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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estabilizador de calor para ferro de solda. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologias de rádio amador O autor deste artigo propõe uma ideia muito interessante - utilizar seu enrolamento de aquecimento como sensor de temperatura para um sistema de estabilização de temperatura de uma ponta de ferro de solda elétrica. A implementação da ideia permite estabilizar termicamente o ferro de soldar sem modificá-lo. O dispositivo pode ser usado para estabilizar a temperatura de outros dispositivos de aquecimento. Os radioamadores que usam ferros de soldar elétricos de fábrica geralmente usam um regulador de potência manual, em vez de um estabilizador de calor, para regular a temperatura da ponta. Isso é compreensível, pois um estabilizador térmico requer a instalação de um sensor de temperatura no ferro de soldar, o que implica uma alteração em seu design. Os estabilizadores térmicos são geralmente usados em conjunto com ferros de solda elétricos de baixa tensão, geralmente fabricados de forma independente. Se não houver possibilidade ou desejo de fazer um ferro de soldar com sensor de temperatura, você pode usar um método simples que não requer nenhuma modificação no ferro de soldar acabado. A ideia é que o elemento de aquecimento do ferro de soldar sirva como sensor de temperatura. Sabe-se que a resistência elétrica dos metais puros é diretamente proporcional à temperatura absoluta, portanto, medindo a resistência, pode-se avaliar a temperatura. Embora a resistência dos condutores utilizados para elementos de aquecimento dependa menos da temperatura, esta abordagem também é aplicável aqui. Neste caso, é conveniente medir a temperatura do elemento de aquecimento pela corrente que consome. As vantagens do método de estabilização de temperatura proposto incluem facilidade de implementação, aquecimento mais rápido do ferro de solda (em comparação com um regulador de potência) e estabilidade de temperatura da ponta suficiente para a prática de rádio amador. A desvantagem é a necessidade de ajuste individual à potência de um determinado ferro de soldar. Um diagrama esquemático de um estabilizador térmico que implementa a ideia acima é mostrado na Fig. 1.
A temperatura do aquecedor é regulada alterando o número de meios ciclos da tensão da rede fornecida a ele. O nó de saída do dispositivo, que garante que o SCR seja ligado quando a tensão da rede ultrapassar zero, foi construído de acordo com as recomendações do artigo de A. Leontyev e S. Lukash “Nó de saída do regulador de potência” em “Rádio ”, 1993, nº 4, p. 40,41. A temperatura de estabilização é definida pelo resistor R4. Pode ser definido entre aproximadamente 20...100% do máximo. O dispositivo foi projetado para funcionar em conjunto com um ferro de solda com potência de 30 W e tensão de alimentação de 220 V. A utilização de um estabilizador térmico com carga de potência diferente é descrita a seguir. Vamos começar a observar o funcionamento do estabilizador térmico a partir do momento em que o tiristor VS1 está aberto. Os diagramas de tempo que refletem a operação do dispositivo são mostrados na Fig. 2.
A tensão da rede retificada pelos diodos VD1 -VD4 cria uma corrente pulsante através do elemento de aquecimento Rн do ferro de solda e dos resistores R1 e R2. O valor desta corrente é determinado principalmente pela resistência Rн, pois é significativamente maior que R1+R2. Neste caso, a tensão na entrada não inversora do amplificador operacional DA1 tem uma amplitude de cerca de 3 V. O comparador, feito no amplificador operacional DA1, compara esta tensão com a tensão retirada do resistor variável R4. Na saída, o comparador gera pulsos retangulares, cuja duração depende de quanto a tensão nos resistores R1 e R2 excede a tensão removida do motor do resistor R4. À medida que o ferro de soldar aquece, a corrente através do seu aquecedor diminui, portanto, a queda de tensão nos resistores R1 e R2 diminui e os pulsos na saída do comparador tornam-se mais curtos. O comparador DA1 controla a operação do transistor VT1. O diodo Zener VD6 é necessário para fechar o transistor enquanto o nível na saída do comparador está baixo. Quando o transistor VT1 é desligado, o capacitor C3 é carregado através dos resistores R11 e R12. Uma tensão de alto nível na saída do comparador abre o transistor VT1 e o capacitor C3 é descarregado através