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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Saldatore per resistori. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologie radioamatoriali Un saldatore è il principale "strumento di lavoro" di un radioamatore e, dato l'uso diffuso di transistor ad effetto di campo e microcircuiti CMOS molto "delicati", su di esso vengono imposti requisiti molto severi. L'elemento riscaldante più comune di un saldatore è una spirale di nicromo, isolata dall'asta da un sottile tubo di mica. La mica ha una costante dielettrica molto elevata (non per niente i condensatori in mica sono considerati i migliori), quindi tutte le interferenze ad alta tensione che entrano nella bobina del saldatore attraverso i cavi di alimentazione passano quasi senza ostacoli fino alla sua punta. Se la punta del saldatore tocca la pista su cui è saldato il transistor ad effetto di campo (cosa che accade abbastanza spesso), la "vita" di questo transistor è in grave pericolo. Un altro svantaggio di tali saldatori è la loro bassa resistenza (anche le deboli forze laterali durante la dissaldatura degli elementi, per non parlare degli urti, possono danneggiarli). Ovviamente è scomodo lavorare costantemente con un saldatore del genere. Pertanto, molti radioamatori ricorrono a vari trucchi:
È stata quest’ultima strada che ho deciso di intraprendere. Sicuramente tutti hanno visto potenti resistori domestici della serie PEV. Quindi, questi sono elementi riscaldanti già pronti per un saldatore con una potenza di 30...60 W! Ci si può solo chiedere perché in letteratura si trovino raramente descrizioni di saldatori basate su di essi. Dopotutto, i resistori potenti sono progettati per resistere a un surriscaldamento significativo. Possono sopportare in sicurezza il riscaldamento fino a 500...600°C, che è molte volte superiore al punto di fusione della saldatura. Questo utilizzo “non standard” dei resistori è facilitato anche dal fatto che i resistori PEV-7,5 hanno un foro interno con un diametro di 5 mm. quelli. lo stesso diametro della punta di un saldatore standard da 40 watt. Lo spessore del dielettrico ceramico del resistore è di circa 3 mm, che non può essere paragonato a uno strato di mica spesso 8 frazioni di millimetro. Come ha dimostrato la pratica, è quasi impossibile danneggiare elementi sensibili con un saldatore di questo tipo, anche se alimentato da una rete a 220 V. Inoltre, utilizzando un resistore, puoi dimenticare la rottura dielettrica (questo accade abbastanza spesso con i saldatori “mica”). Un altro vantaggio del saldatore "resistore" è un'ampia gamma di valori nominali dei resistori (resistenze), quindi scegliere quello giusto non è difficile e se il riscaldatore si guasta, puoi semplicemente cambiare il resistore. I saldatori industriali da 40 watt (Fig. 1) sono ottimi per la rilavorazione, anche se non è difficile preparare da soli la custodia. L'unica difficoltà che può sorgere è che il diametro del resistore PEV-7,5 (un tale resistore può dissipare potenza fino a 50 W per lungo tempo, riscaldandosi fino a una temperatura superiore a 500°C) è leggermente più grande del supporto della punta in metallo di un saldatore standard. Se è costituito da una piastra metallica arrotolata in un tubo, dovrà essere leggermente espanso (aperto) dal lato della punta in modo che il resistore si “inserisca” al suo interno (un tubo solido dovrà essere tagliato a misura). Il resistore viene trattenuto nel tubo grazie all'attrito e in modo molto affidabile. Il tubo con il resistore deve essere ruotato in modo che i conduttori del resistore siano rivolti verso l'alto, quindi non interferiscano così tanto con il lavoro.
Non ha senso saldare i fili ai terminali del resistore: i terminali si riscaldano quasi alla stessa temperatura del resistore stesso, ad es. al di sopra del punto di fusione della saldatura. È meglio prendere spine speciali utilizzate nelle autoradio, nei frigoriferi e in altri elettrodomestici dove è necessario garantire contatti affidabili senza saldature. I fili del resistore vengono inseriti nei fori del tubo portante vicino alla maniglia stessa (la temperatura lì non è molto alta ed è sicura per isolare i fili), e poi fatti uscire attraverso la maniglia, come al solito. Per un saldatore da 40 W alimentato da una batteria per auto, la resistenza dovrebbe essere di circa 5,1 ohm (produrrà circa 30 W di potenza). Ciò tiene conto della resistenza dei fili (circa 1 ohm). Con questa resistenza il saldatore si riscalda normalmente se la tensione della batteria è superiore a 12 V e non si surriscalda al massimo (14,4 V).
Se si suppone che il saldatore sia collegato tramite un regolatore automatico della temperatura (con una termocoppia montata sulla punta), la resistenza del resistore può essere ridotta a 3,6...4,7 Ohm. Quindi si scalderà più velocemente: non 2...3 minuti, ma solo 40 secondi, e i PEV domestici sono praticamente insensibili ai sovraccarichi di corrente. Per altre tensioni di alimentazione la resistenza del resistore dovrebbe essere diversa, come si può vedere dalla tabella. Il termostato, per aumentare l'efficienza e ridurre il riscaldamento dell'elemento di controllo, deve funzionare in modalità impulsiva. L'inerzia termica del saldatore è molto elevata e la frequenza degli impulsi di corrente può essere inferiore a 1 Hz. Non è desiderabile renderlo troppo grande (più di 1 kHz). Sebbene la capacità tra la bobina del resistore e la punta del saldatore sia trascurabile, come sapete, all'aumentare della frequenza, la capacità diminuisce e sarà molto più difficile gestire le interferenze ad alta frequenza lungo i cavi di alimentazione. Le resistenze domestiche sono rivestite con una vernice speciale che scurisce quando riscaldata (dal verde al nero). Non c'è bisogno di aver paura di questo: quando si raffredda, diventa di nuovo verde. Il design descritto funziona per me da più di un anno e durante questo periodo l'aspetto del resistore non ha sofferto. La punta del saldatore brucia fortemente contro il resistore, ma questo inconveniente è inerente anche ai saldatori convenzionali. Inoltre, è facile eliminarlo inserendo un'asta adatta nel resistore. Tuttavia, non sforzarti troppo: il corpo del resistore in ceramica può essere facilmente danneggiato da forti impatti. Il termostato può essere assemblato secondo lo schema più semplice (Fig. 2).
