Не всем приходятся по вкусу горячие напитки, некоторые любят похолоднее. Чтобы после приготовления кофе, чая или другого напитка, требующего кипячения или варки, не ждать долго, пока напиток остынет сам, можно собрать несложное устройство, которое ускорит этот процесс (рис. 1). Охлаждение происходит за счёт нагнетания воздуха встроенным в его корпус вентилятором. Чашку с охлаждаемым напитком ставят на металлическую подставку, которой оснащён охладитель, и тогда воздух будет обдувать дно и боковые стенки чашки. Можно наоборот, накрыть чашку или стакан этим устройством, тогда нагнетаемый воздух будет охлаждать верхние слои жидкости и частично боковые стенки сосуда. Кроме охлаждения напитков, это устройство можно использовать для охлаждения других небольших предметов, которые сильно разогреваются в процессе работы, например, внешних жёстких дисков, источников питания, усилителей, осветительного оборудования.
Рис. 1
Схема устройства показана на рис. 2. Благодаря наличию мостового выпрямителя на диодах Шотки VD1 — VD4 для питания подойдёт любой источник постоянного тока напряжением 12…26 В или переменного напряжением 10… 18 В с выходным током до 0,5 А. Полярность подключения напряжения питания не имеет значения. Плавкая вставка FU1 защищает устройство от перегрузки, конденсаторы С2 и СЗ сглаживают пульсации выпрямленного напряжения. На транзисторах VT1—VT4 собран компенсационный стабилизатор напряжения. На затвор полевого транзистора VT4 через резистор R3 поступает открывающее напряжение, и выходное напряжение стабилизатора увеличивается.
Рис. 2
Когда оно достигнет номинального значения, открывается транзистор VT3, а вслед за ним и VT1, поэтому напряжение затвор—исток транзистора VT4 уменьшается, он закрывается и выходное напряжение прекращает рост, т. е. стабилизируется.
Транзистор VT2 включён как микромощный стабилитрон и защищает затвор полевого транзистора от пробоя высоким напряжением. Конденсатор С4 повышает устойчивость работы стабилизатора, устраняя возможное самовозбуждение. Благодаря применению в качестве регулирующего элемента полевого транзистора минимальное падение напряжения на нём не превышает 45 мВ при токе нагрузки 0,5 А. Для сравнения, в случае применения биполярного транзистора это напряжение было бы не менее 0,5 В, а при использовании интегрального стабилизатора КР142ЕН8 или аналогичного импортного — не менее 1,5 В. Минимальное входное постоянное напряжение, при котором стабилизатор работает нормально, — 12,8 В. Светодиоды HL1—HL3 выполняют три функции. Первая — декоративная, подсвеченный напиток в стеклянной ёмкости выглядит эффектно. Вторая — светящаяся конструкция заставляет лишний раз на себя обратить внимание, что уменьшает вероятность случайных толчков и опрокидываний. Третья — индикация наличия напряжения питания.
Большинство деталей смонтированы на плате размерами 47×73 мм (рис. 3). применён проводной монтаж. В качестве корпуса использована пластмассовая распределительная коробка размерами 45x85x85 мм для наружной электропроводки. Плата закреплена на её крышке (рис. 4). Вентилятор закрыт защитной металлической решёткой, которую крепят к корпусу винтами М4 через дополнительную пластмассовую накладку. Этими же четырьмя винтами закреплён на корпусе вентилятор. В боковых стенках и крышке корпуса просверлены отверстия диаметром 5 мм для забора воздуха, и на одной из сторон в отверстие установлено гнездо для подключения источника питания. К крышке приклеены резиновые ножки высотой несколько миллиметров.
Рис. 3
Рис. 4
Резисторы — любого типа общего применения, например, МЛТ, С2-23. Оксидные конденсаторы — импортные диаметром корпуса не более 9 мм, остальные — малогабаритные плёночные серии К73. Полевой транзистор FDD6035AL взят с системной платы компьютера, у него максимально допустимое напряжение исток-сток — 30 В. Транзистор припаян на латунный теплоотвод размерами 0,8x20x20 мм, рассчитанный на то, что он будет обдуваться воздухом, который всасывает вентилятор. Этот транзистор можно заменить транзисторами NDP603AL, NDB603AL, STB3020L, STP3020L, STD65NF06, STP65NF06, APM3055L, CEB603AL, CEB603AL, HUF76137P3. Взамен транзистора 2SA933 подойдут SS9015, ВС558, КТ3107, КТ6112, а вместо транзистора 2SC1740S — транзисторы SS9013, SS9014, ВС547, КТ3102, КТ645, КТ6111. Следует учесть, что у транзисторов может быть разная цоколёвка.
Стабилитрон BZV55C-6V2 можно заменить любым маломощным с напряжением стабилизации 5…7 В, подойдут TZMC-6V2, 1N4735A или отечественные КС162А, 2С162А, 2С111А. Диоды MBFM60 можно заменить диодами MBR150, MBRS360T3, MBRD360, MBR360, SB150, SB160. При отсутствии диодов Шотки можно применить обычные кремниевые, например, 1N4002, КД243А, в случае такой замены минимальное рабочее напряжение питания увеличится на 1 В. Светодиоды применены белые сверхъяркие для поверхностного монтажа, они взяты из узла подсветки ЖК-дисплея мобильного телефона. Они приклеены к спицам вентилятора прозрачным водостойким клеем. В случае применения светодиодов от узла подсветки телефонной клавиатуры ток через них следует уменьшить до 5 мА, установив R7 сопротивлением 510 Ом.
При комнатной температуре 26°С 150 г воды в фарфоровой чашке с помощью устройства охладились с 95 до 50°С за 14 мин. Такая же контрольная чашка, стоящая на столе без принудительного охлаждения, остыла за 32 мин. В качестве вентилятора можно применить компьютерный вентилятор диаметром 80 мм с частотой вращения 2800…5500 мин. Такие вентиляторы потребляют ток 0,25. .0,45 А. Учтите, что при частоте вращения более 4000 мин вентилятор может быть весьма шумным.
Налаживание устройства заключается в установке резистором R5 на выходе стабилизатора напряжения 12 В, чем меньше сопротивление этого резистора, тем меньше напряжение. После окончания сборки и проверки работоспособности монтажную плату с двух сторон покрывают несколькими слоями лака ХВ-784. Он защитит элементы устройства от жидкости в случае опрокидывания охлаждаемой ёмкости.
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской области
Источник: журнал Радио №10, 2015