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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore termico della punta del saldatore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologie radioamatoriali L'autore propone un dispositivo ripetibile per mantenere la temperatura ottimale della punta del saldatore misurando la resistenza del riscaldatore durante le disconnessioni a breve termine dalla rete. Vari dispositivi di controllo della temperatura della punta del saldatore sono stati ripetutamente pubblicati sulle pagine di riviste di ingegneria radiofonica, utilizzando il riscaldatore del saldatore come sensore di temperatura e mantenendolo a un determinato livello. A un esame più attento, risulta che tutti questi regolatori sono solo stabilizzatori della potenza termica del riscaldatore. Loro, ovviamente, danno un certo effetto: la punta si brucia di meno e il saldatore non si surriscalda così tanto mentre giace sul supporto. Ma questo è ancora lontano dal controllare la temperatura della puntura. Consideriamo brevemente la dinamica dei processi termici in un saldatore. Sulla fig. 1 mostra i grafici del cambiamento di temperatura del riscaldatore e della punta del saldatore dal momento in cui il riscaldatore viene spento. I grafici mostrano che nelle prime frazioni di secondo la differenza di temperatura è così grande e instabile che la temperatura del riscaldatore in questo momento non può essere utilizzata per determinare con precisione la temperatura della punta, ed è esattamente così che funzionano tutti i controller precedentemente pubblicati, in cui il riscaldatore viene utilizzato come sensore di temperatura. Dalla fig. Si può vedere dalla Fig. 1 che le curve della dipendenza della temperatura della punta e del riscaldatore dal tempo in cui viene spento solo dopo due, e ancor più tre o quattro secondi, convergono sufficientemente per interpretare la temperatura del riscaldatore come la temperatura della punta con sufficiente precisione. Inoltre, la differenza di temperatura diventa non solo piccola, ma quasi costante. Secondo l'autore, è il regolatore che misura la temperatura del riscaldatore dopo un certo tempo dallo spegnimento, che è in grado di controllare con maggiore precisione la temperatura della punta.
È interessante confrontare i vantaggi di un tale regolatore con una stazione di saldatura utilizzando un sensore di temperatura integrato nella punta di saldatura. In una stazione di saldatura, una variazione della temperatura della punta saldante provoca immediatamente una reazione nel dispositivo di controllo, e l'aumento della temperatura del riscaldatore è proporzionale alla variazione della temperatura della punta. L'onda di cambiamento di temperatura raggiunge la punta del saldatore in 5...7 s. Quando la temperatura della punta di un saldatore convenzionale cambia, l'onda del cambiamento di temperatura va dalla punta al riscaldatore (con parametri termodinamici ravvicinati - 5 ... 7 s). La sua unità di controllo funzionerà in 1...7 s (a seconda della soglia di temperatura impostata) e aumenterà la temperatura del riscaldatore. L'onda inversa del cambiamento di temperatura raggiungerà la punta del saldatore negli stessi 5...7 s. Ne consegue che il tempo di reazione di un saldatore convenzionale che utilizza un riscaldatore come sensore di temperatura è 2...3 volte più lungo di quello di un saldatore con stazione di saldatura con sensore di temperatura integrato nella punta. Ovviamente, una stazione di saldatura ha due vantaggi principali rispetto a un saldatore che utilizza un riscaldatore come sensore di temperatura. Il primo (minore) è un indicatore di temperatura digitale. Il secondo è un sensore di temperatura integrato nella puntura. All'inizio l'indicatore digitale è semplicemente interessante, poi la regolamentazione va comunque avanti secondo il principio "un po' di più, un po' di meno". Un saldatore che utilizza un riscaldatore come sensore di temperatura presenta i seguenti vantaggi rispetto a una stazione di saldatura: - l'unità di controllo non ingombra lo spazio sul tavolo, in quanto può essere integrata in una piccola custodia sotto forma di adattatore di rete;
Considera le caratteristiche del design dei saldatori di diversi design e capacità. La tabella mostra i valori di resistenza dei riscaldatori di vari saldatori, dove Pw - potenza del saldatore, W; RK - resistenza del riscaldatore del saldatore a freddo, Ohm; Rr- - resistenza al caldo dopo tre minuti di riscaldamento, Ohm. La differenza tra queste temperature mostra che il TCS dei riscaldatori può differire di un fattore 50. I saldatori ad alto TCR hanno riscaldatori in ceramica, sebbene ci siano delle eccezioni. Saldatori con un piccolo TKS: un design obsoleto con riscaldatori in nicromo. Va notato separatamente che in alcuni saldatori è possibile incorporare un diodo: un sensore di temperatura, e mi sono imbattuto in un saldatore molto interessante: in una polarità di accensione del TCS era positivo e nell'altro era negativo. A questo proposito, la resistenza del saldatore deve essere prima misurata negli stati freddo e caldo per collegarlo al regolatore nella corretta polarità. Il circuito del controller è mostrato in fig. 2. La durata dello stato acceso del riscaldatore è fissa e ammonta a 4...6 s. La durata dello stato spento dipende dalla temperatura del riscaldatore, dalle caratteristiche costruttive del saldatore ed è regolabile nell'intervallo 0...30 s. Si può presumere che la temperatura della punta di saldatura "oscilli" costantemente su e giù. Le misurazioni hanno mostrato che la variazione di temperatura della punta sotto l'influenza degli impulsi di controllo non supera un grado, e ciò è spiegato dalla significativa inerzia termica del design del saldatore.
