Журнал радиотехники RadioInfo
| Информационный Канал Subscribe.Ru |
|
ДИСТАНЦИОННЫЙ ТЕРМОМЕТР.
Он предназначен для измерения температуры наружного воздуха в диапазоне от -50 до +50 °С. Снаружи устанавливают датчик - резистор R3 (см. рисунок), в качестве которого использована обмотка реле, намотанная медным проводом. Сопротивление обмотки должно быть 900...1000 Ом.
к содержанию
ДОМАШНИЙ ВЕЛОТРЕНАЖЕР.
В современных велотренажерах степень нагрузки регулируется трущимися лентами, которые в процессе эксплуатации изнашиваются. В предлагаемом велотренажере тормозной эффект вызывается не силой трения, а магнитным полем, в результате чего конструкция становится более долговечной. к содержанию
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ Ni-Cd И Ni-MH АККУМУЛЯТОРОВ НА МИКРОСХЕМЕ ТЕА1101.
В статье описано "интеллектуальное" зарядное устройство зарубежного производства для ускоренной зарядки никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, выполненное на микросхеме ТЕА1101 (Phillips), и его доработка с целью оасшиоения возможностей. к содержанию
ЗВУКОВОЙ ИНДИКАТОР.
При конструировании различных устройств автоматики и сигнализации бывает необходим звуковой индикатор состояния того или иного узла. Нередко такой индикатор строят на основе генератора ЗЧ, нагруженного на звуковой излучатель. Однако монотонный звук подобного индикатора часто не достаточно заметен, особенно в условиях шума. Поэтому используют способы модуляции сигнала, например, прерывая его или изменяя амплитуду либо частоту.
к содержанию
ИНДИКАТОР ГАММА-РАДИАЦИИ.
Прибор, о котором идет речь, предназначен для обнаружения гамма-излучений дома, на даче, в походе. Гамма-частицы регистрирует счетчик Гейгера-Мюллера. Индикатором служит динамическая головка громкоговорителя. При прохождении через счетчик определенного числа частиц раздается щелчок. Число щелчков в единицу времени прямо пропорционально интенсивности гамма-излучения. к содержанию
ПАЯЛЬНИК ДЛЯ МИКРОПАЙКИ. к содержанию
ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗВОНОК ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА. к содержанию
СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА КР1171СП47. к содержанию |
Датчик является одним из плеч чувствительного измерительного устройства - моста Уинстона, три других плеча которого образуют секции остеклованного резистора R1 типа ПЭВР или С5-36В мощностью 100 8т сопротивлением 2,7 кОм и с передвижным хомутиком. Конечно, мощность никакого значения для термометра не имеет, просто такие резис-
торы меньшей мощности указанного сопротивления не выпускают.
Для получения мостовой схемы на резистор нужно надеть еще один хомутик и разместить хомутики на оголенной полоске обмотки резистора так, чтобы образовались три секции сопротивлением примерно по 900 Ом, В диагональ моста включен микроамперметр РА1 типа М24 или М94 с током полного отклонения стрелки 50 мкА и нулем посередине шкалы, а напряжение на мост подано с гальванического элемента G1 через кнопочный выключатель SB1 и подстроечный резистор R2.
Использование датчика из медного провода (ТКС меди 0,37/°С и практически линеен в широком диапазоне температур), микроамперметра и мостовой схемы измерения позволили получить чувствительность термометра около 1,5 мкА/°С, Подстроечным резистором устанавливают такую чувствительность, чтобы отклонение стрелки индикатора на 1 мкА соответствовало изменению температуры на ГС. Тогда-полное отклонение стрелки влево или вправо произойдет при максимально измеряемой температуре 50 °С.
Налаживание прибора весьма простое. Поместив датчик в среду с нулевой температурой (тающий лед), перемещением хомутиков остеклованного
резистора добиваются установки стрелки индикатора на нулевое деление. Затем датчик должен "оттаять" и находиться в комнате при известной температуре, фиксируемой ртутным термометром. Показания этой температуры на индикаторе добиваются перемещением подстроечного резистора. Как показала практика, погрешность показаний в широком интервале температур допустима для практического пользования этим простым дистанционным термометром. Конечно, погрешность будет немного возрастать по мере снижения питающего напряжения. Если это не устроит, можно рекомендовать установить параметрический стабилизатор и использовать источник питания с большим напряжением. Подобные решения общеизвестны.
(А. ВОДАР)
Многие помнят повальное увлечение - бег трусцой, которому отдавало предпочтение большинство поклонников здорового образа жизни. Пик этого увлечения пришелся на 70-80-е годы прошлого столетия, когда бегали стар и млад, академики и колхозники. Бег трусцой считался панацеей от всех болезней. Особенно мощное тренирующее воздействие оказывалось на сердечнососудистую и дыхательную системы, резко активизировались обменные процессы.
Однако к началу 90-х годов бум увлечения прошел, и ученые, медики были уже не столь категоричны в своих высказываниях о пользе данного вида физических упражнений. Было замечено, что во время бега может оказываться негативное воздействие на опорно-двигательный аппарат человека, в частности, ударным нагрузкам подвержены, в первую очередь, голеностопный и коленные суставы. А это, в конечном счете, может привести к их заболеваниям (например, появляется боль или хруст в коленях).
Всего этого удастся избежать при занятиях на велотренажере. Сохраняя все достоинства бега трусцой, велотренажер напрочь лишен недостатков последнего - нагрузка на суставы становится "мягкой", дозированной. Занятия на велотренажере можно проводить в комнате или на балконе.
