01.04.21

[Домашняя]

Для ручного монтажа современных миниатюрных радиокомпонентов и особо чувствительных к повреждению статикой и токами утечки радиодеталей и для работы в помещениях с повышенной влажностью обычно используют низковольтные электропаяльники. Такие электропаяльники безопасны для радиомонтажника и зачастую имеют больший срок службы нагревательного элемента в сравнении с паяльниками на рабочее напряжение 220 В. Чтобы еще более увеличить срок службы низковольтных электропаяльников, предлагается из­готовить несложное устройство, которое будет понижать поступающую на электропаяльник мощность при простоях в работе. При сборке сложных конструкций, при затяжных ремонтах неисправных устройств, нередко случаются ситуации, когда по разным причинам минутка отдыха превращается в потерянные часы. Обычно на время кратковременного перерыва в работе паяльник не выключают, и если короткий перерыв незапланированно растянулся, то включенный паяльник все это время будет разогрет до рабочей температуры, что сократит его срок службы. Чтобы продлить срок эксплуатации низковольтного электропаяльника, можно изготовить миниатюрное устройство, принципиальная схема которого показана на рис.1.

Устройство представляет собой реле времени с акустическим и сенсорным управлением, которое включается между питающим устройством и электропаяльником. В качестве источника питания паяльника предпочтительнее использовать понижающий трансформатор, в котором управление поступающей на электропаяльник мощностью осуществляется переключением обмоток. Устройство рассчитано на работу с электропаяльником на рабочее напряжение 12 В и мощностью до 40 Вт. Напряжение 10...14,5 В переменного тока поступает на подключенный к этому устройству электропаяльник через самовосстанавливающийся предохранитель FU1, замкнутые контакты выключателя питания SA1 и замкнутые контакты К1.1 электромагнитного реле. Когда вы работаете над созданием или ремонтом какой-то конструкции, то время от времени неизбежно издается акустический шум. Этот шум улавливает электретный микрофон ВМ1, который потом усиливает двухкаскадный микрофонный усилитель, реализованный на биполярных транзисторах VT1, VT4. Когда уровень шума в помещении хотя бы раз в несколько минут превышает заданный уровень, конденсатор С11 заряжается до напряжения, превышающего напряжение отсечки полевого транзистора VT5. Этот транзистор закрывается, а составной транзистор VT6 открывается. Контакты реле К1 замыкаются, на паяльник поступает 100% мощности, о чем будет сигнализировать светящийся светодиод HL2. Транзисторы VT5, VT6 включены по схеме триггера Шмитта, в результате чего управление реле К1 будет осуществляться в ключевом режиме, что исключает дребезг контактов реле. Включенный параллельно резистору R19 маломощный диод Шоттки VD10 уменьшает гистерезис триггера. Когда в помещении наступает тишина, конденсатор С11 разряжается через высокоомный резистор R17. По мере понижения напряжения исток - затвор VT5, ток стока этого транзистора возрастает, и в какой-то момент триггер на VT5, VT6 переключается - VT5 открыт, VT6 закрыт. Контакты реле К1 размыкаются. Если при этом контакты выключателя SA2 разомкнуты, то на паяльник поступает пониженная мощность. Если контакты SA2 замкнуты, то работает узел на тиристоре VS1, и на паяльник поступает мощность от 50 до 90%, которая зависит от номинала резистора R14. Если вы очень тихо работаете с паяльником в ночное время, то, чтобы после автопереключения устройства в экономичный режим работы, для его перевода в режим 100% мощности не создавать громких звуков, предусмотрено сенсорное управление. При прикосновении пальцем к сенсору Е1, на базу VT1 наводится ЭДС, которая, усиливаясь микрофонным усилителем VT1, VT4, приводит к зарядке конденсатора С11. Микрофонный усилитель и узел управления электромагнитным реле питаются напряжением около 12 В постоянного тока, которое создается параметрическим стабилизатором, собранным на VD1, VT2, VT3, R6, R9, С8. Напряжение питания переменного тока поступает на стабилизатор напряжения через мостовой выпрямитель VD2-VD5. Конденсатор СЗ сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии напряжение питания. Резистор R4 выполняет функцию предохранителя.

Конструкция и детали

На монтажной плате размерами 39x21 мм смонтированы микрофонный усилитель и узел управления реле К1. Монтаж двусторонний навесной (рис.2 и рис.3).

На плате размерами 48x20 мм смонтированы узлы выпрямителя и стабилизатора напряжения и узел на симисторе VS1. Монтаж односторонний навесной. Обе платы прикреплены к корпусу с помощью двусторонней липкой микропористой резины. Выключатели SA1, SA2 и реле К1 приклеены к подготовленной поверхности корпуса клеем «Квинтол». Диод VD6 и самовосстанавливающийся предохранитель закреплены на контактах выключателя SA1, диод VD9 припаян к контактам реле К1. Вид на компоновку устройства показан на рис.4.

