Автор живет в населенном пункте, где напряжение сети «гуляет» в пределах 170..250 В, что весьма затрудняет паяльные работы. Паяльник то перегревается, то не нагревается. Ранее для устранения этого неудобства автор использовал ЛАТР, но постоянно крутить его, выставляя оптимальную температуру паяльника, неудобно. Поэтому было разработано и изготовлено устройство, схема и конструкция которого описаны в этой статье, что позволило отказаться от ЛАТРа.
Изготовленная автором «паяльная станция» была установлена на ручке паяльника ЭПСН-25 (фото 1). Она позволяет поддерживать предварительно установленную оптимальную температуру паяльника при значительном изменении напряжения питающей сети переменного тока, обеспечивает индикацию температуры, а также напряжения сети. Для этого сам паяльник был несколько переделан, паяльник ЭПСН-25 – один из самых распространенных на территории бывшего СССР. Производится он и сейчас. С ним наверняка знакомы многие радиолюбители.
В устройство автор использовал термопару К-типа от китайского тестера DT838.
Из этой термопары, порезав ее на 4 части, можно изготовить, но необязательно, 4 термопары. Причем на трех из них надо сделать «горячий спай». Термопара «горячим спаем» вкладывается в тефлоновую термоусадочную трубку, например, типа ZeusPTFE. Тефлоновая термоусадочная трубка имеет температуру усадки 350 0С.
Принципиальная схема устройства показана на рис.1, а внешний вид устройства со снятой крышкой – на фото 2.
Устройство состоит из следующих основных элементов:
- усилителя сигнала от термопары на операционном усилителе DA1 типа MCP601в корпусе SOT23-5;
- выпрямительного моста VD2 со стабилизатором 3,9 В на VD1 типа 1N4730;
- индикатора включения на светодиоде диаметром 3 мм HL1;
- управляющего ключа на оптосимисторе VU1 типа СРС1390;
- микроконтроллера (МК) DD1 типа PIC1814K22;
- трехразрядного светодиодного индикатора с общими катодами HG1 типа KEM3316AR.
«Паяльная станция» не имеет гальванической развязки. Выпрямитель напряжения питания бестрансформаторный, собран на выпрямительном мостике VD2 от старого импортного телевизора. Напряжение питания ОУ и МК 3,9 В стабилизируется стабилитроном VD1.
«Мозгом» устройства является МК DD1 PIC18F14K22 в корпусе SOIC-20.
На базе этого МК собраны цифровой вольтметр и электронный термометр с термостатирующим устройством, которое управляет оптосимистором VU1.
Назначения выводов МК DD1 с учетом записанной в него программы приведено в таблице.
Сигнал термопары ВК1 усиливается усилителем на ОУ DA1 и с его выхода (вывода 1) поступает на вход АПЦ термометра – вывод AN3 (3DD1). Подбором сопротивления резистора ООС (отрицательной обратной связи) R2* устанавливают значение температуры с контролем по эталонному электронному термометру.
Напряжение сети через резистивный делитель напряжения R7*R8R9 поступает на вход АПЦ вольтметра – вывод ANO (19 DD1).
Фазоимпульсное управление оптосимистором YU1, а значит, и мощностью паяльника осуществляется импульсами с вывода 17 DD1 (RA3) через ограничивающий резистор R5*.
Большинство резисторов и конденсаторов, использованных в устройстве, SMD типоразмера 0805, кроме R5, R6, C3 и С4.
Устройство собрано на односторонней печатной плате размерами 46х30 мм. Чертеж платы показан на рис.2, а расположение деталей – на рис. 3.
Все детали установлены со стороны печатных проводников. В плате нет ни одного отверстия. Резисторы R8 и R9 установлены один над другим на одно установочное место. Семисегментный индикатор HG1 расположен над МК DD1. Светодиод HL1 с ограничивающим резистором можно не устанавливать. На печатной плате для них не предусмотрены установочные места. В авторской конструкции эти детали припаяны навесным монтажом.
Особенности работы с устройством
Основные параметры устройства: диапазон (полоса) регулировки (х), компенсация статистической ошибки и установка начальной температуры (Corr) устанавливаются в EEPROMMKDD1.
При включении паяльника в сеть на индикаторе высвечивается значение напряжения в сети. Вольтметр работает до момента нагрева паяльника до установленной температуры. При работе проверить напряжение сети можно, дважды нажав на кнопку S1. Через 7 с устройство автоматически переключится в режим индикации температуры.
Для входа в режим настройки необходимо нажать и удерживать кнопку S1 25 с. После чего значения х (в старшем разряде «Н»), у (-«У») и Corr(-«с») будут сменять друг друга с периодом 0,7 с. При изменении любого из них, новое значение записывается в EEPROM. Выход из настройки осуществляется автоматически, если не нажимать кнопку в течение 7с.
Настройку устройства начинаем с установки температуры (t0). Предварительно ее необходимо установить на значение более 00С. Затем установкой «Corr» установить число, равное температуре, где проводятся работы. Далее для настройки следует использовать эталонный электронный термометр с термопарой. Для этого оба горячих спая термопар (станции и эталонного термометра) необходимо поместить в одну среду. Например, изготовить из медного прута диаметром 8…10 мм эквивалент жала, сточив его с одного конца до диаметра вставить в паяльник. На другом конце на глубину 15…20 мм просверлить отверстие диаметром, достаточным для того, чтобы вставить «горячи спаи термопар».
Некоторые экземпляры реагируют на повышение температуры с некоторого значения. В этом случае необходимо засечь это значение и пред нагревом выставить его посредством «Corr». Затем нагреть медь до 220…240 0С и резистором R2* уравнять температуру на индикаторе устройства и на эталонном термометре.
Переделка паяльника
Для переделки паяльника желательно использовать паяльник, который несколько перегревается. В противном случае нужно несколько уменьшить количество витков нагревателя паяльника или пользоваться немного укороченными жалами. Если этого не сделать, то устройство не всегда будет поддерживать установленную температуру паяльника при большом уменьшении напряжения сети. Кроме того, в паяльник для измерения температуры необходимо установить термопару.
Для этого надо вынуть жало и просверлить в нем с тыльного торца отверстие для термопары диаметром 3 мм и глубиной 20 мм. Рекомендую, если позволяет отверстие в жале, изолировать термопару двумя слоями тефлоновой термоусадочной трубки. Изолированный «горячий конец» термопары вставляют в просверленное отверстие жала, а само жало уже с термопарой устанавливают в паяльник.
Можно установить термопару, не сверля отверстие в жале, а сделав бормашинкой или фрезой канавку вдоль жала соответствующей длины и глубины. В этом случае, устанавливая жало в паяльник, следует расположить его так, чтобы винт крепления жала находился строго с противоположной стороны от термопары.
Файлы к проекту (печатная плата и прошивка):
Auteur : Павел Капитанов, с. Песоченка, Московская обл.
Source : Радиоаматор №5, 2014