К сожалению, занятия физкультурой и спортом сегодня стали дорогим удовольствием. К примеру, большинство спортивных тренажеров стоят от $300 и многим семьям недоступны.
В какой-то мере эту проблему может решить домашний велотренажер, для изготовления которого понадобятся рама от негодного велосипеда, 2...3 метра
трубы диаметром около 12 мм, полоски уголкового железа и асинхронный электродвигатель от стиральных машин старых выпусков типа "Волга", "Ока" и т. д.
Электродвигатель используется в несколько необычном режиме - динамического торможения. Из электротехнической литературы известно, что при подаче постоянного напряжения на статорную обмотку электродвигателя (рис. 1 ,а или 1 ,б в зависимости от вида соединений катушек обмотки) она формирует постоянное магнитное поле, которое, взаимодействуя с вращающимся
ротором, вызывает его торможение. Тормозной момент в основном определяется магнитодвижущей силой обмотки статора и скоростью вращения ротора. Изменением напряжения на обмотке статора можно устанавливать нужную величину тормозного момента, а значит, степень нагрузки на физкультурника.
Теперь о конструкции велотренажера (рис. 2). От велосипеда оставляют только раму с ведущей "звездочкой" и руль. Из трубы с помощью ножовки по металлу и сварочного аппарата изготавливают подставку, которую затем крепят к раме вместо колес. Конструкция подставки может быть произвольной, лишь бы она обеспечила устойчивое положение велотренажера.
О креплении электродвигателя. Большинство электродвигателей стиральных машин старых типов для крепления имеют две пары резьбовых отверстий в задней части крышки подшипникового щита. Из полосок уголкового железа сваривают рамку, в верхней и нижней стенках которой прорезают "болгаркой" пазы под болты М8. Этими болтами электродвигатель крепят к раме, а перемещением его
в пазах в дальнейшем регулируют натяжение цепи. На валу электродвигателя укрепляют "звездочку" от заднего колеса велосипеда.
Здесь возможны два варианта: либо вытачивают на токарном станке под вал втулку, к которой приваривают "звездочку", либо, если на электродвигателе есть готовый шкив, сверлят в нем и в "звездочке" отверстия и соединяют детали болтами М5. Рамку электродвигателя приваривают к подставке так, чтобы ведущая и ведомая "звездочки", а также цепь находились в одной плоскости.
Источник питания статорной обмотки (рис. 3) - двухполупериодный выпрямитель, выполненный по мостовой схеме на мощных диодах VD1 -VD4. На вход моста переменное напряжение поступает со вторичной обмотки понижающего трансформатора через переключатель SA1. Перемещением его движка можно изменять выходное напряжение блока от 24 до 42 В. При этом блок должен допускать ток нагрузки до 2,5 А. Выходное напряжение контролируют вольтметром PV1, хотя допустимо обойтись без него, пометив положения движка соответствующими цифрами, дающими представление о величине тормозного момента.
Если велотренажер будет использоваться в качестве оздоровительного средства, вполне достаточно применить однофазный электродвигатель мощностью до 200 Вт (от стиральной машины, электронасос для полива и т. д.). Он создаст тормозной момент на валу, достаточный для тренировки и детей, и взрослых. При использовании велотренажера для спортивных целей придется подобрать более мощный электродвигатель и, возможно, соответствующий источник питания. Последний должен быть обязательно с разделительным сетевым трансформатором и обладать хорошей изоляцией между обмотками.
В случае применения трехфазного асинхронного электродвигателя, его нужно обязательно проверить. По наблюдениям автора, некоторые электродвигатели не подходят для наших целей - у них при малой скорости вращения ротора развивается значительный тормозной момент (трудно сдвинуть педали с места), а при большой скорости наблюдаются своеобразные "провалы" - резко уменьшается тормозной эффект.
(С. ГУРОВ)
Уже много лет в магазинах и на рынках можно встретить Ni-Cd (никель-кадмиевые) аккумуляторы и батареи, которые при соответствующих условиях эксплуатации выдерживают до 1000 циклов зарядки-разрядки. К недостаткам этих аккумуляторов относится так называемый "эффект памяти". Состоит он в том, что используемый аккумулятор необходимо доводить до состояния полной разрядки (около 1 В на аккумулятор) и только тогда начинать новый цикл зарядки.
Наряду с широко распространенными никель-кадмиевыми аккумуляторами появились и также широко стали применяться относительно новые - Ni-MH (никель-металлгидридные). При тех же габаритах, что и Ni-Cd, эти аккумуляторы имеют почти вдвое большую емкость. Естественно, они также дороги и не лишены недостатков. У Ni-MH аккумуляторов большое внутреннее сопротивление и малые значения пикового тока разряд-
ки, поэтому они не предназначены для питания энергопотребляющих устройств, таких как электродрели, электроотвертки, компрессоры, пылесосы и т. д. Вследствие неправильных методов зарядки "жизнеспособность" аккумуляторов сокращается до 30 %. Поврежденные аккумуляторы, в свою очередь, при утилизации наносят непоправимый
ущерб окружающей среде. Следовательно, правильная и грамотная зарядка аккумуляторов принесет не только принципиальную финансовую экономию, но и окажет положительный экологический эффект.
Самые дешевые и самые простые устройства для зарядки аккумуляторов состоят из трансформатора, выпрямительного диода, токоограничивающего резистора и светодиода. Трансформатор понижает сетевое напряжение 220 В до 4... 12 В, которое затем выпрямляет однополупериодный выпрямитель. Резистор ограничивает зарядный ток, а светодиод сигнализирует, что аккумулятор подключен к зарядному устройству. Устройства в основном производства азиатских стран с подобными или идентичными схемами нередко можно встретить в магазинах. Изготовление таких устройств не влечет накладных расходов, однако следует помнить, что они не защищают аккумуляторы от перезарядки.