Considera il funzionamento del regolatore. Secondo uno schema ben noto sul ponte raddrizzatore VD6, i condensatori di spegnimento C4, C5, i diodi zener VD2, VD3 e il condensatore di livellamento C2, viene assemblato un alimentatore dell'unità di controllo. Il nodo stesso è assemblato su due amplificatori operazionali, inclusi dai comparatori. All'ingresso non invertente (pin 3) dell'amplificatore operazionale DA1.2, è stata applicata una tensione esemplare dal partitore resistivo R1R2. Il suo ingresso invertente (pin 2) è alimentato da un divisore, il cui braccio superiore è costituito da un circuito resistivo R3-R5 e il braccio inferiore di un riscaldatore collegato all'ingresso dell'amplificatore operazionale tramite un diodo VD5. Al momento dell'accensione, la resistenza del riscaldatore viene ridotta e la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1.2 è inferiore alla tensione a quello non invertente. L'uscita (pin 1) DA1.2 sarà la massima tensione positiva. L'uscita DA1.2 è caricata con un circuito in serie costituito da un resistore di limitazione R8, un LED HL1 e un diodo emettitore integrato nell'accoppiatore ottico U1. Il LED HL1 segnala che il riscaldatore è acceso e il diodo emettitore dell'accoppiatore ottico apre il fototriac integrato. La tensione di rete di 7 V raddrizzata dal ponte VD220 viene fornita al riscaldatore. Il diodo VD5 sarà chiuso da questa tensione. Il livello di alta tensione dall'uscita DA1.2 attraverso il condensatore C6 influisce sull'ingresso invertente (pin 1.1) dell'unità organizzativa dA 7. Alla sua uscita (pin 1), si verifica un livello di bassa tensione che, attraverso il diodo VD6 e il resistore R1.2, ridurrà la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA3 al di sotto di quella esemplare. Ciò assicurerà che il livello di tensione all'uscita di questo amplificatore operazionale sia mantenuto alto.Questo stato rimane stabile per il tempo specificato dal circuito di differenziazione C7RXNUMX. Quando il condensatore C3 si carica, la tensione attraverso il resistore R7 del circuito diminuisce e quando scende al di sotto di quella esemplare, all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1. 1 livello di segnale basso cambierà in alto. Un livello di segnale alto chiuderà il diodo VD1 e la tensione all'ingresso invertente DA1.2 diventerà superiore a quella esemplare, il che porterà a un cambiamento del livello di segnale alto all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1.2 a uno basso e spegnerà il LED HL1 e l'accoppiatore ottico U1. Un fototriac chiuso scollegherà il ponte VD7 e il riscaldatore del saldatore dalla rete e un diodo VD5 aperto lo collegherà all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1.2. Il LED HL1 spento indica che il riscaldatore è spento. All'uscita DA1.2, il livello di bassa tensione verrà mantenuto fino a quando, a seguito del raffreddamento del riscaldatore del saldatore, la sua resistenza scende al punto di commutazione DA1.2, impostato, come menzionato sopra, dalla tensione esemplare dal partitore R1R2. Il condensatore C3 a quel punto avrà il tempo di scaricarsi attraverso il diodo VD4. Inoltre, dopo aver commutato DA1.2, l'accoppiatore ottico U1 si riaccenderà e l'intero processo verrà ripetuto. Il tempo di raffreddamento del riscaldatore del saldatore sarà più lungo, maggiore è la temperatura dell'intero saldatore e minore sarà il consumo di calore per il processo di saldatura. Il condensatore C1 riduce le interferenze e le interferenze ad alta frequenza dalla rete. Il circuito stampato 42x37 mm è realizzato in fibra di vetro rivestita con pellicola su un lato. Il suo disegno e la disposizione degli elementi sono mostrati in fig. 3.
