Fórum ElektroLab.eu

Jednoduchá no kvalitná

regulovateľná spájkovacia stanica
Jednoduchá no kvalitná
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  511 zobrazení
0
 0
Vybavenie dielne

Mojím cieľom bolo skonštruovať spájkovačku s termostatickou dvojstavovou reguláciou pre použitie so spájkovacím perom 24 V 50 W s termočlánkom od firmy Diametral. Nevyžadujem zobrazovanie teploty na displeji, stačí mi zobrazovanie stavu teploty ledkou a nastavovanie teploty potenciometrom, takže som použitie mikrokontroléra zavrhol a rozhodol sa pre zapojenie s operačnými zosilňovačmi.


Dosiahnuté výsledky

 

Regulácia funguje, odchýlky od nastavenej teploty sú do 6°C (na okrajoch rozsahu, v okolí bežne používaných teplôt sú menšie, ale aj to by sa ešte dalo doladiť). Rozsah regulácie mám nastavený 80 – 450 °C.

Pri meraní vlastností termočlánku v spájkovacom pere ma potešilo, že výstupné napätie termočlánku v závislosti od teploty hrotu má dobre lineárnu závislosť aj napriek jeho vzdialenosti od povrchu hrotu kde som meral teplotu (očakával som že by sa mohla vyskytnúť nejaká zjavne nelineárna funkcia, kvôli zaostávaniu teploty hrotu za teplotou vnútra pera).

Jediné čo mi nevyšlo celkom je hysteréza, skutočná je menšia ako nastavená.

Zhrniem to tak, že som spokojný.

 

Popis zapojenia

 

Riadiaca elektronika je určená pre použitie spájkovacieho pera s termočlánkom na meranie teploty hrotu, dá sa použiť aj pre iné perá, nielen pre to, čo som použil ja. V tom prípade by stačilo zmeniť zosilnenie IO1 tak, aby sa zachoval výstup 15 mV/K, prípadne triak na väčší prúd.

Zariadenie je napájané zo sieti cez trafo 230 / 12, 24 V; 24 V sekundár slúži na napájanie ohrevu, 12V pre riadiace obvody (nemusia byť od seba oddelené).

V riadiacich obvodoch som použil CMOS-ové OZ, keďže termočlánok som chcel zaťažovať čo najmenším prúdom a tiež pri diferenčnom zosilňovači sa ukazujú výhodnejšie. Typy TLC 271 / 272 (STM: TS272) sú schopné dodávať výstupné napätie až k nule, takže nepotrebujú symetrické napájanie. Miesto dvoch TLC272 by sa dal použiť jeden TLC274. Obvody pracujú s konštantou citlivosti 15 mV/°C.


Napätie z termočlánku (UT) je zosilnené IO1, R8 slúži na nastavenie zosilnenia, R7 na nastavenie vstupného ofsetu IO1. Za ním nasleduje filter, ten slúži na potlačenie zvlnenia napätia (keď je zapnutý ohrev, tak sa indukuje striedavá zložka do UT).

Komparátor IO3A porovnáva skutočnú a požadovanú teplotu pera, podľa toho zapne buď zelenú ledku keď je pero zohriate na požadovaú teplotu alebo žltú ledku a optotriak (teda aj ohrev pera), ak je teplota nižšia ako žiadaná. Vysoká úroveň na výstupe IO3A znamená, že pero je zohriate, nízka že sa pero zohrieva.

Diferenčný zosilňovač IO3B slúži na vytvorenie hysterézie komparátora (ovplyvňuje referenčné napätie).

IO2A slúži na impedančné oddelenie hysterézneho napätia UH, vytvoreného deličom R12 – R13, jeho veľkosť sa dá nastaviť pomocou R12. IO2B oddeľuje napätie z potenciometra, R10 a R11 určujú hranice nastavenia teploty.

Tranzistory T1 – T3 spínajú dvojfarebnú ledku a prostredníctvom optotriaku ohrev.

Riadiaca elektronika je napájaná 10 V zo stabilizátora 78L10.

 

Schéma zapojenia

 

Plná veľkosť obrázka - klikni

 

Doska plošných spojov a osadenie

 

Plná veľkosť obrázka - klikni


Postup oživenia


Osadím všetky súčiastky, plošák pripojím k trafu. Triak je na strane súčiastok, chladiacou plôškou hore. Dvojice odporov R14 – R15 a R16 – R17 treba vybrať tak, aby mali pokiaľ možno rovnaké hodnoty (v rámci schopností nášho MP), prípadne aby pomery R15/R14 a R17/R16 boli rovnaké. (Pokiaľ by tam boli veľké odchýlky, tak by to spôsobovalo nepresnosti; s bežnými 1% odpormi a multimetrom to bolo v poriadku).

Miesto spájkovacieho pera spojiť svorky T+ a T- krátkym vodičom (simuluje termočlánok s nulovým rozdielom teplôt). Svieti žltá ledka signalizujúca zapnutý ohrev. Skontrolujem napätie stabilizátora, má byť 10 V.

Na výstup IO1 sa pripojí (mili)voltmeter a pomocou R7 dostavím ofset OZ. Najprv nájdem aké minimálne napätie sa dá dosiahnuť, potom sa vrátim a veľmi pomaly znižujem napätie, keď sa dostanem na zistenú min hodnotu, hneď prestanem. Ofset je nastavený.

Pokračujem nastavením medzí regulácie teploty hrotu (trimre R10 a R11). Treba pamätať, že termočlánok meria rozdiel teplôt, takže ak chcem spájkovačku nastaviť na prevádzku pri teplote okolia 20°C, tak od každej teploty odpočítam týchto 20, napr. chcem mať hornú hranicu 450°C, takže max U na potenciometri bude (450 – 20) * 15 = 6450 mV. Pre minimálnu teplotu 80°C to bude 900 mV. Zmeriam skutočný odpor potenciometra, viem aké napätia majú byť na krajných vývodoch potenciometra a teda viem spočítať aký odpor má mať R11 resp R10.

Najprv nastavím napr. R11. Vypočítal som jeho odpor, viem že celý delič R10 – PR1 – R11 je napájaný 10V, teda viem spočítať aké napätie (dočasné) bude na R11 keby som R10 nastavil na 0Ω (na PR1 bude 10V), tak R10 nastavím na 0Ω (pravý doraz), nastavím R11 tak aby na ňom bolo dočasné napätie. A potom nastavím R10 tak, aby na PR1 bolo požadovaných 6450 mV, na R11 je teraz požadovaných 900 mV.

Pripojím pero, zapnem spájkovačku a počkám kým sa rozsvieti zelená ledka. Zmerám napätie medzi svorkami S1 a S2 (výhrevné teleso pera), musí byť 0. Nastavím R12 tak, aby na výstupe IO2A bolo požadované UH, napr 120 mV pre 8 °C (tu som dosiahol skutočných 4 – 5 °C).

Nakoniec treba nastaviť zosilnenie IO1. Nastavím UPOT podľa toho pri akej teplote hrotu mienim nastavovať zosilnenie (-20°C!). Na hrot priložím kontrolný teplomer, je dobré dať naň kvapku teplovodivej pasty. Nastavujem R8 dokým sa teplota hrotu nezastabilizuje na nastavenej. Pri otáčaní R8 doprava sa teplota hrotu zvyšuje. Merať napätie UT je nevhodné lebo sa príliš rýchlo mení, oveľa rýchlejšie ako teplota hrotu.

 

Realizácia

 

 

Na stiahnutie

 

Spajkovacka (.brd, .sch, osadenie) - klikni

Spájkovačka je nastavená, môžme spájkovať :-).

 

Autor konštrukcie "aero"

 

 


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

Webwiki ButtonSeo servis