Охладитель напитков

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