Tra i sensori di temperatura disponibili per la maggior parte dei radioamatori, qui è meglio utilizzare i termistori. I sensori a semiconduttore non sono in grado di misurare temperature così elevate: dopo solo poche ore di funzionamento le loro caratteristiche si deteriorano. Anche i termistori a disco dovrebbero essere abbandonati: i loro conduttori sono saldati con una normale saldatura e quando il saldatore si riscalda, cadono. I termistori tubolari sono buoni (l'alloggiamento è come quello dei normali resistori MLT-0,25, solo il doppio della lunghezza), tuttavia sono piuttosto difficili da fissare. La resistenza iniziale del termistore può essere quasi qualsiasi. Quando riscaldato, diminuisce a decine di ohm per tutti i resistori. Prima di collegare il termistore alla punta del saldatore, è consigliabile avvolgerlo (la punta) con fili di amianto o qualsiasi altro isolante resistente al calore. Il termostato è assemblato secondo lo schema classico: un comparatore di tensione sull'amplificatore operazionale DA1.1 e un trigger Schmitt su DA1.2. Una caratteristica distintiva del chip LM358 è la sua capacità di confrontare tensioni di ampiezza vicina alla tensione sul pin negativo dell'alimentatore (pin 4). La maggior parte degli altri circuiti integrati economici entrano in sciopero in questa modalità. Può essere sostituito con l'ucraino ICPA358P, oppure con l'LM4 a 324 elementi o KR1401UD2. La resistenza del trimmer R1 regola la temperatura della punta. Al diminuire della sua resistenza diminuisce anche la temperatura. Si consiglia di collegare in serie a R1 un resistore costante con una resistenza di circa 1 kOhm: il microcircuito “non ama” più di 4/5 della tensione di alimentazione da fornire ai suoi ingressi. Mentre la temperatura della punta è bassa, la resistenza del termistore R4 è piuttosto elevata, la tensione sull'ingresso diretto DA1.1 è maggiore della tensione sull'ingresso inverso e l'uscita dell'amplificatore operazionale è a un livello elevato. All'uscita DA1 2 - lo stesso livello, il transistor VT1 è aperto e fornisce tensione al saldatore. Man mano che quest'ultimo si riscalda, la resistenza del termistore diminuisce e presto le tensioni su entrambi gli ingressi del DA1.1 saranno uguali. L'amplificatore inizierà a commutare in modo caotico (non c'è feedback ed è estremamente difficile introdurlo, poiché il feedback funziona normalmente solo quando le tensioni agli ingressi dell'amplificatore operazionale sono vicine alla metà della tensione di alimentazione e nel nostro caso sono solo centinaia di millivolt sopra lo zero). Per combattere le interferenze ad alta frequenza sull'uscita DA1.1, è stato aggiunto un trigger Schmitt al circuito dell'amplificatore DA1.2. Passa allo stato logico "0" solo dopo che la componente costante del segnale (di qualsiasi forma e frequenza) all'uscita dell'amplificatore DA1.1 diventa inferiore a 1/4 della tensione di alimentazione, ad es. dopo che il saldatore si è riscaldato alla temperatura di esercizio. Quindi anche il transistor VT1 si spegne. Per qualche tempo, la temperatura della punta del saldatore aumenta a causa dell'inerzia termica e la tensione all'uscita di DA1.1 diminuisce. Quindi la punta inizia a raffreddarsi e la tensione all'uscita di DA1.1 aumenta. Non appena questa (la componente costante) supera i 3/4 della tensione di alimentazione, il grilletto DA1.2 si attiva nuovamente e il saldatore inizia a riscaldarsi. La tensione di alimentazione deve essere compresa tra 5 e 20 V, la tensione U2 (sulla resistenza di carico) può essere qualsiasi. Ma il resistore stesso (resistenza e potenza) e il transistor VT1 devono essere progettati per questo. Quando si utilizzano transistor bipolari tra l'uscita di DA1.2 e la base del transistor è necessario un resistore con una resistenza di 100...470 Ohm (minore è la tensione, minore è la resistenza), l'emettitore di VT1 è collegato al filo comune. Entrambe le tensioni potrebbero essere non stabilizzate. Il consumo di corrente nel circuito U1 non supera le decine di milliampere. Si consiglia di utilizzare transistor ad effetto di campo nel dispositivo, soprattutto quando la tensione U2 è inferiore a 100 V. Quindi il transistor sarà freddo e l'intero circuito potrà essere nascosto nell'impugnatura di un saldatore. Un transistor bipolare a questa tensione necessita di un piccolo dissipatore di calore. Per un funzionamento più affidabile, è consigliabile aumentare la capacità del condensatore C3. Se non è possibile impostare la temperatura richiesta con il resistore R1, è necessario ridurre la resistenza di R3 o, meglio ancora, selezionare il termistore R4 con una resistenza maggiore. Autore: A.Koldunov, Grodno.
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