Устройство было смонтировано в тонком компактном корпусе от внешнего компьютерного USB концентратора «HIGHPAQ» размерами 105x65x16 мм (см. фото в начале статьи). В конструкции можно применить постоянные резисторы общего назначения С1 -4, С2-23, МЛТ и SMD для поверхностного монтажа. На месте R4 можно применить разрывной резистор сопротивлением 0,1 ...0,47 Ом или тонкую медную проволочку диаметром 0,05...0,07 мм и длиной 10…15 мм. Неполярные конденсаторы - К10-17, К10-50 или SMD. Остальные конденсаторы типа К50-68, К53-19, К53-30 или аналоги. КонденсаторС11 следует подобрать с наименьшим током утечки. Диоды КД208А можно заменить любыми из серий КД208, КД209, КД243, 1 N4001-1 N4007. Диод КД213А можно заменить любым из серии КД213 или мощным диодом Шотки: КД269Б, КД270Б, MBRD640CT. Если предполагается работа устройства с электропаяльником, сопротивление нагревательного элемента которого в холодном состоянии вместе с сопротивлением соединительного провода менее 5 Ом, то диод серии КД213 необходимо установить на небольшой теплоотвод. Диоды Шоттки могут работать без теплоотвода. Маломощные кремниевые диоды 1N914 можно заменить любыми из 1N4148,1SS176S, КД521, КД522. Маломощный диод Шотки MBRD0520LT1 можно заменить MBR0530T1, MBR0530T3, 1 N5817-1 N5819 ил и любым «безымянным» диодом Шоттки, снятым, например, со старого компьютерного жесткого диска, старого привода компакт-дисков, дорогой «фирменной» автомагнитолы, где нередко их можно найти в большом изобилии. Стабилитрон BZV55C-12 можно заменить 1N4742A, TZMC-10, КС212Ж. На месте светодиодов были применены безымянные SMD-светодиоды из неисправной передней панельки от автомагнитолы. Рабочий ток для таких светодиодов не должен превышать 5 мА. Можно установить и обычные светодиоды, например, серий АЛ307, КИПД66, L-383. Транзисторы 2SC3199 можно заменить любыми из серий 2SC2785, SS9013, SS9014, КТ3102. Транзистор КТ816Г можно заменить любым из серий КТ814, КТ816, КТ855, КТ961, 2SC2331. Полевой транзистор VT5 желательно подобрать с возможно меньшим напряжением отсечки и возможно большим начальным током стока. Из серий 2П303, КП3ОЗ подойдут транзисторы с индексами В, Ж. Автор применил экземпляр транзистора КПЗОЗИ с напряжением отсечки 1,8 В и начальным током стока 3 мА. Дорогостоящий составной транзистор 2SD2010 с встроенными защитными стабилитроном и диодом можно заменить обычными составными из серий КТ8131, КТ972. Тиристор КУ228А устанавливают на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности от 4 см2, его можно заменить любым из этой серии. Микрофон можно применить любой малогабаритным электретный, например, от магнитолы, телефонного аппарата. Вместо реле STD- SS-1120М с сопротивлением обмотки 270 Ом подойдет любое аналогичное, уверенно срабатывающее при напряжении питания обмотки 10 В, контакты которого рассчитаны на ток не менее 4 А, например, RAS-1215. Выключатель IRS-101-1A3 можно заменить IRS101-12C, KDC-A04 или аналогичным. Выключатель SA2 типа ПД-2-2П4Н, ПД23-1 или аналогичный. Первые использовались в отечественных карманных радиоприемниках, вторые - в отечественных аудио- и видеомагнитофонах, отличаются особо плохим качеством контактов, перед повторным использованием их требуется тщательно промыть в этиловом спирте или в специальном растворе для снятия окислов. Свободные группы контактов соединяют параллельно. Можно применить и другой малогабаритный переключатель.

Работа с устройством

При необходимости, подбором сопротивлений резистора R8 устанавливают желаемую чувствительность микрофонного усилителя, от величины сопротивления R8 зависит чувствительность сенсорного датчика. Желаемое время выдержки можно задать подбором R17. При указанных на принципиальной схеме R17, VT5 и установленном импортном танталовом конденсаторе С11 время выдержки составило 65 мин. С учетом ощутимого падения напряжения на соединительных проводах, образующих цепь источник питания - нагревательный элемент элек­тропаяльника, желательно, чтобы источник напряжения (понижающий сетевой трансформатор) мог выдавать повышенные напряжения от 12 до 14,5 В при номинальном напряжении сети переменного тока 220 В. Если вместо постоянного резистора R17 установить последовательно включенные постоянный резистор сопротивлением 100 кОм и переменный или подстроечный сопротивлением 4,7 МОм...22 МОм, то можно оперативно устанавливать желаемое время выдержки. При отсутствии высокоомных переменных резисторов можно применить резистор от узлов регулировки фокусирующего или ускоряющего напряжения от кинескопных телевизоров. Например, высокоомный подстроечный резистор из серии СПЗ-29 или аналогичный импортный.

Радиоаматор №7-8 2015г стр. 25