seu canal fecha e apenas metade do período da tensão da rede é fornecida ao aquecedor do ferro de solda através do diodo embutido no transistor. A haste do ferro de solda e o sensor começam a esfriar. Após algum tempo, uma diminuição na temperatura do sensor leva ao aparecimento de uma tensão de alto nível na saída do amplificador operacional; o LED HL1 acende, sinalizando agora que a temperatura está abaixo de um determinado limite, e o diodo emissor do optoacoplador é desligado. O transistor VT1 abre com uma tensão de 12 V no portão e a tensão total da rede é fornecida ao aquecedor. A barra do ferro de soldar começa a aquecer. Então o processo é repetido. A tensão para o diodo zener VD2 para abrir o transistor de efeito de campo VT1 é fornecida pela rede através do diodo retificador VD3 e do resistor de extinção R12. O capacitor C5 é um capacitor de suavização.
O desenho da placa de circuito impresso é mostrado na Fig. 2. É feito de fibra de vidro unilateral e colocado em uma caixa de uma fonte de alimentação de baixa potência no lugar da placa retificadora com um capacitor de suavização e uma chave deslizante removida dela. O transformador de rede da fonte de alimentação é utilizado como transformador T1. Todos os resistores são instalados perpendicularmente à placa. Um furo é feito na caixa para o eixo do resistor variável R6, que se projeta para fora. A ligação elétrica da placa com o aquecedor e sensor é feita através do conector ONTs-VG-11-6/16 (seus números de contato são mostrados na Fig. 2). Um furo correspondente é feito no alojamento do conector. O conector em si não é mostrado no diagrama. O transistor VT1 é montado fora da placa em um dissipador de calor - uma placa de cobre medindo 90x12x1 mm, curvada como um “P” ao redor do transformador. Quando a potência do ferro de solda não ultrapassa 25 W, não é necessário um dissipador de calor. O varistor RU1 é montado diretamente nos terminais do transistor VT1. Uma lâmpada incandescente de pequeno porte da série DL1250 (tensão - 12 V, corrente - 50 mA) com dimensões de 3,2x6 mm e comprimento de cabo de 25 mm foi utilizada como sensor. Quando frio, a resistência do filamento é de cerca de 30 ohms. A uma temperatura de 200...230 °C - cerca de 50 Ohms. Fios resistentes ao calor condutores de corrente com diâmetro de 0,2...0,25 mm e comprimento de 250 mm, expostos a altas temperaturas, são feitos de fio de Constantan e colocados ao longo do corpo do ferro de soldar. A ligação dos fios à lâmpada é feita por soldagem, caso contrário a temperatura da haste irá “flutuar” com o tempo. O fio para os fios pode ser enrolado em poderosos resistores de baixa resistência PEV, S5-35. O fio de nicromo também funciona, mas tem o dobro da resistividade e é mais difícil de conectar com segurança. Os cabos soldados são isolados com pedaços de tubo fluoroplástico do fio MGTF e envoltos com fita fluoroplástica FUM-O (PTFE) para trabalhos de encanamento. Em seguida, eles prendem, enrolando a mesma fita, uma lâmpada sensora pressionada na haste do aquecedor e fios condutores de corrente em dois ou três lugares ao longo do corpo. É aconselhável fazer um pequeno entalhe na haste de cobre do ferro de soldar da lâmpada. Atenção especial deve ser dada à confiabilidade do isolamento elétrico dos fios condutores de corrente e dos pontos de soldagem da caixa. Amplificador operacional LM301A - uso geral, substitua, por exemplo, KR140UD7, K153UD2, LM741. O estabilizador paralelo TL431 pode ser substituído por um diodo zener KS212ZH, KS212V ou seu análogo importado. Substituiremos o transistor VT1 com tensão operacional de pelo menos 500 V por MTP6N60, BUZ90 ou série doméstica KP707, KP726. O varistor RU1 não pode estar instalado. A ponte de diodo W08M pode ser substituída por uma montada a partir de diodos individuais de baixa potência, por exemplo, 1N4148, KD521A. Os capacitores de óxido são importados, C2, C4 são KM cerâmicos. Resistor R6 - SP4-1. Resistores fixos - quaisquer de saída. A lâmpada DL1250 pode ser substituída por uma DL1265 com corrente nominal de 65 mA a 12 V (veja abaixo).
A aparência do estabilizador montado é mostrada na Fig. 3. O estabilizador é ajustado na seguinte sequência. O motor do resistor variável R6 é colocado na posição inferior de acordo com o diagrama e, em vez do resistor R8, um resistor variável (ou de sintonia) com resistência de 3 kOhm é temporariamente conectado ao reostato. Quando o estabilizador estiver conectado à rede, o LED HL1 não deve acender. Em seguida, reduza a resistência de um resistor variável conectado temporariamente até que o LED acenda. Meça a resistência da parte do resistor introduzida no circuito e solde um resistor constante de resistência semelhante. Depois disso, se necessário, selecione a faixa de temperatura de aquecimento desejada com o resistor R4. Além do filamento da lâmpada, principalmente na troca, a resistência do sensor de temperatura também é influenciada pelos fios de conexão, portanto as resistências dos resistores R4, R8 podem diferir ligeiramente daquelas indicadas no diagrama. O estabilizador foi testado em uso com ferros de solda com potência de 25, 40 e 90 W. A instabilidade de temperatura foi de 15...20 оC. Depende principalmente da qualidade do contato térmico entre o cilindro da lâmpada do sensor e a barra do ferro de solda. O autor usa um estabilizador com ferro de solda de 25 W há mais de um ano. Praticamente não há necessidade de ajustar a temperatura. A presença do sensor em um cilindro de vidro montado na haste do ferro de solda requer, é claro, alguns cuidados durante a operação para evitar danos mecânicos. É necessário um suporte especial. Autor: A. Zvirbulis
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