Уже через несколько циклов в аккумуляторах могут появиться необратимые изменения, сокращающие срок их службы. Во время зарядки необходимо постоянно следить за током, поддерживая его на определенном уровне. Для сокращения времени зарядный ток увеличивают, он может достигать значения, численно равного 100 % емкости акку-
мулятора. Если при таких условиях не отследить момент полной зарядки, возможно накапливание газов внутри акку- I мулятора и увеличение давления вплоть до его механического поврежде-ния и выхода из строя.
Степень заряженности можно кон- | тролировать, постоянно измеряя тем- ! пературу корпуса аккумулятора. Этот метод основан на так называемом отрицательном температурном коэффициенте (около -1 мВ/°С) Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Зарядку прекращают при соответствующем значении температуры, которое рассчитывают для каждого конкретного случая. Однако этот метод не имеет широкого распространения, принимая во внимание трудности, которые возникают при попытках точного измерения температуры и необходимости ведения точных расчетов.
Есть еще один способ контроля полной зарядки аккумулятора, основанный на обнаружении уменьшения напряжения, в литературе его часто называют метод dV [1 -6]. Он заключается в отслеживании изменения напряжения на выводах аккумулятора во времени и прекращении зарядки в момент достижения максимума характеристики. Именно этот метод - измерения знака dV - и лежит в основе принципа работы устройства, о котором пойдет речь дальше.
Метод обнаружения максимума является сегодня самым точным способом определения момента окончания зарядки Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Напряжение на выводах аккумулятора при постоянном зарядном токе представляет собой монотонно возрастающую функцию. Когда аккумулятор полностью зарядится, он перестает запасать энергию, а возле плюсового электрода начинает накапливаться газ. Это приводит к быстрому повышению температуры и уменьшению напряжения на выводах аккумулятора. Специализированная микросхема (в описываемом зарядном устройстве ТЕА1101) через определенные интервалы измеряет текущее напряжение на заряжаемом аккумуляторе и сравнивает его с предыдущим измерением. Если результат сравнения принимает отрицательное значение, т. е. текущее напряжение меньше предыдущего, и подобное явление повторяется при нескольких десятках измерений - зарядное устройство переходит в режим консервативной зарядки
током в пределах 1/20... 1/80 от номинальной емкости аккумулятора. Консервативная зарядка не вызывает дальнейшего выделения газа в аккумуляторе и не причиняет ему вреда.
Значение dV, которое в состоянии измерить зарядное устройство, зависит от применяемой микросхемы, а точнее, от разрядности встроенного в нее аналого-цифрового преобразователя, преобразующего напряжение в цифровой код. В микросхеме ТЕА1101 число разрядов равно 12, что обеспечивает дискретность в 0,025 % от абсолютного значения напряжения. Этого достаточно для аккумуляторов обоих типов, в то время как, например, микросхема ТЕА1100 имеет всего лишь 10-разрядный АЦП, точности которого хватит только для работы с Ni-Cd аккумуляторами.
Схема "интеллектуального" зарядного устройства показана на рис.1. Позиционные обозначения всех элементов соответствуют схеме фирмы-изготовителя.
Основа устройства - специализированная микросхема ТЕА1101 (DA1). Напряжение питания микросхемы стабилизирует стабилизатор VT3VD4R6R7 на уровне 8 В, однако она сохраняет работоспособность до напряжения 11,5 В. На вход IB (вывод 5) микросхемы поступает напряжение, пропорциональное зарядному току аккумулятора, с датчика тока - резистора R4, которое сравнивается с заданными значениями тока ускоренной и консервативной зарядки, определяемыми соответственно резисторами R13 и R12. В случае отклонения зарядного тока от заданного значения на выходе аналогового управления АО (вывод 2) возникает управляющее напряжение. Если в зарядном устройстве
применен линейный регулятор, то это напряжение поступает на регулирующий транзистор, который и осуществляет коррекцию. Однако в микросхеме ТЕА1101 есть встроенный широтно-им-пульсный модулятор и соответственно выход широтно-импульсного управления PWM (вывод 1). Импульсное регулирование зарядного тока имеет все
преимущества ШИ -регуляторов перед линейными - более высокий КПД, малое рассеивание мощности на регулирующем элементе и т. п. Описываемое зарядное устройство построено именно по принципу ШИ-регулирования, а аналоговый сигнал подан на узел управления VT4R16-R18 двухцветным светодиодом HL2, по цвету и яркости свечения которого можно приблизительно судить о зарядном токе. Максимально яркое свечение красного светодиода означает, что аккумулятор заряжается ускоренно (транзистор VT4 максимально открыт). Плавный переход от красного через оранжевый цвет к зеленому говорит об уменьшении регулирующего напряжения и прикрывании регулирующего элемента. Яркое зеленое свечение наступает с момента перехода в режим консервативной зарядки.
К сожалению, подобная индикация не позволяет точно определить момент достижения полного заряда. Однако у микросхемы ТЕА1101 предусмотрен специальный выход LED (вывод 15) для управления светодиодом. Этот светодиод (HL1) в разные фазы зарядки ведет себя по-разному, тем самым предоставляя полную информацию о происходящих в зарядном устройстве процессах. Если светодиод не светится или светится очень слабо, возможно пульсирует с малым уровнем яркости, аккумулятор не подключен к зарядному устройству. Постоянно и ярко светит - идет ускоренная зарядка аккумулятора. Ярко мигает - аккумулятор полностью заряжен. Если при первом включении сигнализация такая же, как и при окончании зарядки, аккумулятор, скорее всего, вышел из строя и восстановлению не подлежит. Естественно, во всех этих ситуациях надо обращать внимание еще и на двухцветный светодиод, его свечение говорит о том, идет реально зарядка или
нет.
Изначально промышленное устройство было предназначено для зарядки аккумуляторов или батарей, состоящих
из двух или трех аккумуляторов емкостью 600...700 мА*ч. Однако это устройство можно подвергнуть несложной доработке, в результате которой его возможности существенно расширяются. Дело в том, что все параметры зарядного устройства можно задать путем подбора соответствующих элементов и питающего напряжения.
Ток режима быстрой зарядки рассчитаем по формуле
Ifast = R8*Uref/(R4*R13) = 3,9*10^3*1,25/(0,27*27*10^3) = 0,669 А, где Uref = 1,25 В - образцовое напряжение на выходе Rref (вывод 10).
Ток режима консервативной зарядки
lnorm = 0,1R8*Uref/(R4*R12*P) = 0,1хЗ,9*10^3*1,25/(0,27*6,2*10^3*4) = 0,073 А, где Р - множитель, значение которого определяется подключением вывода 8 (PR) микросхемы ТЕА1101. Когда этот вывод соединен с выводом 6 (Us) микросхемы, Р = 1, если с выводом 16 (GND), - Р = 4, а при неподключенном выводе - Р = 2.
Таким образом, из приведенных соотношений видно, что, если на место R8 подключать резисторы разного сопротивления, можно заряжать аккумуляторы и батареи различной емкости С. В табл. 1 приведены расчетные значения сопротивления R8 и тока режимов быстрой и консервативной зарядки.
Кроме того, чтобы заряжать батареи с большим числом аккумуляторов, следует изменить коэффициент передачи резистивного делителя R14R15 на входе UAC микросхемы (вывод 7). В табл. 2 приведены шесть вариантов батарей, содержащих от одного до шести аккумуляторов. Учитывая, что максимальный ток быстрой зарядки для аккумуляторов емкостью 1000...1200 мА*ч должен быть примерно 1 А, а падение напряжения на регулирующем элементе и двух диодах составит около 2,5 В, необходимое напряжение источника питания при зарядке батарей, состоящих из четырех и более аккумуляторов, выбираем равным 18В.
Схема доработанного варианта устройства показана на рис. 2.
Оценка минимально необходимого питающего напряжения для обеспечения того или иного зарядного тока проводилась весьма приблизительно, однако последующие эксперименты показали правильность расчетов.
(Б.ГОЛУТВИН)
Хотя подобные устройства неоднократно описывались в технической литературе, они подчас были сложны и критичны к напряжению питания, содержали большое количество радиоэлементов и намоточные детали.
Предлагаемый индикатор избавлен от подобных недостатков, некритичен к типу звукового излучателя и способен работать при значительном разбросе напряжения питания. Индикатор (рис. 1) состоит из управляющего генератора, выполненного на транзисторах VT1, VT2, управляемого генератора на транзисторах VT3, VT4 и усилителя мощности на транзисторе VT5.
Управляющий генератор вырабатывает импульсы треугольной формы, следующие с частотой около 2 Гц и модулирующие частоту звукового сигнала. Его выходной сигнал снимается нестандартно - с базы транзистора VT2 - и подается через резистор R5 на базу транзистора VT3 управляемого генератора, выполненного совместно с транзистором VT4 по схеме мультивибратора.
Выходной сигнал мультивибратора поступает на усилитель мощности через резистор R8. Нагружен усилитель на динамическую головку ВА1, из которой и раздаются звуки.
Транзисторы VT3, VT4 должны быть с коэффициентом передачи тока не менее 80, a VT5 должен выдерживать ток, потребляемый зву-
ковым излучателем. Параметры остальных транзисторов некритичны. Если напряжение питания не
превышает 4 В, динамическая головка может быть мощностью не менее 0,25 Вт со звуковой катуш-
кой сопротивлением 8 Ом. При большем напряжении вместо нее допустимо установить низкоомные телефонные капсюли, например, ТА-4, ТК-67, ДЭМШ-1А, ДЭМ-4М.
Конструктивное выполнение индикатора определяется используемыми деталями. Один из вариантов печатной платы из односторонне фольгированного стеклотекстолита изображен на рис. 2. Изолирующие дорожки прорезаны резаком, изготовленным из отрезка ножовочного полотна (если его нет, подойдет острый нож). При желании можно составить новый чертеж платы для изготовления ее способом травления. Плата рассчитана на установку резисторов УЛМ или МЛТ, а также указанных на схеме транзисторов. Для установки конденсаторов имеется несколько отверстий и запас площади платы, что позволяет использовать конденсаторы различных типов, в частности, МБМ, БМ, KM, K50-6. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Плата предназначена для крепления на зажимах аккумулятора ЗШНКП-10Б (от рудничного светильника), для чего на ней просверлены два отверстия диаметром 6,5 мм на расстоянии 107 мм. При креплении
платы обеспечивается электрическое соединение зажимов аккумулятора с печатными проводниками. Чтобы исключить коррозию платы под воздействием испаряющегося электролита аккумулятора, ее следует покрыть электроизоляционным лаком. Сверху плату закрывают крышкой, например, из комплекта указанного светильника, но вполне приемлемы другие варианты.
При налаживании индикатора желаемый тон звукового сигнала устанавливают подбором конденсатора С2, а частоту модуляции - С1.
(Д. ВОЛКОВ)
одновибратор на транзисторах VT2 и VT3. Выходной каскад на составном транзисторе VT4, VT5 нагружен динамической головкой ВА1 номинальной мощностью 0,1 Вт.
На транзисторе VT6 собран преобразователь напряжения для питания счетчика BD1. Выпрямитель высокого напряжения состоит из последовательно включенных диодов VD2, VD3 и сглаживающего конденсатора Сб. Последний необходимо выбирать из имеющих малую утечку и на рабочее
напряжение не менее 500 В {например, К78-2 или КСО).
Магнитопровод трансформатора Т1 - ферритовая пластина из набора деталей для сборки радиоприемника "Юность", предназначенная для изготовления магнитной антенны. Поверхность магнитопровода покрывают дву-
мя слоями тонкой конденсаторной бумаги или скотча. Затем наматывают в один слой виток к витку вторичную обмотку - 700 витков провода ПЭВ 0,1. Далее накладывают еще два слоя бумаги или скотча и наматывают первичную обмотку из 14 витков провода ПЭВ 0,6 с отводом от середины. Витки первичной обмотки укладывают с шагом, равномерно распределяя их по всей длине магнитопровода. Готовый трансформатор изолируют еще одним слоем бумаги или скотча. Выводы обмоток делают из
провода МГТФ - тонкого многожильного во фторопластовой изоляции.
Счетчик BD1 крепят двумя спиралями из неизолированного медного провода диаметром 0,8...1 мм, навитыми непосредственно на цилиндрические выводы счетчика. Концы спиралей фиксируют в монтажных отверстиях платы прибора.
Никакой настройки собранный индикатор не требует. Если монтаж выполнен без ошибок, а все детали исправны, он начинает функционировать сразу после подключения к источнику питания - батарее "Крона" и потребляет от нее ток приблизительно 5 мА. Работоспособность преобразователя напряжения можно оценить "на слух" - трансформатор Т1 во время работы издает едва слышимый звук.
Если в качестве BD1 установлен газоразрядный счетчик СИ37Г, каждый
щелчок динамической головки ВА1, зафиксированный в течение минуты, соответствует 5 мкР/ч. Следовательно, если за минуту (время засекают по секундной стрелке часов) раздалось три щелчка, интенсивность излучения 5 мкР/ч х 3=15 мкР/ч. Это нормальный естественный фон. При необходимости оценить уровень излучения с повышенной точностью выполните несколько сеансов измерения длительностью в 1 мин каждый и возьмите среднее арифметическое их результатов.
(Р. ТИГРАНЯН)
Предлагаю вниманию читателей маломощный электропаяльник, который позволяет выполнять под увеличительным стеклом демонтаж и монтаж деталей на плате наручных электронных часов и других подобных устройств. Паяльник имеет сменяемый медный рабочий стержень диаметром 1,5 мм и питается от разделительного понижающего трансформатора. Напряжение питания - 12...14 В.
Нагревательный элемент паяльника - закрытого типа, т. е. защищен от контакта с кислородом воздуха; этим обеспечена долговечность паяльника. Основанием элемента служит трубка из жести или листовой латуни (в крайнем случае - меди) толщиной 0,2 мм, свернутая на оправке диаметром 1,5 мм. В качестве оправки подойдет хвостовик сверла. Длина трубки - 30.,.35 мм. Края должны сойтись встык, без нахлеста.
Затем приготовляют обмазку, которая после затвердевания станет и изолятором, и элементом, механически фиксирующим детали нагревателя в сборе. В небольшой пластмассовый сосуд насыпают 10...20 г сухого талька (можно использовать детскую присыпку) и при постоянном перемешивании добавляют каплями силикатный клей (известный также под названием "жидкое стекло"). Готовая обмазка должна иметь густоту обычного теста и хорошо прилипать к металлической поверхности.
Трубку покрывают тонким равномерным слоем обмазки и прокатывают обрезком фанеры или листового пластика на ровной поверхности, посыпанной тальком. Толщина слоя обмазки должна быть близкой к 0,5... 1 мм. При меньшей толщине трудно обеспечить надежную изоляцию провода нагревателя от трубки по всей ее длине, а при большей нагревательный элемент в сборе получится слишком толстым.
Сушить заготовку лучше всего в духовке газовой плиты в течение двух-трех часов. Температуру медленно увеличивают до 100 °С, а в конце сушки заготовку прогревают до 150 °С. Слишком быстрая сушка может привести к образованию пузырей на обмазке или ее отслоению.
Лучше всего требуемый температурный режим и время сушки определить экспериментально. Стремиться надо к тому, чтобы высушенное покрытие было сплошным и плотным, не осыпалось при наматывании провода. Тогда толщину каждого слоя обмазки можно делать минимальной, что даст возмож-
ность изготовить нагревательный элемент, а значит, и его кожух, очень малого диаметра - не толще карандаша.
Немаловажно также отметить, что тонкий первый слой обмазки лучше передает тепло от спирали электронагревателя к паяльному стержню, чем толстый. Иначе говоря, спираль при работе будет нагреваться до меньшей температуры, поэтому дольше прослужит.
Остатки обмазки выбрасывать не следует - в закрытой посуде ее можно хранить долго. Если она загустела, надо добавить клея и тщательно перемешать.
От мотка нихромовой проволоки диаметром 0,2...0,25 мм отрезают кусок сопротивлением 10 Ом (отмеряют с помощью омметра) с запасом 15 мм с одного конца и 50 мм с другого - для соединения с гибким шнуром. Общая длина куска обычно не превышает 300...350 мм.
