Приветствую, радиолюбители самоделкины!
В жизни каждого заядлого радиолюбителя возникает момент, когда нужно воспользоваться паяльником где-то, где нет электрической сети — то есть в полевых условиях. Именно для этого придуманы и используются газовые паяльники, в которых нагрев жала происходит не за счёт действия электрического тока, а за счёт высокой температуры горения газа, к тому же, газовые паяльники можно использовать и в качестве газовой горелки. К их недостаткам, при этом, можно отнести некоторую небезопасность, особенно если речь заходит о дешёвых экземплярах. Газ, используемый в таким паяльниках, легко воспламеняем, а потому даже большой искры достаточно для возгорания, если паяльник повредится и резервуар с газом разгерметизируется. В продаже также можно найти электрические автономные паяльники, использующие для питания встроенные аккумуляторы — к их преимуществам можно отнести привычность использования, безопасность, а к недостаткам — низкое время автономной работы (зависит от ёмкости и количества встроенных аккумуляторов) и приличную цену. Однако нужно учитывать, что автономный электрический паяльник вполне реально сделать самому, в отличие от газового, потратив при этом для сборки не много времени и денег, покупая лишь нужные компоненты для сборки схемы и аккумуляторы. Схема импульсного паяльника показана ниже.
Данная схема импульсная, то есть в ней питающее напряжение от аккумуляторов не просто подаётся на нагревательный элемент, как это происходит в обычных сетевых паяльниках, а сперва превращается в последовательность высокочастотных импульсов, которые поступают на трансформатор. Первичная обмотка этого трансформатора будет содержать несколько витков, она будет питаться от аккумуляторов с помощью специальной схемы, а вторичная будет содержать всего один виток толстого медного провода — с неё будет сниматься мощность для непосредственного нагрева жала самодельного паяльника. Такая конструкция обеспечивает хорошую эффективность и большой КПД паяльника, ведь тепло будет выделяться непосредственно на самом жале паяльника. Рассмотрим более подробно каждую часть схемы, ведь она имеет некоторые свои особенности.
Паяльник будет использовать для питания два аккумулятора формата 18650 — этот типоразмер очень популярен в последнее время и используется повсеместно во многих портативных устройствах. Каждая «банка» 18650 может содержать ёмкость примерно 2000-2500 мА/ч и имеет сравнительно небольшие размеры. Для использования в паяльнике желательно применить высокотоковые аккумуляторы, которые способны отдавать ток до десятков ампер за короткое время без вреда для себя, но подойдут и «обычные», например, даже б.у. из аккумуляторов ноутбука. Стоит помнить, что чем больше будет ёмкость используемых аккумуляторов, тем дольше паяльник сможет работать без подзарядки. В среднем, при использовании 2-х аккумуляторов 18650, время его непрерывной работы составит 20 минут, этого более чем достаточно, чтобы в полевых условиях что-нибудь запаять или отремонтировать прибор. К преимуществам такого импульсного паяльника также можно отнести его крайне быстрое время нагрева — многие привыкли, что перед использованием паяльника нужно несколько минут ждать, пока он нагреется до рабочей температуры, а данный же паяльник будет набирать нужную температуру за считанные секунды благодаря использованию импульсной схемы преобразования.
На схеме можно увидеть, в самой левой её части, обозначенный прямоугольной рамкой модуль заряда литий-ионных аккумуляторов на микросхеме ТР4056, такие модули получили большое распространение и их можно купить на Али либо в любом магазине радиодеталей. Для работы схемы два аккумулятора должны быть соединены последовательно, для достижения нужного напряжения 7-9В, а при зарядке — параллельно, именно поэтому схема содержит переключатель S2, состоящий из двух групп перекидных контактов. В одном его положении аккумуляторы соединены параллельно — паяльник можно заряжать, а в другом — последовательно — паяльник готов к работе. Здесь нужно использовать переключатель, рассчитанный на большой ток, иначе он может нагреваться при долгой работе паяльника. Гальванические элементы В1 и В2 на схеме — собственно сами аккумуляторные батареи, важно устанавливать их на схему в соответствии с полярностью. Для соединения схемы с аккумуляторами можно использовать специальные держатели, либо закрепить на контактах аккумулятора жестяные пластинки с помощью точечной сварки — это самый надёжный вариант.