do resistor R12. Assim, a tensão neste capacitor depende do ciclo de trabalho dos pulsos na saída do comparador. Contanto que a tensão no capacitor seja menor que o limite de comutação do elemento DD1.3, a operação do nó de saída é permitida. Nos momentos em que a tensão da rede está próxima de zero, o elemento DD1.3 gera pulsos retangulares. O circuito diferenciador C4R14 e o elemento DD1.4 encurtam esses pulsos, e o seguidor de emissor no transistor VT2 os amplifica em corrente. No início do meio ciclo da tensão da rede, o tiristor VS1 é aberto. À medida que a temperatura do ferro de solda aumenta, a amplitude da tensão nos resistores R1 e R2 diminui e, em algum ponto, a duração dos pulsos na saída do comparador se tornará insuficiente para descarregar o capacitor até o limite de comutação do elemento lógico DD1.3 .XNUMX. Como resultado, o nó de saída desligará o ferro de soldar. O dispositivo pode permanecer neste estado indefinidamente. Mas para controlar a temperatura, a corrente deve fluir através do elemento de aquecimento, portanto, um gerador baseado nos elementos DD1.1 e DD1.2 é introduzido no termoestabilizador. Ele gera pulsos com duração de cerca de 0,1...0,2 s e frequência de aproximadamente 1 Hz. Os pulsos da saída do gerador através do resistor R10 chegam à base do transistor VT1 e o abrem, o capacitor C3 descarrega e o nó de saída fornece tensão ao ferro de soldar. Se durante a pausa o ferro de soldar conseguir esfriar pelo menos um pouco, depois que o pulso do gerador cair, o ferro de soldar não desligará até que a temperatura da ponta suba até o valor ajustado. O dispositivo usa resistores constantes MLT, resistores de sintonia R2 - SP5-14, resistores variáveis R4 - SP2-2-0,5. Os capacitores C1, C3, C4 são da série KM, óxido C2 - K50-35. O chip K561LE5 pode ser substituído pelo K1561LE5. Você também pode usar K564LE5, mas a placa de circuito impresso precisará ser corrigida. O comparador pode ser montado nos amplificadores operacionais K544UD1, K544UD2 com qualquer índice de letras. Em vez de KS133A, qualquer diodo zener com uma tensão de estabilização de 3,3...5,6 V. Transistores - qualquer uma das séries KT315, KT342, KT3102. O estabilizador térmico é montado em uma placa de circuito impresso feita de folha laminada de fibra de vidro com 1 mm de espessura. O desenho da placa é mostrado na Fig. 3.
A placa é instalada em uma caixa durável feita de material isolante. O identificador do resistor variável R4 e o soquete X1 são exibidos no painel frontal. A alça plástica do resistor R4 deve ser mecânica e eletricamente forte. Deve ser lembrado que todas as partes do dispositivo estão sob tensão de rede. Para configuração, é conveniente usar um indicador LED, cujo diagrama é mostrado na Fig. 4. O indicador é conectado em série com o ferro de solda.
O controle deslizante do resistor R2 é colocado na posição extrema esquerda de acordo com o diagrama, e o controle deslizante do resistor R4 é colocado na parte inferior, o que corresponde à configuração da temperatura máxima do aquecedor. Ligue o estabilizador térmico e o LED indicador deverá brilhar com segurança. Se não houver brilho, é necessário selecionar um resistor R5 de menor resistência. Depois de algum tempo, quando o ferro de solda atingir a temperatura máxima, mova o controle deslizante do resistor R2 para a direita conforme o diagrama até que o LED comece a piscar. Se isso não puder ser alcançado, aumente a resistência do resistor R5 e repita o procedimento descrito. Após definir a temperatura máxima, deixe o ferro de soldar esfriar e verifique o limite inferior de regulagem com o resistor R4. Para facilidade de uso, a escala do regulador pode ser calibrada. A resistência dos resistores R1 e R2 deve ser tal que a tensão na entrada não inversora OY DA1 esteja entre 2,5...3,5 V. A resistência dos resistores R4 e R5 é escolhida de modo que a tensão no motor do resistor R4 possa ser alterado do valor correspondente à queda de tensão nos resistores R1 e R2 quando o ferro de soldar está frio para a queda de tensão nesses resistores quando o ferro de soldar está quente. O aparelho pode ser utilizado não só para estabilizar a temperatura da ponta do ferro de soldar, mas também em outros casos em que são utilizadas resistências elétricas. É importante apenas garantir um bom contato térmico entre o aquecedor e o meio aquecido. Autor: M.Kozlov, Naberzhny Chelny, Tartaristão
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