Этот провод наматывают на высушенную трубку с таким шагом, чтобы обмотка начиналась и заканчивалась в пяти миллиметрах от концов трубки. Целесообразно сначала провести простой расчет числа витков, шага намотки и длины одного витка (исходя из диаметра трубки). Чтобы намотанный провод не распускался, первый и последний витки следует зафиксировать тонкими нитками {они сгорят при включении паяльника).
Выводы обмотки (один длиной 15 мм, а другой - 50 мм) заправляют внутрь трубки и покрывают обмотку такой же обмазкой, после чего прокатывают и сушат. После высыхания заготовки длинный вывод обматывают полутора-двумя витками вокруг нее в сторону короткого вывода и заправляют внутрь трубки вместе с ним.
Заготовку снова обмазывают, прокатывают и сушат. Необходимо проследить за тем, чтобы выводы не прикасались к металлической трубке нагревателя. После высыхания у заготовки удаляют наплывы обмазки, обтачивают напильником излишне выступающие торцы трубки и прочищают ее канал. Пробуют вставить паяльный стержень. Он должен плотно, но без слишком большого усилия входить в трубку.
Затем к выводам обмотки плотной скруткой присоединяют жесткие медные проводники, к которым при окончательной сборке будет припаян гибкий шнур паяльника. Места скрутки можно примотать стеклопряжей и пропитать той же обмазкой, только более жидкой. На медные проводники следу-
ет надеть керамические или стеклянные изолирующие трубки.
Кожухом нагревателя служит подходящая по размерам тонкостенная трубка. В крайнем случае трубку легко согнуть из жести. Трубка должна плотно облегать нагревательный элемент, для чего в нужных местах его обматывают стеклотканью или тонким асбестом, а снаружи на трубку надевают одно-два стяжных кольца.
Ручку можно изготовить из древесины, текстолита или теплостойкой пластмассы. Чтобы уменьшить передачу тепла от кожуха нагревателя к ручке, в трубке кожуха вблизи ручки сверлят два сквозных отверстия диаметром 3 мм.
Паяльный стержень изготовлен из жесткой медной проволоки диаметром 1,5 мм. Длина стержня - 40 мм. На расстоянии 15 мм отжала на стержне круглогубцами или молотком делают две вмятины - местное утолщение служит ограничителем при вставлении стержня в нагреватель.
Не следует делать вылет жала более 15 мм. Срока службы паяльного стержня это почти не увеличит, а неудобств в пользовании паяльником прибавит. Конец стержня станет недостаточно жестким - будет сгибаться при радиальном нажатии, при пайке массивных деталей заметно увеличится время на прогревание места соединения и расплавление припоя.
Чтобы стержень не заклинило в трубке нагревателя, следует перед каждым включением паяльника вынимать стержень, высыпать окалину и вставлять на место. Если через некоторое время крепление стержня ослабится настолько, что это станет мешать работе, не стоит его гнуть или плющить, лучше изготовить новый.
Длина готового паяльника - 150 мм. Мощность - около 12 Вт. Для питания паяльника подходит без переделки трансформатор кадровой развертки ТВК-110ЛМ от старых ламповых телевизоров. К сети -220 В подключают обмотку с номерами выводов 1 и 2, а паяльник питают от обмотки 3-5 (напряжение без нагрузки - около 13 В).
Тем не менее гораздо удобнее питать паяльник через тринисторный регулятор мощности. На тот же ТВК-110ЛМ, не разбирая его, аккуратно, чтобы не повредить изоляцию, домотайте в любую сторону один слой провода ПЭВ-2 0,8. Соедините эту обмотку последовательно согласно с обмоткой 3-5, суммарное напряжение должно быть примерно 17В. Такого напряжения вполне достаточно для нормальной работы регулятора мощности.
Если установить регулятор на максимум, паяльник будет работать в режиме повышенной против нормы температуры жала - в отдельных случаях такой режим необходим. В обычных условиях пайки мощность следует уменьшить немного, а при перерывах в работе - значительно, до 50 %. Регулятор мощности этим и удобен.
В журнале "Радио" было описано множество различных регуляторов мощности. Для примера укажем на статью Л. Ломакина "Регулятор мощности паяльника" в "Радио", 1994, № 4, с. 38,39.
(А. НАУМОВ)
На это электронное устройство мож-но возложить и дополнительные функции. Например, оно может стать акустическим "маячком", периодически подавая короткие звуковые сигналы. Такой режим работы наверняка будет полезен при походе за грибами, для того, чтобы не потерять велосипед в чаще леса.
Схема устройства показана на рис. 1. На элементе DD1.1 собран первый генератор прямоугольных импульсов с изменяемой скважностью. На элементе DD1.2 выполнен второй генератор прямоугольных импульсов. Частота их следования составляет около 1 кГц, т. е. лежит в середине звукового диапазона. На элементах
DD1.3, DD1.4 собран буферный усилитель, а на транзисторе VT1 - ключ, нагрузкой которого служит динамическая головка ВА1.
Работает устройство следующим образом. В исходном состоянии контакты выключателей SB1, SA1 разомкнуты, как показано на рис. 1, и устройство тока не потребляет. В режиме "Сигнал" замыкаются кнопки SB1.1 и SB1.2 и питание поступает на все элементы. Диод VD1 в этом режиме замкнут, поэтому первый генератор вырабатывает прямоугольные импульсы со скважностью около 2. Частота их следования определяется емкостью конденсатора С1 и сопротив-
лением резистора R2. Она составляет несколько герц. Когда на выводе 3 элемента DD1.1 оказывается низкий логический уровень, второй генератор не работает и ключ закрыт. При появлении на этом выводе высокого логического уровня второй генератор начнет работать и в головке ВА1 будет слышен звуковой сигнал. Таким образом, в этом режиме формируется сигнал, звучащий как "бип-бип-бип". Если включить переключатель SA1 (режим "Маяк"), то питание также поступит на устройство, но первый генератор будет вырабатывать импульсы со скважностью около 300 и периодом следования 18...20 с. Обусловлено это тем, что зарядка конденсатора С1
происходит сравнительно быстро через диод VD1 и резистор R2 небольшого сопротивления. Разрядка же происходит через резистор R1 с большим сопротивлением, поэтому и осуществляется гораздо медленнее. В этом режиме второй генератор включается на короткое время через большие промежутки времени, т. е. устройство работает как акустический "маячок".
Питается устройство от батареи аккумуляторов или гальванических элементов с общим напряжением 3...6 В. Блокировочный конденсатор СЗ установлен параллельно батарее до выключателей, сделано это для того, чтобы после отпускания кнопки SB1 или выключения переключателя SA1 звуковой сигнал сразу же прекращался.
Большинство деталей размещено на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Плату, динамическую голо-
вку и батарею надо разместить в корпусе подходящих габаритов, при этом кнопку SB1 желательно установить так, чтобы ею было удобно пользоваться для подачи звукового сигнала, например, около рукоятки руля.
В устройстве можно применить следующие детали: микросхема К561ТЛ1 заменима на К564ТЛ1, но придется доработать плату, диод КД102Б заменяется на КД103, КД521, КД522, все диоды могут быть с любыми буквенными индексами, полярные конденсаторы - К50-35 или аналогичные, С2 - К10-17, постоянные резисторы - МЛТ, С2-33. Кнопка SB1 подойдет любая малогабаритная на два положения и два направления с самовозвратом, переключатель SA1 также любой, малогабаритный. Для динамической головки с сопротивлением 50 Ом транзистор VT1 может быть, кроме указанного на схеме, серии КТ315 с индексами Б, Е, а также любой из серий КТ3102, КТ3117.
Если использовать динамическую головку с сопротивлением 8-16 Ом, то громкость сигнала заметно увеличится, но при этом возрастет и ток, потребляемый от батареи. Кроме
того, необходимо будет применить транзисторы КТ829А-КТ829Г, КТ972А, КТ972Б или мощные ключевые полевые транзисторы IRLR2905 или аналогичные, а также увеличить емкость конденсатора СЗ до 2200 мкФ. Конечно же, батарея должна обеспечивать требуемый ток примерно до 0,2 А.
Налаживание сводится к настройке режимов работы генераторов. Высоту тона звукового сигнала, т. е. частоту второго генератора, устанавливают подбором резистора R3, для этого надо временно замкнуть накоротко конденсатор С1, чтобы получить непрерывный сигнал. Затем, нажав кнопку SB 1, подбором резистора R2 устанавливают наиболее подходящий режим работы первого генератора. При включенном переключателе SA1 подбором номинала резистора R1 устанавливают требуемый период подачи звукового сигнала.
(И. НЕЧАЕВ)
При отказе автомобильного стабилизатора напряжения (выполненного в виде малогабаритного узла, встраиваемого непосредственно в корпус генератора) не всегда удается без проблем приобрести исправный для замены. Решив изготовить на основе публикаций в журнале "Радио" самодельный стабилизатор взамен 17.3702 для генератора 37,3701 (ВАЗ 2104, 2105, 2107, 2108, 2109), я сразу же столкнулся с необходимостью использования в устройстве только миниатюрных деталей и минимизации их числа. Это диктовалось дефицитом свободного места для установки стабилизатора.
Одно из решений этой задачи - использование в стабилизаторе микросхемного детектора понижения напряжения КР1171СП47 (зарубежный аналог - PST529) [1]. Детектор по схеме (рис. 1 ,а) как нельзя лучше подходит для стабилиза-
тора в качестве его первой ступени. Принцип действия детектора иллюстрирует рис. 1,б. При достижении увеличивающимся входным напряжением порогового уровня (4,7 В для КР1171СП47 и 4,8 В для PST529) детектор скачкообразно переключается из нулевого состояния в единичное (выходное напряжение снимают с нагрузочного резистора, включаемого между выводами 1 и 3). Температурный коэффициент напряжения переключения детектора находится в пределах ±0,03 %/°С. Прибор выпускают в пластмассовом трехвыводном корпусе КТ-26. Собственный потребляемый ток не превышает нескольких десятков микроампер.
Автомобильный стабилизатор напряжения должен управлять током через обмотку возбуждения генератора так, чтобы напряжение на аккумуляторной батарее находилось в пределах 13,8...14,1 В [2].
Уход напряжения из этого интервала приводит к преждевременному износу батареи.
Детектор в стабилизаторе можно питать с выхода делителя напряжения, состоящего из стабилитрона и токозадаю-щего резистора. Стабилитрон должен быть таким, чтобы сумма напряжения стабилизации и напряжения срабатывания детектора находилась в указанных пределах, т. е. со стабилитроном на 9,2 В и детектором КР1171СП47 стабилизатор обеспечит напряжение на аккумуляторной батарее 13,9 В (с PST529 - 14 В).
Поскольку ток обмотки возбуждения при коммутации может достигать нескольких ампер, на выходе стабилизатора потребуется мощный составной транзистор. Принципиальная схема стабилизатора показана на рис. 2. Диоды VD2 и VD3 защищают мощный транзистор VT1 от высоковольтных выбросов напряжения. Работа стабилизатора каких-либо особенностей не имеет. Ширину петли "гистерезиса" напряжения на батарее целиком определяют характеристики компаратора в детекторе напряжения; она близка к 0,2 В.
Работу по изготовлению нового стабилизатора начинают с разборки вышедшего из строя (17.3702). Для этого отключают выводы стабилизатора и снимают его с генератора. Отвинчивают винт МЗ, прикрепляющий к корпусу латунный угольник, и распаивают (удаляют припой) два вывода - ближайший к этому винту и ближайший к первому - это выводы от графитовых коллекторных щеток, находящихся на противоположной стороне корпуса и обозначенных буквами Ш и В. Распайку удобнее всего проводить, пользуясь паяльником и приспособлением для отсасывания расплавленного припоя. Затем выдвигают угольник с деталями по пластмассовым направляющим корпуса, отпаивают плату от трех уголковых выводов и демонтируют транзисторы.
Схема подключения изготовленного стабилизатора к генератору 37.3701 показана на рис. 3. Нумерация деталей стабилизатора (он обведен пунктирной линией) сохранена такой же, как на рис. 2. В генераторе (он обведен штрих-пунктирной линией) ОВ - обмотка возбуждения генератора.
Все элементы стабилизатора (кроме диода VD2 и транзистора VT1) монтируют на печатной плате размерами 33x24 мм из фольгированного стеклотекстолита
толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 4. Транзистор крепят на свое место на угольнике и изгибают выводы под прямым углом так, чтобы при установке платы (стороной с деталями - внутрь) они вошли каждый в свое отверстие.
Рядом, как и в заводском варианте, можно смонтировать второй такой же транзистор и соединить их параллельно. Однако увеличения надежности работы стабилизатора можно ожидать лишь в том случае, если оба транзистора либо тщательно подобраны одинаковыми по параметрам, либо уравнены их режимы по току коллектора (для чего в их эмиттерную цепь включают и подбирают уравнивающие резисторы малого сопротивления).
Действительно повысить надежность работы узла с одним (а не двумя) транзистором можно, если КТ973А заменить на КТ853А. Для этого, однако, придется незначительно скорректировать печатную плату с учетом различия в их цоколевке. Под транзисторы следует заложить теп-лопроводящую пасту.
Диод VD2 припаян к выводам Ш и В на корпусе стабилизатора.
При окончательной сборке стабилизатора смонтированную плату устанавливают на место старой, припаивают ее к выводам угольника и пропаивают выводы транзистора. Не забудьте обеспечить надежное соединение между общим (минусовым) проводником платы и угольником. Для этого на плате предусмотрено отверстие А - в него впаивают проволочную перемычку диаметром 0,8 мм, второй конец которой припаивают к угольнику снаружи. Угольник с платой по направляющим вдвигают на прежнее место и закрепляют винтом МЗ. Заключительная операция - пропайка выводов Ш и В, распаянных в начале разборки.
Прежде чем монтировать собранный стабилизатор на генератор, следует убедиться в его работоспособности. Для этого потребуются источник постоянного напряжения, регулируемого в пределах 2... 16 В, способный отдать в нагрузку ток 4,5.. .5 А (в крайнем случае подойдет девятиамперный ЛАТР с выпрямителем на мощных диодах и эффективным сглаживающим фильтром), нагрузочный резистор сопротивлением 5... 10 Ом мощностью не менее 50 Вт и вольтметр постоянного тока со шкалой на 16 В (или любой авометр).
Выводы В и Б стабилизатора соединяют с плюсовым выводом источника, а корпус - с минусовым. Нагрузочный резистор включают между плюсовым выводом источника и выводом Ш стабилизатора (можно временно припаять к пропаиваемому выводу на угольнике стабилизатора, ближайшему к винту МЗ), вольтметр - между выводом Ш и корпусом стабилизатора.
Источник питания устанавливают на минимум выходного напряжения и включают в сеть. При увеличении напряжения
питания до 9,2 В вольтметр должен показывать такое же увеличение. Дальнейшее увеличение питающего напряжения приведет к открыванию стабилитрона VD1, при этом начинает работать детектор и открывается транзистор VT1 - показания вольтметра должны уменьшится до напряжения насыщения коллектор-эмиттер транзистора, т. е. примерно до 1,5 В.
Если продолжать увеличивать напряжение питания, то показания вольтметра останутся без изменения. Однако на отметке 14 В произойдет переключение детектора и закрывание транзистора VT1 - вольтметр должен показать напряжение 14В.
После описанной проверки стабилизатор устанавливают на свое место на генераторе, восстанавливают все соединения и испытывают в комплексе.
В заключение необходимо заметить, что наряду с КР1171СП47 в стабилизаторе с тем же успехом можно использовать другие детекторы напряжения этой серии. Необходимо лишь подобрать стабилитрон VD1 (см. рис. 2), чтобы его напряжение стабилизации в сумме с напряжением срабатывания применяемого детектора находилось в пределах 13,8...14,1 В. Так, для работы с детектором КР1171СП64 потребуется стабилитрон на напряжение 7,6 В.
Если требуется обеспечить минимально возможное значение температурного коэффициента напряжения стабилизации, следует использовать стабилитрон на напряжение 5,6 В и детектор КР1171СП87.
(Ю.КИТРАРЬ)
| http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru |
Отписаться
Убрать рекламу |
| В избранное | ||