LED HL1, diodi VD1, VD4 - qualsiasi a bassa potenza. Diodo VD5 - qualsiasi tipo per una tensione di almeno 400 V. I diodi Zener KS456A1 sono sostituibili da KS456A o da un diodo Zener da 12 V con una corrente massima consentita superiore a 100 mA. Il condensatore di ossido C3 deve essere controllato per perdite. Quando si controlla il condensatore con un ohmmetro, la sua resistenza deve essere maggiore di 2 MΩ. Condensatori C4, C5 - film importato per una tensione alternata di 250 V o domestico K73-17 per una tensione di 400 V. Il chip LM358P è sostituibile da LM393P In questo caso, l'uscita destra del resistore R8 secondo lo schema deve essere collegata alla linea di alimentazione positiva dell'unità di controllo e l'anodo del LED HL1 - direttamente all'uscita DA1.2 (pin 1). In questo caso il diodo VD1 può essere omesso. La resistenza del resistore R6 deve essere selezionata in base al riscaldatore esistente. Dovrebbe essere inferiore alla resistenza del riscaldatore allo stato freddo di circa il 10%. La resistenza del resistore di sintonia R5 viene scelta in modo tale che l'intervallo di regolazione della temperatura non superi 100 оC. Per fare ciò, calcola la differenza nelle resistenze di un saldatore freddo e ben riscaldato e moltiplicala per 3,5. Il valore risultante sarà la resistenza del resistore R5 in ohm. Tipo di resistore: qualsiasi multigiro. Il blocco assemblato deve essere regolato. Una catena di resistori R3-R5 viene temporaneamente sostituita da due resistenze variabili o trimmer collegate in serie di 2,2 kOhm e 200 ... 300 Ohm. Successivamente, l'unità con il saldatore collegato è collegata alla rete. Dopo aver raggiunto la temperatura di punta desiderata con i motori dei resistori temporanei, il dispositivo viene disconnesso dalla rete. I resistori vengono saldati e viene misurata la resistenza totale delle parti introdotte. Dal valore ottenuto sottrarre la metà della resistenza R5 precedentemente calcolata. Questa sarà la resistenza totale dei resistori fissi R3, R4, selezionati tra quelli disponibili più vicini al valore totale. Un interruttore può essere posizionato nell'interruzione di questo circuito resistivo. Quando è spento, il saldatore passerà al riscaldamento continuo. Per coloro che necessitano di un saldatore per diverse modalità di saldatura, suggerisco di mettere un interruttore e diversi circuiti resistivi in diverse modalità. Ad esempio, per saldatura dolce e per saldatura normale. Quando il circuito è rotto - modalità forzata. La potenza del saldatore utilizzato è limitata dal limite di corrente del ponte raddrizzatore KTs407A (0,5 A) e dal fotoaccoppiatore MOS3063 (1 A). Pertanto, per saldatori con una potenza superiore a 100 W, è necessario installare un ponte raddrizzatore più potente e sostituire l'accoppiatore ottico con un relè optoelettronico della potenza richiesta. Un confronto del funzionamento di diversi saldatori insieme al dispositivo descritto ha mostrato che i saldatori con un riscaldatore ceramico con un TCR grande sono i più adatti. L'aspetto di una delle varianti del blocco assemblato con il coperchio rimosso è mostrato in Fig. 4.
Ti ricordo la sicurezza. Prestare attenzione, soprattutto durante l'installazione: l'unità non dispone di isolamento galvanico dalla tensione di alimentazione di 220 V! Autore: L. Elizarov
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