Далее, через предохранитель F1 питающее напряжение от аккумуляторов поступает на вход схемы. Не стоит пренебрегать безопасностью и убирать из схемы предохранитель, ведь в случае короткого замыкания литий-ионные аккумуляторы могут буквально взорваться, забрызгав пространство вокруг токсичными веществами. После предохранителя, перед схемой стоит каскад на транзисторе Q1 и микросхеме TL431 — он нужен для защиты аккумулятора от чрезмерного разряда. Схема потребляет достаточно большой ток и быстро «садит» аккумуляторы, а потому, если они не имеет встроенной защиты, данный каскад необходим. Как только напряжение на аккумуляторах опустится ниже критического минимума, который задаётся подстроечным резистором R2, транзистор Q1 закроется и паяльник перестанет включаться до следующей подзарядки, а светодиод LED1 при этом не будет загораться. Этот светодиод при сборке паяльника можно разместить в передней его части, таким образом, чтобы он освещал место пайки. После этого, если напряжение на аккумуляторах в норме, питание поступает на генератор прямоугольных импульсов, собранный на популярной микросхеме-таймере NE555. Элементы в обвязке этой микросхемы отвечают за частоту и скважность импульсов, вырабатываемых схемой, а потому нежелательно сильно отклоняться от заданных номиналов. Кнопка S1 без фиксации — она служит для включения паяльника. Использовать здесь кнопку с фиксацией, как, например, в обычных сетевых паяльника, не рационально, так как жало будет нагреваться практически мгновенно после нажатия кнопки, а держать паяльник включенным в то время, когда он не используется для пайки не стоит, иначе аккумуляторы сядут гораздо быстрее. Температуру жала также можно контролировать, отпуская и нажимая кнопку, давая жалу слегка остыть, если оно перегревается. Конденсаторы С1 и С2 — фильтрующие по питанию, не стоит экономить на их ёмкости, иначе напряжение на аккумуляторах будет просаживаться при генерации импульсов, а значит появятся ненужные пульсации. Готовые импульсы снимаются в 3 вывода микросхемы NE555 и через токоограничивающий резистор поступают на затвор полевого транзистора Q2, который будет коммутировать первичную обмотку импульсного трансформатора. Здесь можно применить практически любой мощный полевой транзистор с током затвора как минимум 20А, например, IRF1010, IRFZ44, IRF3102, предпочтение стоит отдать тем, у которых будет минимальное сопротивление открытого перехода, это позволит минимизировать потери. Этот транзистор — единственный элемент схемы, который будет слегка нагреваться (кроме жала, конечно) при работе, а потому его нужно поместить на небольшой радиатор, надёжно соединив болтом. Радиатор не обязательно должен иметь большие размеры — всё-таки паяльник предполагается портативным.
Несколько слов об изготовлении самого трансформатора. Он изготавливается на основе ферритового сердечника, достать который можно, например, из блока питания компьютера. При этом со штатного трансформатора нужно снять все заводские обмотки, оставив голый феррит — обмотки нужно будет намотать свои. Первичная будет содержать 14 витков медного провода диаметром 1-2 мм, а вторичная — всего один виток, но намотанный несколькими отрезками провода, идущими параллельно. В месте «шва» этого витка крепится жало, которое можно сделать, например, из вывода массивного электролитического конденсатора. Один виток вторичной обмотки — самый оптимальный вариант, при увеличении количества витков резко повышается нагрузка на схему и полевой транзистор, а при количестве витков, меньше одного (пол витка) снижается эффективность нагрева.
Всю конструкцию паяльника можно разместить в подходящем по размеру корпусе, на торце которого будет торчать жало, а по бокам в удобных местах будут устанавливаться кнопка включения и переключатель работа/зарядка. Конечно, такая конструкция паяльника не является самой удобной, но зато сможет без труда выручить в трудную минуту там, где нет электричества. Удачной сборки!
Источник (Source)
Подборки: Паяльник Микросхема Электроника NE555 Схема
Источник: