Site Loader

Содержание

Как сделать регулятор напряжения для паяльника

Схем регуляторов напряжения для паяльника на тиристорах очень много. Их преимущество — высокий КПД, малые размеры. Кроме того, такой регулятор греется незначительно. Недостаток — высокий уровень помех, который подобные схемы выдают в сеть. Их можно гасить, поставив на входе конденсаторы. Но в таком случае регулировка напряжения не будет плавной.

Тиристорных схем регулирования напряжения питания паяльников действительно много. Работают они по-разному, да и компоненты применяют различные. Некоторые вполне работоспособные решения не слишком хороши в эксплуатации из-за нестабильно работающих составляющих.

Регулятор напряжения для паяльника на 220 В на тиристоре

Приведённая выше схема позволяет регулировать выходное напряжение от 110 вольт до сетевого. Хороша тем, что построена на широко распространённых и стабильных в работе транзисторах серии КТ361 и 315 и тиристоре КУ202Н. Остальные компоненты — резисторы и всего один конденсатор. Стоит только грамотно подобрать регулятор R2 — чтобы было удобно с ним работать (плавный ход ручки).

А также обратите внимание на пределы регулировки и на мощность, на которую эти компоненты рассчитаны. Устройство рассчитано на ток до 10 А, тиристор VD2 должен быть установлен на теплоотвод.

Содержание статьи

Регулятор без помех

Этот регулятор можно использовать для любой нагрузки. Для устранения пульсаций используется постоянное напряжение. Имеет более широкий интервал изменения напряжений. Мощность ограничивается диодным мостом КЦ405А, в данном случае 100 ватт.

Регулировка паяльника с устранённым эффектом пульсации

При проверке работоспособности схемы случается, что регулировки не происходит. Это бывает связано с чувствительностью тиристора. То есть напряжения на управляющем электроде не хватает для открытия p-n перехода. Можно подобрать деталь с более высокой чувствительностью или найти аналог.

При появлении гула в паяльнике включите в цепь нагрузки индуктивность. Её величина подбирается до исчезновения эффекта.

Простой регулятор напряжения на симисторе

Пожалуй, самая простая схема управления напряжением нагрузки для повторения, с неплохими характеристиками.

Схема простого регулятора напряжения на симисторе

Схема небольшая и уместится даже в маленький в корпус зарядки от телефона. По такой схеме собраны регуляторы оборотов пылесосов, например. Разве что динистор может быть заменён оптопарой.

Аналогичную сборку имеют и диммеры на АлиЭкспресс. В продаже имеются как с радиатором, так и без. Без радиатора допускается нагрузка до 60 Вт.

Диммер для паяльника

Регулятор для паяльника на микросхеме

Вариант непрост, но имеет свои плюсы. Плавное регулирование напряжения на нагрузке от 0 до 2 кВт и отсутствие помех. При эксплуатации на большой мощности обязательна установка радиатора на VS1.

Самодельный регулятор паяльника без помех

К561ЛА7 — К176ЛА7.
КД503А — КД514А, КД522А.
КТ361В — КТ326В, КТ361А.

Простая схема для 36 вольтового паяльника

Эта схема вполне рабочая с минимумом деталей.

Простая схема регулятора паяльника низковольтного переменного напряжения

Есть аналогичные схемы регулирования сетевого напряжения. Здесь только меньше предел регулировки.

Регулятор для паяльника 36 вольт

Современная электроника требует для монтажа деталей иметь в наличии низковольтный паяльник. Реализовать его питание можно по приведённой ниже схеме. Она позволяет регулировать температуру паяльника в широких пределах. А используя в качестве ключа мощный полевой транзистор снижаются потери.

Регулятор для паяльника на микросхеме

На DA 1 собран ждущий мультивибратор, управляющий работой транзистора VT1. Он открывается с появлением на затворе положительного напряжения.

Для снижения помех работа мультивибратора синхронизирована с частотой сети. Достигается это подачей пульсирующего напряжения на вывод 2 DA1 через делитель R2- R3. Порог срабатывания микросхемы устанавливается подстройкой R3. С периодом 10 мс на выводе 3 DA1 идут импульсы с длительностью, зависящей от положения регулятора R4.

К деталям схема не критична. Микросхема КР1006ВИ1 может быть заменена аналогами LM 555 или NE 555. VD 1 — VD 4 с током не менее 3А. Полевик BUZ 11 меняется на IRF 540 или КП540.

Регулятор температуры на микроконтроллере PIC 16F628

Данный цифровой регулятор мощности позволяет отобразить уровень нагрузки, с автоматическим её отключением при долгом не простое. Минус схем с микроконтроллером, это необходимость его предварительной прошивки. Прошивка, печатная плата и схема доступна для скачивания в конце заметки.

Регулятор для паяльника на микроконтроллере PIC 16F628

Регулирование температуры осуществляется за счёт пропуска периодов сетевого напряжения. При уровне мощности «0», нагрузка подключена на один период, с паузой в 15 периодов. На уровне мощности «3», нагрузка подключается на 4 периода с паузой в 12 периодов. На уровне «15», нагрузка включена полностью.

Выставленный уровень показывается на индикаторе в виде цифр от 0 до 9 и букв ABCDEF. Прибавить или убавить температуру можно, удерживая кнопку.

Нажав одновременно и удерживая обе кнопки можно отключить нагрузку. Индикатор уровня будет мигать.

Через 2 часа нагрузка автоматически выключается. Возобновление работы производится нажатием и удержанием обеих кнопок или отключением регулятора от сети.

Перед началом монтажа детали регулятора проверьте мультиметром. Как правило, наладки при исправных деталях и правильно собранной схеме не требуется. Прошивка, печатная плата и схема регулятора на PIC 16F628.

Регулятор мощности для паяльника своими руками: конструкция и элементная база

Во время работы с электрическим паяльником необходимо следить за температурой нагрева его жала. Она должна быть постоянной и не меняться. Однако в реальных условиях показатели часто то уменьшаются, то увеличиваются. Это приводит к тому, что приходится использовать специальный регулятор мощности для паяльника.


Паяльник часто используется во время ремонта электроники

Конструкция и детали

Многих людей интересует, какая может быть конструкция у такого регулятора. Данное устройство может быть наружным, в виде небольшого отдельного блока. Иногда встречаются более компактные конструкции, которые встраиваются в паяльную станцию или в корпус розетки.

Главными деталями регулятора мощности паяльника являются резисторы. Их мощность должна составлять не меньше 0,125 Вт. Если в устройстве присутствует R5, его мощность — от 2 Вт.

Дополнительная информация! Возможно, придется подбирать другой номинал деталей, чтобы напряжение в питании не опускалось ниже 11 В.

Как функционирует контролер паяльника

Существует огромное количество схем устройств для настройки нагрева паяльной станции. Однако все они работают по одинаковому принципу, который заключается в увеличении или уменьшении входной мощности. В редких случаях тот или иной регулятор для паяльника может отличаться по таким признакам:

  • тип используемой электронной схемы;
  • установленный измеряемый элемент для определения мощности;
  • число ступеней настройки мощности.

Независимо от вышеперечисленных отличий, данные устройства в любом случае будут представлять собой обычный коммутатор для регулирования мощности.

Варианты монтажа регуляторов мощности паяльника

Корпус розетки идеально подходит для установки регулятора мощности

В зависимости от поставленных задач, устройство для настройки мощности паяльной станции можно поместить в несколько различных корпусов:

  • Вилка. Это наиболее распространенный и удобный вариант. Довольно часто люди используют для этого зарядку от смартфона или корпусы от других адаптеров.
  • Внутри паяльника. Некоторые паяльные станции имеют достаточно большие корпуса, внутри которых можно без проблем расположить регулятор. Это очень удобно, так как устройство будет всегда под рукой.
  • Розетка. Часто регулятор напряжения для паяльника располагают внутри розеток. Этот способ можно использовать, если нет вилки или не хватает места в паяльной станции.

Важно! Прежде чем устанавливать регулятор в тот или иной корпус, надо ознакомиться с инструкцией и разобраться, как это делать правильно.

Необходимые материалы и инструменты

Микроконтроллер нужен для управления устройством

Чтобы сделать регулятор для паяльника своими руками, понадобятся следующие материалы:

  • Тиристор — электронный ключ для пропуска тока в одном направлении.
  • Симистор — подвид тиристора для проведения тока в двух направлениях.
  • Резистор — используется для конвертации напряжения в силу тока.
  • Конденсатор — необходим для своевременного выключения тиристора.
  • Стабилитрон — нужен для стабилизации напряжения.
  • Микроконтроллер Atmega — отвечает за электронное управление.

Из инструментов может понадобиться паяльник, отвертки, нож, флюс и припой.

Электрические принципиальные схемы регуляторов температуры паяльника

Прежде чем приступить к созданию и установке регулятора, необходимо ознакомиться с основными принципиальными схемами.

Схема регулятора для паяльника без помех на микросхеме

Данный вариант используют довольно редко, так как воплотить в жизнь такую схему непросто. Однако если в доме подключено огромное количество электроники, лучше пользоваться именно таким регулятором. Он будет отлично работать и при этом не выдавать в сеть помехи.

Стоит отметить, что пользоваться данной схемой нужно только в тех случаях, если человек работает с паяльной станцией ежедневно. Если же она большую часть времени лежит без дела, можно попробовать варианты попроще.

На базе фазовых регуляторов мощности PR1500S

PR1500S часто используется для изменения мощности паяльников

В данном случае устройство оснащается специальным фазовым регулятором. Других деталей в этой схеме не так много и поэтому сборка конструкции выполняется достаточно быстро.

Чтобы сделать регулятор температуры паяльника, используя эту схему, придется заранее подготовить резистор переменного типа с встроенным выключателем. Также понадобится конденсатор на 620 В. Он нужен, чтобы устранить помехи, которые могут появиться во время работы.

Регулятор мощности на симисторе КУ208Г

Это одна из наиболее простых схем, которую часто используют во время создания регуляторов мощности паяльника. Все, что понадобится для изготовления устройства — симистор и димистор.

Чтобы приспособление для настройки температуры правильно работало, пригодится димистор DB3 и симистор ВТ139.

Главное достоинство такой схемы — ее компактность. Она без проблем помещается в зарядный блок телефона.

На оптосимисторе МОС204х/306х/308х

Оптосимисторы устанавливаются практически во все регуляторы

Относительно популярная схема, которой довольно часто пользуются во время создания регуляторов. В этом случае при создании устройства рекомендуется пользоваться оптическими симисторами, так как они могут открываться, если напряжение переходит через ноль.

Также в схеме используется специальный индикатор-таймер 555 серии. Он необходим для своевременного отключения регулятора.

Важно! Все компоненты, которые используются в этой схеме, очень маленькие. Это позволяет размещать устройство практически в любом корпусе.

Регулировка на интегральном стабилизаторе

Распространенный метод настройки мощности паяльной станции — использование стабилизаторов интегрального типа. С их помощью удастся легко сделать регулятор напряжения, который позволит уменьшать и увеличивать температуру нагрева паяльного жала.

Единственный серьезный недостаток применения таких стабилизаторов заключается в том, что они сильно нагреваются. Это часто приводит к перегреванию стабилизирующей микросхемы.

С ШИМ-контроллером

Некоторые люди решают регулировать мощность при помощи специального ШИМ-контроллера. Для таких целей можно воспользоваться любой моделью, которая работает на частоте около 1 Гц. В качестве основного коммутирующего элемента в этой плате используется полевой транзистор. Его можно купить или найти на любой старой материнке. Подойдет любой транзистор, напряжение которого не опускается ниже 12 В.

Транзисторный регулятор мощности

Устройства на ШИМ-контроллерах — одни из наиболее эффективных

Многие пользуются транзисторными терморегуляторами для паяльника. Главное их преимущество заключается в том, что в них отсутствуют помехи. Еще одно преимущество таких устройств заключается в том, что они могут работать с индуктивной нагрузкой. Это позволяет использовать их не только с паяльниками, но и со светодиодными лампочками.

Монтировать транзистор необходимо на радиатор толщиной не менее трех сантиметров. Это предотвратит перегревание устройства во время его работы.

Важно! Подключаемая нагрузка должна быть меньше 100 Вт. При этом диапазон регулировки составляет от 10 до 220 В.

Регулятор мощности для паяльника на 20-36 В переменного напряжения

Если паяльник работает от сети с пониженным напряжением, для него придется делать отдельный регулятор.

Элементная база

Чтобы самостоятельно сделать такое устройство, понадобится заранее подготовить следующие компоненты:

  • Транзистор КТ815Б. Если такого нет, вместо него можно установить КТ815Г.
  • Диодный мост КЦ401А. Также для регулятора подойдет КЦ402 Б или С.
  • Диоды. Для регулятора мощности лучше использовать модели из серии Д9.

Также понадобятся конденсаторы. Рекомендуется устанавливать оксидные элементы типа К50-6.

Особенности монтажа

Печатная плата используется для соединения всех элементов регулятора

Чтобы изготовить такой регулятор, придется заранее заказать макет печатной платы и на нем разместить всю элементную базу. Особое внимание необходимо уделить резисторам. Дело в том, что их параметры подбираются в зависимости от желаемого предела регулирования.

Все компоненты рекомендуется размещать на радиаторе Г-образной формы. С лицевой стороны или в верхней части корпуса регулятора необходимо установить розетку для подключения паяльной станции.

Проверка и регулировка схемы

Чтобы проверить работоспособность устройства, необходимо воспользоваться мультиметром. Если во время вращения ручки регулирования мощности выходное напряжение будет меняться, значит все работает исправно. Однако иногда показатели напряжения не изменяются. Это говорит о том, что во время сборки регулятора были допущены ошибки.

Во время использования паяльника часто приходится вручную настраивать его мощность. Делается это при помощи специального регулятора. Его можно приобрести в специализированных магазинах или сделать самостоятельно.

Стабильный регулятор мощности паяльника на 36В

Предлагаемая конструкция регулятора мощности обеспечивает плавное регулирование в пределах от 50 до 100% мощности низковольтного электропаяльника. В отличие от фазового регулятора К1182ПМ1 данная схема имеет гораздо более стабильные параметры и не чувствительна к наводкам, а по стоимости деталей равна К1І82ПМ1.

Принцип регулирования мощности — фазовый. В отличие от К1182ПМ1, где силовой ключ выполнен на аналоге тиристора, в предлагаемой схеме используется мощный полевой транзистор, что дает возможность обеспечить плавное включение нагрузки при прохождении переменного напряжения через нуль.

Принципиальная схема

На диоде VD1, резисторе R1 и стабилитроне ZD1 с конденсатором C1 выполнен однополупериодный выпрямитель и параметрический стабилизатор напряжения питания. На ждущем мультивибраторе DD1 выполнен генератор импульсов фазового регулирования. Времязадающая цепь R3C2 обеспечивает формирование импульса длительностью 0Д..10 мс.

Мощность плавно изменяется переменным резистором R4. Когда контакты переключателя SA1 замкнуты, обеспечивается плавное регулирование мощности. Если же контакты SA1 разомкнуты, в нагрузку поступает полная мощность, что необходимо для быстрого разогрева паяльника.

Запуск мультивибратора обеспечивает положительный полупериод переменного напряжения, поступающий через ограничительный резистор R2 на вывод 12 DD1.

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора мощности паяльника на 36В.

Ограничение по амплитуде поступающего на вывод 12 напряжения обеспечивают встроенные в DD1 диоды. Перезапуск мультивибратора, который может возникать вследствие снижения напряжения из-за включения нагрузки, блокирован замыканием вывода 9 на вывод 11 DD1. Резистор R5 защищает выход DD1 от импульсов напряжения, проходящих через паразитную емкость сток-затвор мощного полевого транзистора VT1.

Отрицательные полупериоды переменного напряжения поступают в нагрузку через встроенный в VT1 диод. Светодиод VD2 индицирует мощность, поступающую в нагрузку Rh.

Конструкция и детали

Поскольку схема несложная, проще всего устройство выполнить на небольшой макетной плате. Все постоянные резисторы могут быть типа МЛТ-0,125.

Стабилитрон ZD1 — любого типа на номинальное напряжение около 10 В. Для обеспечения большей стабильности времязадающий конденсатор С2 лучше использовать пленочный. Переменный резистор R4 типа СПЗ-46М или аналогичный.

Светодиод VD2 типа АЛ307. В зависимости от мощности нагрузки полевой транзистор VT1 можно заменить другим п-канальным, например IRF530, IRFZ24N, с максимальным напряжением перехода сток-исток не менее 50 В.

Ю.В. Сафонов, г.Киев. Электрик-2004-11.

Схема тиристорного регулятора мощности без помех

Для того, чтобы получить качественную и красивую пайку требуется правильно подобрать мощность паяльника и обеспечить определенную температуру его жала в зависимости от марки применяемого припоя. Предлагаю несколько схем самодельных тиристорных регуляторов температуры нагрева паяльника, которые с успехом заменят многие промышленные несравнимые по цене и сложности.

Внимание, нижеприведенные тиристорные схемы регуляторов температуры гальванически не развязаны с эклектической сетью и прикосновение к токоведущим элементам схемы может привести к поражению электрическим током!

Для регулировки температуры жала паяльника применяют паяльные станции, в которых в ручном или автоматическом режиме поддерживается оптимальная температура жала паяльника. Доступность паяльной станции для домашнего мастера ограничена высокой ценой. Для себя я вопрос по регулированию температуры решил, разработав и изготовив регулятор с ручной плавной регулировкой температуры. Схему можно доработать для автоматического поддержания температуры, но я не вижу в этом смысла, да и практика показала, вполне достаточно ручной регулировки, так как напряжение в сети стабильно и температура в помещении тоже.

Классическая тиристорная схема регулятора

Классическая тиристорная схема регулятора мощности паяльника не соответствовала одному из главных моих требований, отсутствию излучающих помех в питающую сеть и эфир. А для радиолюбителя такие помехи делают невозможным полноценно заниматься любимым делом. Если схему дополнить фильтром, то конструкция получится громоздкой. Но для многих случаев использования такая схема тиристорного регулятора может с успехом применяться, например, для регулировки яркости свечения ламп накаливания и нагревательных приборов мощностью 20-60вт. Поэтому я и решил представить эту схему.

Для того, что понять как работает схема, остановлюсь подробнее на принципе работы тиристора. Тиристор, это полупроводниковый прибор, который либо открыт, либо закрыт. чтобы его открыть, нужно на управляющий электрод подать положительное напряжение 2-5 В в зависимости от типа тиристора, относительно катода (на схеме обозначен k). После того, как тиристор открылся (сопротивление между анодом и катодом станет равно 0), закрыть его через управляющий электрод не возможно. Тиристор будет открыт до тех пор, пока напряжение между его анодом и катодом (на схеме обозначены a и k) не станет близким к нулевому значению. Вот так все просто.

Работает схема классического регулятора следующим образом. Сетевое напряжение переменного тока подается через нагрузку (лампочку накаливания или обмотку паяльника), на мостовую схему выпрямителя, выполненную на диодах VD1-VD4. Диодный мост преобразует переменное напряжение в постоянное, изменяющееся по синусоидальному закону (диаграмма 1). При нахождении среднего вывода резистора R1 в крайнем левом положении, его сопротивление равно 0 и когда напряжение в сети начинает увеличиваться, конденсатор С1 начинает заряжаться. Когда С1 зарядится до напряжения 2-5 В, через R2 ток пойдет на управляющий электрод VS1. Тиристор откроется, закоротит диодный мост и через нагрузку пойдет максимальный ток (верхняя диаграмма).

При повороте ручки переменного резистора R1, его сопротивление увеличится, ток заряда конденсатора С1 уменьшится и надо будет больше времени, чтобы напряжение на нем достигло 2-5 В, по этому тиристор уже откроется не сразу, а спустя некоторое время. Чем больше будет величина R1, тем больше будет время заряда С1, тиристор будет открываться позднее и получаемая мощность нагрузкой будет пропорционально меньше. Таким образом, вращением ручки переменного резистора, осуществляется управление температурой нагрева паяльника или яркостью свечения лампочки накаливания.

Выше приведена классическая схема тиристорного регулятора выполненная на тиристоре КУ202Н. Так как для управления этим тиристором нужен больший ток (по паспорту 100 мА, реальный около 20 мА), то уменьшены номиналы резисторов R1 и R2, а R3 исключен, а величина электролитического конденсатора увеличена. При повторении схемы может возникнуть необходимость увеличения номинала конденсатора С1 до 20 мкФ.

Простейшая тиристорная схема регулятора

Вот еще одна самая простая схема тиристорного регулятора мощности, упрощенный вариант классического регулятора. Количество деталей сведено к минимуму. Вместо четырех диодов VD1-VD4 используется один VD1. Принцип работы ее такой же, как и классической схемы. Отличаются схемы только тем, что регулировка в данной схеме регулятора температуры происходит только по положительному периоду сети, а отрицательный период проходи через VD1 без изменений, поэтому мощность можно регулировать только в диапазоне от 50 до 100%. Для регулировки температуры нагрева жала паяльника большего и не требуется. Если диод VD1 исключить, то диапазон регулировки мощности станет от 0 до 50%.

Если в разрыв цепи от R1 и R2 добавить динистор, например КН102А, то электролитический конденсатор С1 можно будет заменить на обыкновенный емкостью 0,1 mF. Тиристоры для выше приведенных схем подойдут, КУ103В, КУ201К (Л), КУ202К (Л, М, Н), рассчитанные на прямое напряжение более 300 В. Диоды тоже практически любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В.

Приведенные выше схемы тиристорных регуляторов мощности с успехом можно применять для регулирования яркости свечения светильников, в которых установлены лампочки накаливания. Регулировать яркость свечения светильников, в которых установлены энергосберегающие или светодиодные лампочками, не получится, так как в таких лампочках вмонтированы электронные схемы, и регулятор просто будет нарушать их нормальную работу. Лампочки будут светить на полную мощность или мигать и это может даже привести к преждевременному выходу их из строя.

Схемы можно применять для регулировки при питающем напряжении в сети переменного тока 36 В или 24 В. Нужно только на порядок уменьшить номиналы резисторов и применить тиристор, соответствующий нагрузке. Так паяльник мощностью 40 Вт при напряжении 36 В будет потреблять ток 1,1 А.

Тиристорная схема регулятора не излучающая помехи

Главное отличие схемы представляемого регулятора мощности паяльника от выше представленных, это полное отсутствие радиопомех в электрическую сеть, так как все переходные процессы происходят во время, когда напряжение в питающей сети равно нулю.

Приступая к разработке регулятора температуры для паяльника, я исходил из следующих соображений. Схема должна быть простой, легко повторяемой, комплектующие должны быть дешевыми и доступными, высокая надежность, габариты минимальными, КПД близок к 100%, отсутствие излучающих помех, возможность модернизации.

Работает схема регулятора температуры следующим образом. Напряжение переменного тока от питающей сети выпрямляется диодным мостом VD1-VD4. Из синусоидального сигнала получается постоянное напряжение, изменяющееся по амплитуде как половина синусоиды с частотой 100 Гц (диаграмма 1). Далее ток проходит через ограничительный резистор R1 на стабилитрон VD6, где напряжение ограничивается по амплитуде до 9 В, и имеет уже другую форму (диаграмма 2). Полученные импульсы заряжают через диод VD5 электролитический конденсатор С1, создавая питающее напряжение около 9 В для микросхем DD1 и DD2. R2 выполняет защитную функцию, ограничивая максимально возможное напряжение на VD5 и VD6 до 22 В, и обеспечивает формирование тактового импульса для работы схемы. С R1 сформированный сигнал подается еще на 5 и 6 выводы элемента 2ИЛИ-НЕ логической цифровой микросхемы DD1.1, которая инвертирует поступающий сигнал и преобразовывает в короткие импульсы прямоугольной формы (диаграмма 3). С 4 вывода DD1 импульсы поступают на 8 вывод D триггера DD2.1, работающего в режиме RS триггера. DD2.1 тоже, как и DD1.1 выполняет функцию инвертирования и формирования сигнала (диаграмма 4).

Обратите внимание, что сигналы на диаграмме 2 и 4 практически одинаковые, и казалось, что можно сигнал с R1 подавать прямо на 5 вывод DD2.1. Но исследования показали, что в сигнале после R1 находится много приходящих из питающей сети помех и без двойного формирования схема работала не стабильно. А ставить дополнительно LC фильтры, когда есть свободные логические элементы не целесообразно.

На триггере DD2.2 собрана схема управления регулятора температуры паяльника и работает она следующим образом. На вывод 3 DD2.2 с вывода 13 DD2.1 поступают прямоугольные импульсы, которые положительным фронтом перезаписывают на выводе 1 DD2.2 уровень, который в данный момент присутствует на D входе микросхемы (вывод 5). На выводе 2 сигнал противоположного уровня. Рассмотрим работу DD2.2 подробно. Допустим на выводе 2, логическая единица. Через резисторы R4, R5 конденсатор С2 зарядится до напряжения питания. При поступлении первого же импульса с положительным перепадом на выводе 2 появится 0 и конденсатор С2 через диод VD7 быстро разрядится. Следующий положительный перепад на выводе 3 установит на выводе 2 логическую единицу и через резисторы R4, R5 конденсатор С2 начнет заряжаться.

Время заряда определяется постоянной времени R5 и С2. Чем величина R5 больше, тем дольше будет заряжаться С2. Пока С2 не зарядится до половины питающего напряжения на выводе 5 будет логический ноль и положительные перепады импульсов на входе 3 не будут изменять логический уровень на выводе 2. Как только конденсатор зарядится, процесс повторится.

Таким образом, на выходы DD2.2 будет проходить только заданное резистором R5 количество импульсов из питающей сети, и самое главное, перепады этих импульсов будут происходить, во время перехода напряжения в питающей сети через ноль. Отсюда и отсутствие помех от работы регулятора температуры.

С вывода 1 микросхемы DD2.2 импульсы подаются на инвертор DD1.2, который служит для исключения влияния тиристора VS1 на работу DD2.2. Резистор R6 ограничивает ток управления тиристором VS1. Когда на управляющий электрод VS1 подается положительный потенциал, тиристор открывается и на паяльник подается напряжение. Регулятор позволяет регулировать мощность паяльника от 50 до 99%. Хотя резистор R5 переменный, регулировка за счет работы DD2.2 нагрева паяльника осуществляется ступенчато. При R5 равному нулю, подается 50% мощности (диаграмма 5), при повороте на некоторый угол уже 66% (диаграмма 6), далее уже 75% (диаграмма 7). Таким образом, чем ближе к расчетной мощности паяльника, тем плавне работает регулировка, что позволяет легко отрегулировать температуру жала паяльника. Например, паяльник 40 Вт, можно будет настроить на мощность от 20 до 40 Вт.

Конструкция и детали регулятора температуры

Все детали тиристорного регулятора температуры размещены на печатной плате из стеклотекстолита. Так как схема не имеет гальванической развязки с электрической сетью, плата помещена в небольшой пластмассовый корпус бывшего адаптера с электрической вилкой. На ось переменного резистора R5 надета ручка из пластмассы. Вокруг ручки на корпусе регулятора, для удобства регулирования степени нагрева паяльника, нанесена шкала с условными цифрами.

Шнур, идущий от паяльника, припаян непосредственно к печатной плате. Можно сделать подключение паяльника разъемным, тогда будет возможность подключать к регулятору температуры другие паяльники. Как это ни удивительно, но ток, потребляемый схемой управления регулятора температуры, не превышает 2 мА. Это меньше, чем потребляет светодиод в схеме подсветки выключателей освещения. Поэтому принятия специальных мер по обеспечению температурного режима устройства не требуется.

Микросхемы DD1 и DD2 любые 176 или 561 серии. Советский тиристор КУ103В можно заменить, например, современным тиристором MCR100-6 или MCR100-8, рассчитанные на ток коммутации до 0,8 А. В таком случае можно будет управлять нагревом паяльника мощностью до 150 Вт. Диоды VD1-VD4 любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В и ток не менее 0,5 А. Отлично подойдет IN4007 (Uоб=1000 В, I=1 А). Диоды VD5 и VD7 любые импульсные. Стабилитрон VD6 любой маломощный на напряжение стабилизации около 9 В. Конденсаторы любого типа. Резисторы любые, R1 мощностью 0,5 Вт.

Регулятор мощности настраивать не требуется. При исправных деталях и без ошибок монтажа заработает сразу.

Схема разработана много лет назад, когда компьютеров и тем более лазерных принтеров не было в природе и поэтому чертеж печатной платы я делал по дедовской технологии на диаграммной бумаге с шагом сетки 2,5 мм. Затем чертеж приклеивал клеем «Момент» на плотную бумагу, а саму бумагу к фольгированному стеклотекстолиту. Далее сверлились отверстия на самодельном сверлильном станке и руками вычерчивались дорожки будущих проводников и контактные площадки для пайки деталей.

Чертеж тиристорного регулятора температуры сохранился. Вот его фотография. Изначально выпрямительный диодный мост VD1-VD4 был выполнен на микросборке КЦ407, но после того, как два раза микросборку разорвало, заменил ее четырьмя диодами КД209.

Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

Для уменьшения помех излучаемых тиристорными регуляторами мощности в электрическую сеть применяют ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода. Такие ферритовые фильтры можно встретить во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и в других изделиях. Эффективным, подавляющим помехи ферритовым фильтром можно дооснастить любой тиристорный регулятор. Достаточно пропустить провод подключения к электрической сети через ферритовое кольцо.

Устанавливать ферритовый фильтр нужно как можно ближе к источнику помехи, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр можно размещать как внутри корпуса прибора, так и с внешней его стороны. Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто продеть сетевой провод через кольцо.

Ферритовое кольцо можно взять с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров. Если Вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите на проводе цилиндрическое утолщение изоляции. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех.

Достаточно ножиком разрезать пластиковую изоляцию и извлечь ферритовое кольцо. Наверняка у Вас или Ваших знакомых найдется не нужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого кинескопного монитора.


Виталий Александрович 15.12.2016

Александр Николаевич, добрый вечер.
Сегодня собрал по Вашей схеме регулятор под заглавием в статье «Простейшая тиристорная схема регулятора». Но он у меня не работает, точнее, сильно греется конденсатор, два просто взорвались, если можно подскажите в чём причина.

Александр

Здравствуйте, Виталий Александрович!
Электролитический конденсатор может греться или взорваться если не соблюдена полярность его подключения или от превышения величины, поданного напряжения. В данной схеме величина напряжения на конденсаторе определяется величиной сопротивления нагрузки, R2 и от положения движка резистора R1. Расчетная его величина не должна превышать 25 В.

Поэтому и установлен конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 В. Конденсатор выйдет из строя в случае пробоя диода VD1.
Любые бестрансформаторные схемы, работающие непосредственно от сети 220 В нужно очень аккуратно собирать, так как при ошибках элементы могут мгновенно выйти из строя.

Виталий Александрович

Оказалось, что напряжение конденсатора действительно ниже 25 В и второй вопрос. На сколько можно увеличить или уменьшить его ёмкость.

Александр

Емкость конденсатора не очень влияет на работу устройства и только определяет диапазон регулировки. Обычно емкость электролитических конденсаторов имеет разброс до 50%, так что его величину лучше определять экспериментально, включив в место паяльника электрическую лампочку. По ее яркости легко подобрать нужную емкость конденсатора и, в случае необходимости номиналы резисторов.

Самоделка из прошлого — регулятор «температуры» паяльника (China free:)

«… В то время, когда деревья были большими», а руки выпускника радиотехнического училища совсем кривые, и было изготовлено это устройство.

Не уверен, что на сегодня его изготовление все так же актуально — сейчас продаются готовые реализации этой схемы в ОФФ магазинах и на просторах интернета, однако, в этом году ему исполняется 30 лет!
А это уже не шутки, и можно сказать юбилей 😉

Использую его, хоть и изредка, но до сих пор — как минимум испытание временем пройдено вполне успешно 😉

Этот мой пост, конечно, в некоторой степени шутка — эдакий небольшой экскурс в прошлое.
Самоделка случайно попалась на глаза, вспомнил сколько ей лет, не смог устоять, не вспомнить один из моих самых первых, небольшой DIY :).

В те далекие времена подобное нельзя было купить в магазинах, никто из моих знакомых не знал слово «интернет» и уж тем более алиэкспресс, а народным паяльником (который еще и поискать пришлось бы) был вот такой ЭПСН

Собственно для него и было изготовлено описываемое устройство.

Все побывавшие у меня в руках паяльники этой модели, имели довольно значительный перегрев- паять было относительно не комфортно, а жало быстро обгорало и теряло свою форму.


А паять, в это доброе время, было много чего- начиная от всякого рода ремонтов магнитофонов и телевизоров, и заканчивая ДУ для ТВ, дверными звонками с мелодиями и наконец «Синклерами»!
Последние, правда сказать, чаще паял уже другими паяльниками — жалко было гробить РУ5-РУ6, да и более дешевые (но не менее дефицитные на тот момент) микросхемы, был печальный опыт.

Посмотрим, что же смог собрать 30 лет назад, вчерашний курсант не имеющий навыков пайки и практики сборки самодельных устройств 🙂

Я специально это подчеркнул — не ругайтесь слишком сильно! Делалось давно, но живо и работоспособно до сих пор- на мой взгляд это главное! 😉

Схему тогда нашел в одной прекрасной книжке, которая сохранилась у меня до наших дней — на тот момент была одной из любимых, ну ОЧЕНЬ интересной казалась, с кучей разнообразных схем и поделок, перечитывал ее регулярно.
Книжка переведена с польского, поэтому частенько приходилось подбирать отечественные аналоги деталей. Для начинающего радиолюбителя это было, в некотором роде, проблемой.

Назначение схемы в книжке несколько иное, но я предположил, что таким образом можно изготовить паяльную станцию регулировать температуру жала паяльника, и идея действительно сработала!

Схема была собрана самым страшным навесным монтажом, однако лезть переделывать ее не собираюсь 😉
Попался под руку корпус от какого-то блока питания (от чего он был вспомнить уже невозможно). В нем были прорезаны необходимые отверстия, закреплены клеммы, снятые со старой аппаратуры.
пластик, основа платы, от времени уже рассыхается и стал хрупким -уголок отломился при разборке



Снаружи все получилось симпатичнее, но все равно возраст берет свое 🙂



В качестве индикации неонка.
Светодиоды тогда были относительно дефицитным товаром, и кроме серий 307 и 102 я других и не встречал, а неоновая лампочка, даже «цветная» была в относительной доступности.
Она довольно неплохо прижилась в корпусе и, к тому же, именно по ее яркости свечения производится настройка «температуры паяльника» — опытным путем была установлена яркость свечения лампы, для оптимальной температуры.
Режим довольно легко было запомнить, лампа горит в пол накала и слегка мерцает — вот в таком режиме и использовал устройство много лет.

Работу схемы посмотрим уже современным, DSO FNIRSI PRO

Видно, как при вращении ручки меняется форма сигнала- изменяется и «температура» паяльника 😉

Напряжение 6в, потому что используется доработанный осциллограф — получаем делитель на 100.

При использовании заводского варианта измерения сигнал заметно искажается (да и напряжение тоже), да еще и синхронизацию подрывает, так что описанная в ссылке доработка DSO FNIRSI PRO вполне себе оправдана
ниже пример сигнала с заводской схемой

Вот такая «сладкая парочка» отмечает свои 30 лет!

Уже позже, из-за лени, перешел на импульсные варианты паяльников — именно по моей работе это вполне удачный вариант (мобильность, быстрота нагрева).
Работа с «мелкоэлементами» типа SMD мне и сейчас практически не встречается, поэтому иногда и сейчас достаю этот раритет ;).
Несколько раз появлялась необходимость именно в диммере — тогда использовал схему по ее прямому назначению, все выдержала!

Вполне согласен, что симистор подошел бы лучше, но не забывайте — это был 1989 год, радиодеталей тогда в свободной продаже практически не было, да и в книжке использовался именно тиристор.
К тому же, тогда у меня был доступ к халявным тиристорам 201-202 серий, это было решающим фактором.
Да и, честно сказать, на момент создания этой самоделки, скорее всего о симисторах я практически ничего не знал 🙂

Итого:
Схема отработала 30 лет, без замечаний и неисправностей!
Китая в схеме нет совсем 🙂

Всем удачи и хорошего настроения! ☕

Как сделать регулятор мощности паяльника своими руками

Чтобы пайка была качественной, надо собрать регулятор мощности паяльника своими руками. Ниже будут приведены такие устройства, которые собраны на тиристорах. В некоторых из них регулирование мощности паяльника осуществляется без гальванической развязки с электрической сетью, поэтому все токоведущие части должны быть тщательно заизолированы.

Схема простого регулятора мощности для паяльника.

Простой регулятор на тиристоре

Это самый простой вариант. В нем использовано минимальное количество деталей. Вместо обычного диодного мостика применен всего один диод. Регулировка температуры проходит только во время положительной полуволны тока, а во время отрицательного промежутка напряжение идет через упомянутый диод без изменений. Поэтому регулировка мощности паяльника своими руками в этом случае может быть осуществлена в пределах от 50 до 100%. Если снять диод, то она сместится в диапазон 0-49%. Если в разрыв цепочки сопротивлений вставить динистор (КН102А), то электролит можно будет поменять на обычный конденсатор емкостью 0,1 микрофарад.

Чтобы сделать подобный регулятор мощности, надо использовать тиристоры типа КУ103В, КУ201Л, КУ202М, которые работают при прямом напряжении более 350 В. Диоды можно использовать любые на обратную разницу потенциалов не меньше 400 вольт.

Вернуться к оглавлению

Классический вариант устройства на тиристоре

Схема регулятора на тиристоре.

Он дает радиопомехи в сеть и требует установки фильтра. Но его можно с успехом применить для изменения яркости света ламп накаливания или изменения температуры нагревательных элементов мощностью от 20 до 40 Вт.

Работает такой прибор по следующему принципу:

  • питание устройства осуществляется через прибор, температура или яркость которого должны быть изменены;
  • затем ток проходит на диодный мостик;
  • он преобразует переменный ток в постоянный;
  • через переменный резистор и фильтр из двух сопротивлений и конденсатора попадает на управляющий вывод тиристора, который открывается и пропускает через лампочку или паяльник максимальное значение тока;
  • если повернуть ручку переменного резистора, то этот процесс пройдет с задержкой, которая зависит от времени разряда конденсатора;
  • от этого и зависит уровень температуры, до которой нагреется жало паяльника.

Вернуться к оглавлению

Регулятор мощности паяльника без радиопомех

Отличие этого варианта от предыдущего заключается в отсутствии наводок в электрическую сеть. Она работает в тот период, когда напряжение питания проходит через нулевую точку. Сделать такой регулятор паяльника своими руками несложно, а его КПД достигает 98%. Хорошо поддается последующей модернизации.

Конструкция паяльника.

Работает устройство так: напряжение сети сглаживается диодным мостиком, и постоянная составляющая имеет вид синусоиды, которая пульсирует с периодичностью 100 Гц.

Пройдя через сопротивление и стабилитрон, ток имеет максимальную амплитуду напряжения, равную 8,9 В. Его форма меняется и становится импульсной, и он подзаряжает конденсатор.

Микросхемы получают необходимое питание, а сопротивления нужны для уменьшения амплитуды напряжения около 20-21 В и обеспечения тактового сигнала для БИС и отдельных логических ячеек 2ИЛИ-НЕ, которые все преобразовывают в импульсы прямоугольной формы. На других выводах микросхем происходит инвертирование и формирование импульсного такта для того, чтобы тиристор не смог повлиять на логику. При прохождении на управляющий вывод тиристора положительного сигнала, он открывается и можно производить пайку.

Этот регулятор мощности паяльника имеет диапазон 49- 98%, что позволяет настроить инструмент в интервале от 21 до 39 Вт.

Вернуться к оглавлению

Внутренний монтаж устройства и другие его части

Все детали, из которых собран регулятор, располагаются на печатной плате, которая сделана из стеклотекстолита. Это устройство не содержит гальванической развязки и прямо соединено с питающей сетью, поэтому лучше установить устройство в коробку из любого изоляционного материала, например, пластмассы. Она должна быть не больше адаптера. Еще понадобится электрический шнур с вилкой.

На ось переменного резистора надо надеть ручку из любого изоляционного материала, например, текстолита или пластика. Вокруг нее на корпусе регулятора мощности паяльника наносят риски с соответствующими цифрами, которые будут показывать степень нагрева жала.

Шнур, соединяющий регулятор с паяльником, припаян прямо к плате. Можно установить вместо этого на корпус разъемы и тогда можно будет подсоединить несколько паяльников. Ток, который потребляет описанное выше устройство, довольно мал. Он равен 2 мА, а это меньше, чем берет светодиод в выключателе с подсветкой. Поэтому можно не применять никаких усилий для обеспечения температурного режима.

После сборки прибор в наладке не нуждается. Если нет ошибок в монтаже и все детали исправны, то регулятор мощности должен заработать сразу после включения вилки в сеть.

Если вышеописанное устройство кажется сложным в изготовлении, то можно сделать более простое, но для уменьшения радиопомех придется смонтировать дополнительные фильтры. Они изготовляются из ферритовых колец, на которые намотаны витки медного провода.

Можно использовать аналогичные элементы, снятые с компьютерных блоков питания, принтеров, телевизоров и другой подобной техники.

Фильтр устанавливают перед входом на регулятор, между устройством и сетевым шнуром.

Он должен быть как можно ближе установлен к тиристору, который и является источником радиопомех. Фильтр также можно разместить во внутренней части корпуса или на нем. Чем больше на нем намотано витков, тем надежнее защищена сеть от наводок. На самый простой случай можно намотать на кольцо 2-3 провода сетевого шнура. Можно снять ферритовые сердечники с компьютеров, негодных принтеров, старых мониторов или сканеров. Системный блок ПК соединен с ними шнуром, который имеет утолщение. В нем и смонтирован ферритовый фильтр.

Вернуться к оглавлению

Детали, из которых собран регулятор мощности

  1. Микросхемы серии 176 или более маломощные, типа 561.
  2. Диоды мостика любого типа (например, КД209), напряжением пробоя не менее 400 В при токе 0,6 А, а стоящие около логических элементов – любые импульсные, выдерживающие до 9 вольт.
  3. Стабилитрон можно взять любого типа, на напряжение стабилизации 8,9-11 В.
  4. Конденсаторы можно применить любые.
  5. Сопротивления должны быть на 0,5-1 Вт.

Номиналы деталей.

На основе описанных конструкций можно собрать регулятор освещения. Он будет хорошо изменять яркость обычных ламп накаливания от нуля до максимума. Также возможно их применить для нагревателей в аквариуме. Возможна и регулировка переменного напряжения в сетях с номиналами 24 или 36 В, например, на рабочих местах в цеху радиозавода. В этом случае надо на порядок изменить числа, стоящие на сопротивлениях, и использовать другой тиристорный прибор, так как, например, при 36 В ток на паяльнике или нагревателе мощностью 38 Вт достигнет 1,2 А.

Самодельные тиристорные регуляторы напряжения паяльника. Простой регулятор температуры паяльника. Схема стабилизатора температуры паяльника

Для того, чтобы получить качественную и красивую пайку требуется правильно подобрать мощность паяльника и обеспечить определенную температуру его жала в зависимости от марки применяемого припоя . Предлагаю несколько схем самодельных тиристорных регуляторов температуры нагрева паяльника, которые с успехом заменят многие промышленные несравнимые по цене и сложности.

Внимание, ниже приведенные тиристорные схемы регуляторов температуры гальванически не развязаны с эклектической сетью и прикосновение к токоведущим элементам схемы опасно для жизни!

Для регулировки температуры жала паяльника применяют паяльные станции, в которых в ручном или автоматическом режиме поддерживается оптимальная температура жала паяльника. Доступность паяльной станции для домашнего мастера ограничена высокой ценой. Для себя я вопрос по регулированию температуры решил, разработав и изготовив регулятор с ручной плавной регулировкой температуры. Схему можно доработать для автоматического поддержания температуры, но я не вижу в этом смысла, да и практика показала, вполне достаточно ручной регулировки, так как напряжение в сети стабильно и температура в помещении тоже.

Классическая тиристорная схема регулятора

Классическая тиристорная схема регулятора мощности паяльника не соответствовала одному из главных моих требований, отсутствию излучающих помех в питающую сеть и эфир. А для радиолюбителя такие помехи делают невозможным полноценно заниматься любимым делом. Если схему дополнить фильтром, то конструкция получится громоздкой. Но для многих случаев использования такая схема тиристорного регулятора может с успехом применяться, например, для регулировки яркости свечения ламп накаливания и нагревательных приборов мощностью 20-60вт. Поэтому я и решил представить эту схему.

Для того, что понять как работает схема, остановлюсь подробнее на принципе работы тиристора. Тиристор, это полупроводниковый прибор, который либо открыт, либо закрыт. чтобы его открыть, нужно на управляющий электрод подать положительное напряжение 2-5 В в зависимости от типа тиристора, относительно катода (на схеме обозначен k). После того, как тиристор открылся (сопротивление межу анодом и катодом станет равно 0), закрыть его через управляющий электрод не возможно. Тиристор будет открыт до тех пор, пока напряжение межу его анодом и катодом (на схеме обозначены a и k) не станет близким к нулевому значению. Вот так все просто.

Работает схема классического регулятора следующим образом. Сетевое напряжение переменного тока подается через нагрузку (лампочку накаливания или обмотку паяльника), на мостовую схему выпрямителя, выполненную на диодах VD1-VD4. Диодный мост преобразует переменное напряжение в постоянное, изменяющееся по синусоидальному закону (диаграмма 1). При нахождении среднего вывода резистора R1 в крайнем левом положении, его сопротивление равно 0 и когда напряжение в сети начинает увеличиваться, конденсатор С1 начинает заряжаться. Когда С1 зарядится до напряжения 2-5 В, через R2 ток пойдет на управляющий электрод VS1. Тиристор откроется, закоротит диодный мост и через нагрузку пойдет максимальный ток (верхняя диаграмма).

При повороте ручки переменного резистора R1, его сопротивление увеличится, ток заряда конденсатора С1 уменьшится и надо будет больше времени, чтобы напряжение на нем достигло 2-5 В, по этому тиристор уже откроется не сразу, а спустя некоторое время. Чем больше будет величина R1, тем больше будет время заряда С1, тиристор будет открываться позднее и получаемая мощность нагрузкой будет пропорционально меньше. Таким образом, вращением ручки переменного резистора, осуществляется управление температурой нагрева паяльника или яркостью свечения лампочки накаливания.


Выше приведена классическая схема тиристорного регулятора выполненная на тиристоре КУ202Н. Так как для управления этим тиристором нужен больший ток (по паспорту 100 мА, реальный около 20 мА), то уменьшены номиналы резисторов R1 и R2, а R3 исключен, а величина электролитического конденсатора увеличена. При повторении схемы может возникнуть необходимость увеличения номинала конденсатора С1 до 20 мкФ.

Простейшая тиристорная схема регулятора

Вот еще одна самая простая схема тиристорного регулятора мощности, упрощенный вариант классического регулятора. Количество деталей сведено к минимуму. Вместо четырех диодов VD1-VD4 используется один VD1. Принцип работы ее такой же, как и классической схемы. Отличаются схемы только тем, что регулировка в данной схеме регулятора температуры происходит только по положительному периоду сети, а отрицательный период проходи через VD1 без изменений, поэтому мощность можно регулировать только в диапазоне от 50 до 100%. Для регулировки температуры нагрева жала паяльника большего и не требуется. Если диод VD1 исключить, то диапазон регулировки мощности станет от 0 до 50%.


Если в разрыв цепи от R1 и R2 добавить динистор, например КН102А, то электролитический конденсатор С1 можно будет заменить на обыкновенный емкостью 0,1 mF. Тиристоры для выше приведенных схем подойдут, КУ103В, КУ201К (Л), КУ202К (Л, М, Н), рассчитанные на прямое напряжение более 300 В. Диоды тоже практически любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В.

Приведенные выше схемы тиристорных регуляторов мощности с успехом можно применять для регулирования яркости свечения светильников, в которых установлены лампочки накаливания . Регулировать яркость свечения светильников, в которых установлены энергосберегающие или светодиодные лампочками, не получится, так как в таких лампочках вмонтированы электронные схемы, и регулятор просто будет нарушать их нормальную работу. Лампочки будут светить на полную мощность или мигать и это может даже привести к преждевременному выходу их из строя.

Схемы можно применять для регулировки при питающем напряжении в сети переменного тока 36 В или 24 В. Нужно только на порядок уменьшить номиналы резисторов и применить тиристор, соответствующий нагрузке. Так паяльник мощностью 40 Вт при напряжении 36 В будет потреблять ток 1,1 А.

Тиристорная схема регулятора не излучающая помехи

Главное отличие схемы представляемого регулятора мощности паяльника от выше представленных, это полное отсутствие радиопомех в электрическую сеть, так как все переходные процессы происходят во время, когда напряжение в питающей сети равно нулю.

Приступая к разработке регулятора температуры для паяльника, я исходил из следующих соображений. Схема должна быть простой, легко повторяемой, комплектующие должны быть дешевыми и доступными, высокая надежность, габариты минимальными, КПД близок к 100%, отсутствие излучающих помех, возможность модернизации.


Работает схема регулятора температуры следующим образом. Напряжение переменного тока от питающей сети выпрямляется диодным мостом VD1-VD4. Из синусоидального сигнала получается постоянное напряжение, изменяющееся по амплитуде как половина синусоиды с частотой 100 Гц (диаграмма 1). Далее ток проходит через ограничительный резистор R1 на стабилитрон VD6, где напряжение ограничивается по амплитуде до 9 В, и имеет уже другую форму (диаграмма 2). Полученные импульсы заряжают через диод VD5 электролитический конденсатор С1, создавая питающее напряжение около 9 В для микросхем DD1 и DD2. R2 выполняет защитную функцию, ограничивая максимально возможное напряжение на VD5 и VD6 до 22 В, и обеспечивает формирование тактового импульса для работы схемы. С R1 сформированный сигнал подается еще на 5 и 6 выводы элемента 2ИЛИ-НЕ логической цифровой микросхемы DD1.1, которая инвертирует поступающий сигнал и преобразовывает в короткие импульсы прямоугольной формы (диаграмма 3). С 4 вывода DD1 импульсы поступают на 8 вывод D триггера DD2.1, работающего в режиме RS триггера. DD2.1 тоже, как и DD1.1 выполняет функцию инвертирования и формирования сигнала (диаграмма 4).

Обратите внимание, что сигналы на диаграмме 2 и 4 практически одинаковые, и казалось, что можно сигнал с R1 подавать прямо на 5 вывод DD2.1. Но исследования показали, что в сигнале после R1 находится много приходящих из питающей сети помех и без двойного формирования схема работала не стабильно. А ставить дополнительно LC фильтры, когда есть свободные логические элементы не целесообразно.

На триггере DD2.2 собрана схема управления регулятора температуры паяльника и работает она следующим образом. На вывод 3 DD2.2 с вывода 13 DD2.1 поступают прямоугольные импульсы, которые положительным фронтом перезаписывают на выводе 1 DD2.2 уровень, который в данный момент присутствует на D входе микросхемы (вывод 5). На выводе 2 сигнал противоположного уровня. Рассмотрим работу DD2.2 подробно. Допустим на выводе 2, логическая единица. Через резисторы R4, R5 конденсатор С2 зарядится до напряжения питания. При поступлении первого же импульса с положительным перепадом на выводе 2 появится 0 и конденсатор С2 через диод VD7 быстро разрядится. Следующий положительный перепад на выводе 3 установит на выводе 2 логическую единицу и через резисторы R4, R5 конденсатор С2 начнет заряжаться.

Время заряда определяется постоянной времени R5 и С2. Чем величина R5 больше, тем дольше будет заряжаться С2. Пока С2 не зарядится до половины питающего напряжения на выводе 5 будет логический ноль и положительные перепады импульсов на входе 3 не будут изменять логический уровень на выводе 2. Как только конденсатор зарядится, процесс повторится.

Таким образом, на выходы DD2.2 будет проходить только заданное резистором R5 количество импульсов из питающей сети, и самое главное, перепады этих импульсов будут происходить, во время перехода напряжения в питающей сети через ноль. Отсюда и отсутствие помех от работы регулятора температуры.

С вывода 1 микросхемы DD2.2 импульсы подаются на инвертор DD1.2, который служить для исключения влияния тиристора VS1 на работу DD2.2. Резистор R6 ограничивает ток управления тиристором VS1. Когда на управляющий электрод VS1 подается положительный потенциал, тиристор открывается и на паяльник подается напряжение. Регулятор позволяет регулировать мощность паяльника от 50 до 99%. Хотя резистор R5 переменный, регулировка за счет работы DD2.2 нагрева паяльника осуществляется ступенчато. При R5 равному нулю, подается 50% мощности (диаграмма 5), при повороте на некоторый угол уже 66% (диаграмма 6), далее уже 75% (диаграмма 7). Таким образом, чем ближе к расчетной мощности паяльника, тем плавне работает регулировка, что позволяет легко отрегулировать температуру жала паяльника. Например, паяльник 40 Вт, можно будет настроить на мощность от 20 до 40 Вт.

Конструкция и детали регулятора температуры

Все детали тиристорного регулятора температуры размещены на печатной плате из стеклотекстолита. Так как схема не имеет гальванической развязки с электрической сетью, плата помещена в небольшой пластмассовый корпус бывшего адаптера с электрической вилкой. На ось переменного резистора R5 надета ручка из пластмассы. Вокруг ручки на корпусе регулятора, для удобства регулирования степени нагрева паяльника, нанесена шкала с условными цифрами.


Шнур, идущий от паяльника, припаян непосредственно к печатной плате. Можно сделать подключение паяльника разъемным, тогда будет возможность подключать к регулятору температуры другие паяльники. Как это ни удивительно, но ток, потребляемый схемой управления регулятора температуры, не превышает 2 мА. Это меньше, чем потребляет светодиод в схеме подсветки выключателей освещения. Поэтому принятия специальных мер по обеспечению температурного режима устройства не требуется.


Микросхемы DD1 и DD2 любые 176 или 561 серии. Советский тиристор КУ103В можно заменить, например, современным тиристором MCR100-6 или MCR100-8, рассчитанные на ток коммутации до 0,8 А. В таком случае можно будет управлять нагревом паяльника мощностью до 150 Вт. Диоды VD1-VD4 любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В и ток не менее 0,5 А. Отлично подойдет IN4007 (Uоб=1000 В, I=1 А). Диоды VD5 и VD7 любые импульсные. Стабилитрон VD6 любой маломощный на напряжение стабилизации около 9 В. Конденсаторы любого типа. Резисторы любые, R1 мощностью 0,5 Вт.

Регулятор мощности настраивать не требуется. При исправных деталях и без ошибок монтажа заработает сразу.

Схема разработана много лет назад, когда компьютеров и тем более лазерных принтеров не было в природе и поэтому чертеж печатной платы я делал по дедовской технологии на диаграммной бумаге с шагом сетки 2,5 мм. Затем чертеж приклеивал клеем «Момент» на плотную бумагу, а саму бумагу к фольгированному стеклотекстолиту. Далее сверлились отверстия на самодельном сверлильном станке и руками вычерчивались дорожки будущих проводников и контактные площадки для пайки деталей.


Чертеж тиристорного регулятора температуры сохранился. Вот его фотография. Изначально выпрямительный диодный мост VD1-VD4 был выполнен на микросборке КЦ407, но после того, как два раза микросборку разорвало, заменил ее четырьмя диодами КД209.

Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

Для уменьшения помех излучаемых тиристорным регуляторами мощности в электрическую сеть применяют ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода. Такие ферритовые фильтры можно встретить во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и в других изделиях. Эффективным, подавляющим помехи ферритовым фильтром можно дооснастить любой тиристорный регулятор. Достаточно пропустить провод подключения к электрической сети через ферритовое кольцо.

Устанавливать ферритовый фильтр нужно как можно ближе к источнику помехи, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр можно размещать как внутри корпуса прибора, так и с внешней его стороны. Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто продеть сетевой провод через кольцо.

Ферритовое кольцо можно взять с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров. Если Вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите на проводе цилиндрическое утолщение изоляции. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех.

Достаточно ножиком разрезать пластиковую изоляцию и извлечь ферритовое кольцо. Наверняка у Вас или Ваших знакомых найдется не нужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого кинескопного монитора.

Моделей паяльников в магазинах множество — от дешёвых китайских до дорогих, со встроенным регулятором температуры, продаются даже паяльные станции.

Другое дело, нужна ли та же станция, если подобные работы нужно выполнять раз в год, а то и реже? Проще купить недорогой паяльник. А у кого-то дома сохранились простые, но надёжные советские инструменты. Паяльник, не оснащённый дополнительным функционалом, греет на полную, пока вилка в сети. А отключённый, быстро остывает. Перегретый паяльник способен испортить работу: им становится невозможно прочно припаять что-либо, флюс быстро испаряется, жало окисляется и припой скатывается с него. Недостаточно нагретый инструмент и вовсе может испортить детали — из-за того что припой плохо плавится, паяльник можно передержать впритык к деталям.

Чтобы сделать работу комфортнее, можно собрать своими руками регулятор мощности, который ограничит напряжение и тем самым не даст жалу паяльника перегреваться.

Регуляторы для паяльника своими руками. Обзор способов монтажа

В зависимости от вида и набора радиодеталей, регуляторы мощности для паяльника могут быть разных размеров, с разным функционалом. Можно собрать как небольшое простое устройство, в котором нагрев прекращается и возобновляется нажатием кнопки, так и габаритное, с цифровым индикатором и программным управлением.

Возможные виды монтажа в корпус: вилка, розетка, станция

В зависимости от мощности и задач регулятор можно поместить в несколько видов корпуса. Самый простой и довольной удобный — вилка. Для этого можно использовать зарядное устройство для сотового телефона или корпус любого адаптера. Останется только найти ручку и поместить её в стенке корпуса. Если корпус паяльника позволяет (там достаточно места), можно разместить плату с деталями в нём.

Другой вид корпуса для несложных регуляторов — розетка. Она может быть как одинарной, так и представлять собой тройник-удлинитель. В последнем можно очень удобно поставить ручку со шкалой.

Вариантов монтажа регулятора с индикатором напряжения тоже может быть несколько. Все зависит от сообразительности радиолюбителя и фантазии. Это может быть как очевидный вариант — удлинитель с вмонтированным туда индикатором, так и оригинальные решения.

Собрать можно даже подобие паяльной станции, установить на ней подставку для паяльника (её можно купить отдельно). При монтаже нельзя забывать о правилах безопасности. Детали нужно изолировать — например, термоусадочной трубкой.

Варианты схем в зависимости от ограничителя мощности

Регулятор мощности можно собрать по разным схемам. В основном различия состоят в полупроводниковой детали, приборе, который будет регулировать подачу тока. Это может быть тиристор или симистор. Для более точного управления работой тиристора или симистора в схему можно добавить микроконтроллер.

Можно сделать простейший регулятор с диодом и выключателем — для того чтобы оставить паяльник в рабочем состоянии на какое-то (возможно, длительное) время, не давая ему ни остывать, ни перегреваться. Остальные регуляторы дают возможность задать температуру жала паяльника более плавно — под различные нужды. Сборка устройства по любой из схем производится схожим способом. В фотографиях и видеороликах приведены примеры того, как можно собрать регулятор мощности для паяльника своими руками. На их основе можно сделать прибор с нужными лично вам вариациями и по собственной схеме.

Тиристор — своеобразный электронный ключ. Пропускает ток только в одном направлении. В отличие от диода у тиристора 3 выхода — управляющий электрод, анод и катод. Открывается тиристор посредством подачи импульса на электрод. Закрывается при смене направления или прекращении подачи проходящего через него тока.

Или триак — вид тиристора, только в отличие от этого прибора, двусторонний, проводит ток в обоих направлениях. Представляет собой, по сути, два тиристора, соединённые вместе.

Симистор, или триак. Основные части, принцип действия и способ отображения на схемах. А1 и А2 — силовые электроды, G — управляющий затвор

В схему регулятора мощности для паяльника — зависимости от его возможностей — включают следующие редиодетали.

Резистор — служит для преобразования напряжения в силу тока и обратно. Конденсатор — основная роль этого прибора в том, что он перестаёт проводить ток, как только разряжается. И начинает проводить вновь — по мере того как заряд достигает нужной величины. В схемах регуляторов конденсатор служит для того, чтобы выключить тиристор. Диод — полупроводник, элемент, который пропускает ток в прямом направлении и не пропускает в обратном. Подвид диода — стабилитрон — используется в устройствах для стабилизации напряжения. Микроконтроллер — микросхема, при помощи которой обеспечивается электронное управление устройством. Бывает разной степени сложности.

Схема с выключателем и диодом

Такой тип регулятора самый простой в сборке, с наименьшим количеством деталей. Его можно собирать без платы, на весу. Выключатель (кнопка) замыкает цепь — на паяльник подаётся всё напряжение, размыкает — напряжение падает, температура жала тоже. Паяльник при этом остаётся нагретым — такой способ хорош для режима ожидания. Подойдёт выпрямительный диод, рассчитанный на ток от 1 Ампера.

Сборка двухступенчатого регулятора на весу
  1. Подготовить детали и инструменты: диод (1N4007), выключатель с кнопкой, кабель с вилкой (это может быть кабель паяльника или же удлинителя — если есть страх испортить паяльник), провода, флюс, припой, паяльник, нож.
  2. Зачистить, а потом залудить провода.
  3. Залудить диод. Припаять провода к диоду. Удалить лишние концы диода. Надеть термоусадочные трубки, обработать нагревом. Можно также использовать электроизоляционную трубку — кембрик. Подготовить кабель с вилкой в том месте, где удобнее будет крепить выключатель. Разрезать изоляцию, перерезать один из находящихся внутри проводов. Часть изоляции и второй провод оставить целыми. Зачистить концы разрезанного провода.
  4. Расположить диод внутри выключателя: минус диода — к вилке, плюс — к выключателю.
  5. Скрутить концы разрезанного провода и проводов, подсоединённых к диоду. Диод должен находиться внутри разрыва. Провода можно спаять. Подключить к клеммам, затянуть винты. Собрать выключатель.
Регулятор с выключателем и диодом — пошагово и наглядно

Регулятор на тиристоре

Регулятор с ограничителем мощности — тиристором — позволяет плавно устанавливать температуру паяльника от 50 до 100%. Для того чтобы расширить эту шкалу (от нуля до 100%), в схему нужно добавить диодный мост. Сборка регуляторов и на тиристоре, и на симисторе совершает сходным образом. Метод можно применить для любого устройства такого типа.

Сборка тиристорного (симисторного) регулятора на печатной плате
  1. Сделать монтажную схему — наметить удобное расположение всех деталей на плате. Если плата приобретается — монтажная схема идёт в комплекте.
  2. Подготовить детали и инструменты: печатную плату (её нужно сделать заранее согласно схеме или купить), радиодетали — см. спецификацию к схеме, кусачки, нож, провода, флюс, припой, паяльник.
  3. Разместить на плате детали согласно монтажной схеме.
  4. Откусить кусачками лишние концы деталей.
  5. Смазать флюсом и припаять каждую деталь — сначала резисторы с конденсаторами, потом — диоды, транзисторы, тиристор (симистор), динистор.
  6. Подготовить корпус для сборки.
  7. Зачистить, залудить провода, припаять к плате согласно монтажной схеме, установить плату в корпус. Заизолировать места соединения проводов.
  8. Проверить регулятор — подключить к лампе накаливания.
  9. Собрать устройство.
Схема с маломощным тиристором

Тиристор небольшой мощности недорогой, занимает мало места. Его особенность — в повышенной чувствительности. Для управления им используются переменный резистор и конденсатор. Подходит для устройств мощностью не более 40 Вт.

Спецификация

Схема с мощным тиристором

Управление тиристором осуществляется за счёт двух транзисторов. Уровень мощности регулирует резистор R2. Регулятор, собранный по такой схеме, рассчитан на нагрузку до 100 Вт.

Спецификация

Сборка тиристорного регулятора по приведённой схеме в корпус — наглядно
Сборка и проверка тиристорного регулятора (обзор деталей, особенности монтажа)
Схема с тиристором и диодным мостом

Такое устройство даёт возможность регулировки мощности от нуля до 100%. В схеме использован минимум деталей.

Спецификация

Регулятор на симисторе

Схема регулятора на симисторе с небольшим количеством радиодеталей. Позволяет регулировать мощность от нуля до 100%. Конденсатор и резистор обеспечат чёткую работу симистора — он будет открываться даже при низкой мощности.

Сборка симисторного регулятора по приведённой схеме пошагово

Регулятор на симисторе с диодным мостом

Схема такого регулятора не очень сложная. При этом варьировать мощность нагрузки можно в довольно большом диапазоне. При мощности более 60 Вт лучше посадить симистор на радиатор. При меньшей мощности охлаждение не нужно. Метод сборки такой же, как и в случае с обычным симисторным регулятором.

Перед монтажом собранный регулятор можно проверить мультиметром. Проверять нужно только с подключённым паяльником , то есть под нагрузкой. Вращаем ручку резистора — напряжение плавно изменяется.

В регуляторах, собранных по некоторым из приведённых здесь схем, уже будут стоять световые индикаторы. По ним можно определить, работает ли устройство. Для остальных самая простая проверка — подключить к регулятору мощности лампочку накаливания. Изменение яркости наглядно отразит уровень подаваемого напряжения.

Регуляторы, где светодиод находится в цепи последовательно с резистором (как на схеме с маломощным тиристором), можно наладить. Если индикатор не горит, нужно подобрать номинал резистора — взять с меньшим сопротивлением, пока яркость не будет приемлемой. Слишком большой яркости добиваться нельзя — сгорит индикатор.

Как правило, регулировка при правильно собранной схеме не требуется. При мощности обычного паяльника (до 100 Вт, средняя мощность — 40 Вт) ни один из регуляторов, собранных по вышеприведённым схемам, не требует дополнительного охлаждения. Если паяльник очень мощный (от 100 Вт), то тиристор или симистор нужно установить на радиатор во избежание перегрева.

Регулятор мощности для паяльника можно собрать своими руками, ориентируясь на собственные возможности и потребности. Существует немало вариантов схем регулятора с различными ограничителями мощности и разными средствами управления. Здесь приведены некоторые, самые простые из них. А небольшой обзор корпусов, в которые можно смонтировать детали, поможет выбрать формат устройства.

Паяльник — это инструмент, без которого домашнему мастеру не обойтись, но устраивает прибор не всегда. Дело в том, что обычный паяльник, не имеющий терморегулятора и нагревающийся вследствие этого до определенной температуры, обладает рядом недостатков.

Схема устройства паяльника.

Если при непродолжительной работе без регулятора температуры вполне возможно обойтись, то у обычного паяльника, длительное время включенного в сеть, его недостатки проявляются в полной мере:

  • припой скатывается с чрезмерно нагретого жала, в результате чего пайка оказывается непрочной;
  • на жале образуется окалина, которую приходится часто зачищать;
  • рабочая поверхность покрывается кратерами, а их необходимо удалять напильником;
  • он неэкономичен — в промежутках между сеансами пайки, порой достаточно длительными, продолжает потреблять из сети номинальную мощность.

Терморегулятор для паяльника позволяет оптимизировать его работу:

Рисунок 1. Схема простейшего терморегулятора.

  • паяльник не перегревается;
  • появляется возможность подобрать значение температуры паяльника, оптимальное для конкретной работы;
  • во время перерывов достаточно с помощью регулятора температуры снизить нагрев жала, а затем в нужное время быстро восстановить требуемую степень нагрева.

Конечно, в качестве терморегулятора для паяльника на напряжение 220 В можно применить ЛАТР, а для паяльника на 42 В — блок питания КЭФ-8, но они имеются не у всех. Еще один выход из положения — применение в качестве регулятора температуры промышленного светорегулятора, но они не всегда имеются в продаже.

Регулятор температуры для паяльника своими руками

Вернуться к оглавлению

Простейший терморегулятор

Это устройство состоит всего из двух деталей (рис. 1):

  1. Кнопочный выключатель SA с размыкающими контактами и фиксацией состояния.
  2. Полупроводниковый диод VD, рассчитанный на прямой ток порядка 0,2 А и обратное напряжение не ниже 300 В.

Рисунок 2. Схема терморегулятора, работающего на конденсаторах.

Работает этот регулятор температуры следующим образом: в исходном состоянии контакты выключателя SA замкнуты и ток протекает через нагревательный элемент паяльника во время как положительных, так и отрицательных полупериодов (рис. 1а). При нажатии на кнопку SA его контакты размыкаются, но полупроводниковый диод VD пропускает ток лишь во время положительных полупериодов (рис. 1б). В результате мощность, потребляемая нагревателем, уменьшается вдвое.

В первом режиме паяльник быстро прогревается, во втором — его температура несколько снижается, перегрева не наступает. В результате можно паять в довольно комфортных условиях. Выключатель вместе с диодом включают в разрыв питающего провода.

Иногда выключатель SA монтируется на подставке и срабатывает, когда паяльник кладут на нее. В перерывах между пайкой контакты выключателя разомкнуты, мощность нагревателя снижена. Когда паяльник поднимают, потребляемая мощность возрастает и он быстро нагревается до рабочей температуры.

В качестве балластного сопротивления, с помощью которого можно уменьшить мощность, потребляемую нагревателем, можно использовать конденсаторы. Чем меньше их емкость, тем больше сопротивление протеканию переменного тока. Схема простого терморегулятора, работающего на этом принципе, приведена на рис. 2. Он рассчитан на подключение паяльника мощностью 40 Вт.

Когда разомкнуты все выключатели, тока в цепи нет. Комбинируя положение выключателей, можно получить три степени нагрева:

Рисунок 3. Схемы симисторных терморегуляторов.

  1. Наименьшая степень нагрева соответствует замыканию контактов выключателя SA1. При этом последовательно с нагревателем включается конденсатор С1. Его сопротивление довольно велико, поэтому падение напряжения на нагревателе порядка 150 В.
  2. Средняя степень нагрева соответствует замкнутым контактам выключателей SA1 и SA2. Конденсаторы С1 и С2 включаются параллельно, общая емкость увеличивается вдвое. Падение напряжения на нагревателе возрастает до 200 В.
  3. При замыкании выключателя SA3 независимо от состояния SA1 и SA2 на нагреватель подается полное напряжение сети.

Конденсаторы С1 и С2 неполярные, рассчитанные на напряжение не менее 400 В. Для достижения необходимой емкости можно несколько конденсаторов соединить параллельно. Через резисторы R1 и R2 конденсаторы разряжаются после отключения регулятора от сети.

Есть еще один вариант простого регулятора, который по надежности и качеству работы не уступает электронным. Для этого последовательно с нагревателем включается переменный проволочный резистор СП5-30 или какой-нибудь иной, имеющий подходящую мощность. Например, для 40-ваттного паяльника подойдет резистор, рассчитанный на мощность 25 Вт и имеющий сопротивление порядка 1 кОм.

Вернуться к оглавлению

Тиристорный и симисторный терморегулятор

Работа схемы, приведенной на рис. 3а, очень похожа работу разобранной ранее схемы на рис. 1. Полупроводниковый диод VD1 пропускает отрицательные полупериоды, а во время положительных полупериодов ток проходит через тиристор VS1. Доля положительного полупериода, в течение которого тиристор VS1 открыт, зависит в конечном счете от положения движка переменного резистора R1, регулирующего ток управляющего электрода и, следовательно, угол отпирания.

Рисунок 4. Схема симисторного терморегулятора.

В одном крайнем положении тиристор открыт в течение всего положительного полупериода, во втором — полностью закрыт. Соответственно, мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется от 100% до 50%. Если отключить диод VD1, то мощность будет меняться от 50% до 0.

На схеме, приведенной на рис. 3б, тиристор с регулируемым углом отпирания VS1 включен в диагональ диодного моста VD1-VD4. Вследствие этого регулировка напряжения, при котором отпирается тиристор, происходит как во время положительного, так и в течение отрицательного полупериода. Мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется при повороте движка переменного резистора R1 от 100% до 0. Можно обойтись и без диодного моста, если в качестве регулирующего элемента применить не тиристор, а симистор (рис. 4а).

При всей привлекательности терморегулятор с тиристором или симистором в качестве регулирующего элемента обладает следующими недостатками:

  • при скачкообразном нарастании тока в нагрузке возникают сильные импульсные помехи, проникающие затем в осветительную сеть и эфир;
  • искажение формы сетевого напряжения за счет внесения в сеть нелинейных искажений;
  • снижение коэффициента мощности (cos ϕ) за счет внесения реактивной составляющей.

Для сведения к минимуму импульсных помех и нелинейных искажений желательна установка сетевых фильтров. Самое простое решение — ферритовый фильтр, представляющий собой несколько витков провода, намотанных на ферритовое кольцо. Такие фильтры применяют в большинстве импульсных блоков питания электронных устройств.

Ферритовое кольцо можно взять из проводов, соединяющих системный блок компьютера с периферийными устройствами (например, с монитором). Обычно на них есть цилиндрическое утолщение, внутри которого находится ферритовый фильтр. Устройство фильтра показано на рис. 4б. Чем больше витков, тем выше качество фильтра. Размещать ферритовый фильтр следует как можно ближе к источнику помех — тиристору или симистору.

В устройствах с плавным изменением мощности следует откалибровать движок регулятора и отметить маркером его положения. При настройке и установке следует отключить устройство от сети.

Схемы всех приведенных устройств достаточно просты и их в состоянии повторить человек, обладающий минимальными навыками в сборке электронных устройств.

Автор данной статьи, Л. ЕЛИЗАРОВ, из г. Макеевка Донецкой обл., предлагает доступное для повторения радиолюбителями устройство для поддержания оптимальной температуры жала паяльника путём измерения сопротивления его нагревателя во время периодических кратковременных отключений его от сети.

На страницах радиотехнических журналов неоднократно публиковались различные устройства управления температурой жала паяльника, использующие нагреватель паяльника в качестве датчика температуры и поддерживающие её на заданном уровне. При ближайшем рассмотрении оказывается, что все эти регуляторы являются всего лишь стабилизаторами тепловой мощности нагревателя. Они, конечно, дают определённый эффект: меньше выгорает жало и паяльник не так сильно перегревается, пока лежит на подставке. Но это ещё далеко до управления именно температурой жала.


Рассмотрим кратко динамику тепловых процессов в паяльнике. На рис. 1 представлены графики изменения температуры нагревателя и жала паяльника с момента выключения нагревателя

На графиках видно, что в первые доли секунды разность температур настолько велика и непостоянна, что температуру нагревателя в этот момент никак нельзя использовать для точного определения температуры жала, а именно так работают все ранее опубликованные регуляторы, в которых нагреватель используют в качестве датчика температуры. Из рис. 1 видно, что кривые зависимости температуры жала и нагревателя от времени его выключения только через две и тем более три-четыре секунды достаточно сближаются для того, чтобы с достаточной точностью интерпретировать температуру нагревателя как температуру жала. Кроме того, разность температур становится не только малой, но и практически постоянной. По мнению автора, именно регулятор, измеряющий температуру нагревателя через определённое время после его отключения, способен более точно управлять температурой жала.

Интересно сравнить достоинства такого регулятора с паяльной станцией, использующей датчик температуры, встроенный в жало паяльника. В паяльной станции изменение температуры жала паяльника сразу вызывает реакцию устройства управления, причём повышение температуры нагревателя пропорционально изменению температуры жала. Волна изменения температуры доходит до жала паяльника через 5…7 с. При изменении температуры жала обычного паяльника волна изменения температуры идёт от жала к нагревателю (при близких теплодинамических параметрах — 5…7 с). Его узел управления сработает через 1.. .7 с (это зависит от установленного температурного порога включения) и поднимет температуру нагревателя. Обратная волна изменения температуры достигнет жала паяльника через те же 5…7 с. Отсюда следует, что время реакции обычного паяльника, использующего нагреватель в качестве датчика температуры, в 2…3 раза больше, чем у паяльника паяльной станции с датчиком температуры, встроенным в жало.

Очевидно, что у паяльной станции перед паяльником, использующим нагреватель в качестве датчика температуры, есть два основных преимущества. Первое (малозначительное) — цифровой индикатор температуры. Второе — датчик температуры, встроенный в жало. Цифровой индикатор сначала просто интересен, а потом регулирование идёт всё равно по принципу «чуть больше, чуть меньше».

У паяльника, использующего нагреватель в качестве датчика температуры, перед паяльной станцией преимущества следующие:
— блок управления не загромождает пространство на столе, так как он может быть встроен в небольшой по размерам корпус в виде сетевого адаптера;
— меньшая стоимость;
— блок управления можно использовать практически с любым бытовым паяльником;
— простота повторения, посильная и начинающему радиолюбителю.

Рассмотрим конструктивные особенности паяльников разных конструкций и мощности. В таблицепредставлены значения сопротивлений нагревателей различных паяльников, где Pw — мощность паяльника, Вт; Rx — сопротивление нагревателя холодного паяльника, Ом; Rr — сопротивление горячего после прогрева в течение трёх минут, Ом.

Резистор R3 1 кОм
Резистор R4 1 кОм
Резистор R5 100 Ом
Резистор R6 47 Ом
Резистор R7 1 МОм
Резистор R8 430 кОм
Резистор R9 75 Ом
VS1 BT136–600E
Стабилитрон VD2 1N4733A (5.1v)
Диод VD1 1N4007
Микроконтроллер DD1 PIC 16F628
Индикатор HG1 АЛС333Б
P W ,Вт R X ,Ом R Г, Ом R Г -R X ,Ом
18 860 1800 940
25 700 1700 1000
30 1667 1767 100
40 1730 1770 40
80 547 565 18
100 604 624 20

По разности этих температур видно, что ТКС нагревателей могут отличаться в 50 раз. Паяльники с большим ТКС имеют керамические нагреватели, хотя бывают и исключения. Паяльники с малым ТКС — устаревшей конструкции с нагревателями из нихрома. Необходимо отдельно заметить, что в некоторых паяльниках может быть встроен диод — датчик температуры, и один паяльник мне попался совсем интересный: в одной полярности включения ТКС у него был положительный, а в другой — отрицательный. В этой связи сопротивление паяльника надо сначала измерить в холодном и горячем состояниях с тем, чтобы подключить его к регулятору в правильной полярности.

Схема стабилизатора температуры паяльника

Схема регулятора представлена на рис. 2 . Длительность включённого состояния нагревателя фиксирована и составляет 4…6 с. Длительность выключенного состояния зависит от температуры нагревателя, конструктивных особенностей паяльника и регулируется в интервале 0…30 с. Может возникнуть предположение, что температура жала паяльника постоянно «качается» вверх и вниз. Измерения показали, что изменение температуры жала под воздействием управляющих импульсов не превышает одного градуса, и объясняется это значительной тепловой инерционностью конструкции паяльника.

Рассмотрим работу регулятора. По известной схеме на выпрямительном мосте VD6, гасящих конденсаторах С4, С5, стабилитронах VD2, VD3 и сглаживающем конденсаторе С2 собран источник питания узла управления. Сам узел собран на двух ОУ, включённых компараторами. На неинвертирующий вход (вывод 3) ОУ DA1.2 подано образцовое напряжение с резистивного делителя R1R2. На его инвертирующий вход (вывод 2) подано напряжение с делителя, верхнее плечо которого состоит из рези-стивной цепи R3-R5, а нижнее — нагревателя, подключённого к входу ОУ через диод VD5. В момент включения питания сопротивление нагревателя понижено и напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1.2 меньше напряжения на неинвертирующем. На выходе (вывод 1) DA1.2 будет максимальное положительное напряжение. Выход DA1.2 нагружен последовательной цепью, состоящей из ограничительного резистора R8, светодиода HL1 и встроенного в оптрон U1 излучающего диода. Све-тодиодНЫ сигнализирует о включении нагревателя, а излучающий диод оптрона открывает встроенный фотосимистор. Выпрямленное мостом VD7 напряжение сети 220 В поступает на нагреватель. Диод VD5 будет закрыт этим напряжением. Высокий уровень напряжения с выхода DA1.2 через конденсатор СЗ воздействует на инвертирующий вход (вывод 6) ОУ DA1.1. На его выходе (вывод 7) возникает низкий уровень напряжения, которое через диод VD1 и резистор R6 уменьшит напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1.2 ниже образцового. Это обеспечит поддержание высокого уровня напряжения на выходе этого ОУ Такое состояние остаётся стабильным в течение времени, которое задано дифференцирующей цепью C3R7. По мере зарядки конденсатора СЗ напряжение на резисторе R7 цепи падает, и когда оно станет ниже образцового, на выходе ОУ DA1.1 низкий уровень сигнала сменится высоким. Высокий уровень сигнала закроет диод VD1, и напряжение на инвертирующем входе DA1.2 станет выше образцового, что приведёт к смене на выходе ОУ DA1.2 высокого уровня сигнала низким и отключению светодиода HL1 и оптрона U1. Закрывшийся фотосимистор отключит мост VD7 и нагреватель паяльника от сети, а открытый диод VD5 подключит его к инвертирующему входу ОУ DA1.2. Погасший светодиод HL1 сигнализирует об отключении нагревателя. На выходе DA1.2 низкий уровень напряжения будет держаться до тех пор, пока в результате остывания нагревателя паяльника его сопротивление не понизится до точки переключения DA1.2, заданной, как уже сказано выше, образцовым напряжением с делителя R1R2. Конденсатор СЗ к тому времени успеет разрядиться через диод VD4. Далее, после переключения DA1.2, вновь включится оптрон U1 и весь процесс повторится. Время остывания нагревателя паяльника будет тем больше, чем выше температура всего паяльника и меньше расход тепла на процесс паяния. Конденсатор С1 уменьшает наводки и высокочастотные помехи из сети.

Печатная плата размерами 42×37 мм изготовлена из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Её чертёж и расположение элементов приведены на рис. 3 .
Чертеж платы в формате lay- во вложении

Светодиод HL1, диоды VD1, VD4 — любые маломощные. Диод VD5 — любого типа на напряжение не менее 400 В. Стабилитроны КС456А1 заменимы на КС456А или один стабилитрон на 12 В с максимально допустимым током более 100 мА. Оксидный конденсатор СЗ надо обязательно проверить на утечку. При проверке конденсатора омметром его сопротивление должно быть больше 2 МОм. Конденсаторы С4, С5 — импортные плёночные на переменное напряжение 250 В или отечественные К73-17 на напряжение 400 В. Микросхема LM358P заменима на LM393R В этом случае правый по схеме вывод резистора R8 необходимо подключить к плюсовой линии питания узла управления, а анод светодиода HL1 — непосредственно к выходу DA1.2 (выводу 1). При этом диод VD1 можно не ставить. Сопротивление резистора R6 должно выбираться исходя из имеющегося нагревателя. Оно должно быть меньше сопротивления нагревателя в холодном состоянии примерно на 10 %. Сопротивление подстроечного резистора R5 выбирают так, чтобы интервал регулировки температуры не превышал 100 °С. Для этого вычисляют разность сопротивлений холодного и хорошо прогретого паяльника и умножают её на 3,5. Полученное значение и будет сопротивлением резистора R5 в омах. Тип резистора — любой многооборотный.

Собранный блок необходимо наладить. Цепь из резисторов R3-R5 временно заменяют двумя последовательно включёнными переменными или подстроенными сопротивлением 2,2 кОм и 200…300 Ом. Далее блок с подключённым паяльником включают в сеть. Добившись движками временных резисторов нужной температуры жала, устройство отключают от сети. Резисторы отпаивают и измеряют общее сопротивление введённых частей. Из полученного значения вычитают половину вычисленного ранее сопротивления R5. Это и будет суммарное сопротивление постоянных резисторов R3, R4, которые выбирают из имеющихся в распоряжении по наиболее близкому к суммарному значению. В разрыв этой резистивной цепи можно поставить выключатель. При его выключении паяльник перейдёт на непрерывный нагрев. Для тех, кому нужен паяльник на несколько режимов пайки, предлагаю поставить переключатель и несколько резистивных цепей на разные режимы. Например, для мягкого припоя и для нормального припоя. При разрыве цепи — форсированный режим. Мощность применяемого паяльника ограничена предельным током выпрямительного моста КЦ407А (0,5 А) и оптрона МОС3063 (1 А). Поэтому для паяльников мощностью более 100 Вт необходимо установить более мощный выпрямительный мост, а опт-рон заменить оптоэлектронным реле нужной мощности.

Сравнение работы разных паяльников совместно с описанным устройством показало, что наиболее пригодны паяльники с керамическим нагревателем с большим ТКС. Внешний вид одного из вариантов собранного блока со снятой крышкой приведён на рис. 4.

Для приличного качества проведения паяльных работ, домашнему мастеру, и тем более радиолюбителю, пригодится простой и удобный регулятор температуры жала паяльника. Впервые схему устройства, я увидел в журнале «Юный техник» начала 80-х, и собрав несколько экземпляров, использую до сих пор.

Для сборки устройства потребуются:
-диод 1N4007 или любой другой, с допустимым током 1А и напряжением 400 – 600В.
-тиристор КУ101Г.
-электролитический конденсатор 4,7 микрофарад с рабочим напряжением 50 – 100В.
-сопротивление 27 – 33 килоом с допустимой мощностью 0,25 – 0,5 ватт.
-переменный резистор 30 или 47 килоом СП-1, с линейной характеристикой.

Для простоты и наглядности я нарисовал размещение и взаимное соединение деталей.

Перед сборкой необходимо изолировать и отформовать выводы деталей. На выводы тиристора надеваем изоляционные трубочки длинной 20мм., на выводы диода и резистора 5мм. Для наглядности можно использовать цветную ПВХ изоляцию, снятую с подходящих проводов, или присаживаем термоусадку. Стараясь не повредить изоляцию загибаем проводники, руководствуясь рисунком и фотографиями.

Все детали монтируются на выводах переменного резистора, соединяясь в схему четырьмя точками пайки. Заводим проводники компонентов в отверстия на выводах переменного резистора всё подравниваем и припаиваем. Укорачиваем выводы радиоэлементов. Плюсовой вывод конденсатора, управляющий электрод тиристора, вывод сопротивления, соединяем вместе и фиксируем пайкой. Корпус тиристора является анодом, для безопасности, изолируем его.

Для придания конструкции законченного вида, удобно воспользоваться корпусом от блока питания с сетевой вилкой.

На верхней грани корпуса сверлим отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем резьбовую часть переменного резистора и фиксируем его гайкой.

Для подключения нагрузки я использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. На корпусе размечаем центры отверстий, с расстоянием между ними 19 мм. В просверленные отверстия диаметром 10 мм. вставляем разъёмы, фиксируем гайками. Соединяем вилку на корпусе, выходные разъёмы и собранную схему, места пайки можно защитить термоусадкой. Для переменного резистора необходимо подобрать ручку из изоляционного материала такой формы и размера, чтобы закрыть ось и гайку. Собираем корпус, надёжно фиксируем ручку регулятора.

Проверяем регулятор, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 20 — 40 ватт. Вращая ручку, убеждаемся в плавном изменении яркости лампы, от половины яркости до полного накала.

При работе с мягкими припоями (например ПОС-61), паяльником ЭПСН 25, достаточно 75% мощности (положение ручки регулятора примерно посередине хода). Важно: на всех элементах схемы присутствует напряжение питающей сети 220 вольт! Необходимо соблюдать меры электробезопасности.

Как собрать литиевую батарею для электровелосипеда своими руками из ячеек 18650

Литиевая батарея — это сердце любого электрического велосипеда. Ваш двигатель бесполезен без всей этой энергии, хранящейся в вашей батарее. К сожалению, хороший аккумулятор для электровелосипеда часто бывает самым трудным и самым дорогим. При ограниченном количестве поставщиков аккумуляторов для электрических велосипедов и множестве различных факторов, включая размер, вес, емкость, напряжение и скорость разряда, поиск именно той батареи, которую вы ищете, может быть сложной задачей и привести к нежелательным компромиссам.

Но что, если бы вам не пришлось идти на компромисс? Что, если бы вы могли собрать свой собственный аккумулятор для электровелосипеда в точном соответствии с вашими спецификациями? Что, если бы вы могли собрать аккумулятор идеального размера для вашего велосипеда со всеми необходимыми функциями и сделать это дешевле, чем в розницу? Это проще, чем вы думаете, и ниже я покажу вам, как это сделать.

А теперь пристегнитесь, возьмите напиток и приготовьтесь к серьезному чтению, потому что это не короткая статья. Но это определенно того стоит, когда вы путешествуете на своем собственном аккумуляторе для электровелосипеда!

Заявление об отказе от ответственности: Прежде чем мы начнем, важно отметить, что литиевые батареи по своей природе содержат большое количество энергии, и поэтому крайне важно обращаться с ними с максимальной осторожностью.Создание литиевой батареи своими руками требует базового понимания принципов работы с батареями и не должно предприниматься кем-либо, кто не уверен в своих электрических и технических навыках. Пожалуйста, прочтите эту статью полностью, прежде чем пытаться собрать свой собственный аккумулятор для электровелосипеда. При необходимости всегда обращайтесь за профессиональной помощью.

Примечание. В нескольких местах этой статьи я вставлял сделанные мною видеоролики, демонстрирующие этапы сборки батареи. Батарея, используемая в видео, имеет такое же напряжение, но немного большей емкости.Все те же методы все еще применяются. Если вы чего-то не понимаете в тексте, попробуйте посмотреть это в видео.

Необходимые инструменты и материалы:

18650 варианты литиевых элементов

Ячейки

18650, которые используются во многих различных устройствах бытовой электроники, от ноутбуков до электроинструментов, являются одними из наиболее распространенных аккумуляторных элементов, используемых в аккумуляторных батареях для электрических велосипедов. В течение многих лет были доступны только посредственные ячейки 18650, но спрос со стороны производителей электроинструментов и даже некоторых производителей электромобилей на сильные, высококачественные элементы привел к разработке ряда отличных вариантов 18650 за последние несколько лет.

Эти клетки отличаются своей цилиндрической формой и размером примерно с палец. В зависимости от размера батареи, которую вы планируете построить, вам понадобится от нескольких десятков до нескольких сотен.

Существует , множество, различных типов ячеек 18650 на выбор. Я предпочитаю использовать ячейки известных брендов таких компаний, как Panasonic, Samsung, Sony и LG. Эти элементы имеют хорошо задокументированные рабочие характеристики и производятся на уважаемых заводах с превосходными стандартами контроля качества.Фирменные марки 18650 стоят немного дороже, но, поверьте, они того стоят. Отличной ячейкой начального уровня является ячейка Samsung ICR18650-26F. Эти элементы емкостью 2600 мАч должны стоить где-то от 3 до 4 долларов в любом приличном количестве и могут выдерживать непрерывный разряд до 2 ° C (5,2 А на элемент). Я беру свои элементы Samsung 26F на Aliexpress, обычно у этого продавца, но иногда я видел здесь более выгодную цену.

Название бренда аккумуляторов Samsung (18650-29E рупий)

Многие люди склонны использовать более дешевые модели 18650, продаваемые под такими названиями, как Ultrafire, Surefire и Trustfire.Не будь одним из таких людей. Эти клетки часто продаются с емкостью до 5000 мАч, но с трудом могут получить более 2000 мАч. На самом деле, эти элементы являются всего лишь заводским браком, купленным такими компаниями, как Ultrafire, и переупакованными в термоусадочную пленку их собственной торговой марки. Эти элементы B-качества затем перепродаются для использования в устройствах с низким энергопотреблением, таких как фонарики, где их более низкая производительность не является проблемой. Если ячейка стоит менее 2 долларов, она того не стоит. Придерживайтесь элементов известных брендов, таких как мои любимые элементы Samsung, если вы хотите создать безопасную и качественную батарею для электровелосипеда.

Ячейки Samsung ICR18650-26F прямо с завода

Когда дело доходит до покупки аккумуляторов, вы можете найти их в местном магазине или заказать их прямо из Азии. Я предпочитаю второй вариант, так как вы обычно получаете гораздо более выгодную цену прямо к источнику, даже при оплате международной доставки. Одно предостережение: сделайте все возможное, чтобы ваш источник продавал подлинные клетки, а не подделки. Для этого проверьте отзывы и используйте способ оплаты, который гарантирует, что вы сможете вернуть деньги, если продукт не соответствует описанию.По этой причине мне нравится покупать свои ячейки на Alibaba.com и AliExpress.com.

Для этого урока я буду использовать зеленые ячейки Panasonic 18650PF, показанные выше. Однако в последнее время я использую такие элементы 18650GA, которые немного более энергоемкие, что означает большую батарею в меньшем пространстве.

Убедитесь, что вы используете только полоску из чистого никеля

Что касается никелевой полосы, которую вы будете использовать для соединения батарей 18650, у вас будет два варианта: стальные полосы с никелевым покрытием и полосы из чистого никеля.Выбирайте чистый никель. Он стоит немного дороже никелированной стали, но имеет гораздо меньшее сопротивление. Это приведет к меньшим потерям тепла, большему радиусу действия батареи и более длительному сроку службы батареи из-за меньшего теплового повреждения элементов.

Будьте осторожны: некоторые нечестные продавцы пытаются выдать никелированную сталь за чистую продукцию. Им часто это сходит с рук, потому что их почти невозможно отличить невооруженным глазом. Я написал целую статью о некоторых методах, которые я разработал для тестирования никелевой ленты, чтобы убедиться, что вы получаете то, за что заплатили.Посмотрите здесь.

Что касается никелевой ленты, то я тоже люблю Алиэкспресс. Вы также можете найти его на ebay или даже в местном магазине, если вам повезет. Как только я начал делать много батарей, я начал покупать здесь чистую никелевую ленту килограммами, но вначале я рекомендую вам покупать меньшую сумму. Вы можете получить полоску из чистого никеля по хорошей цене в меньших количествах у такого продавца, как этот, но вы все равно получите лучшую цену, купив ее в килограммах или полкилограммах.

Что касается размеров, я предпочитаю использовать никель толщиной 0,1 или 0,15 мм и обычно использую полосу шириной 7 или 8 мм. Более сильный сварщик может сделать и более толстую полосу, но это будет стоить намного дороже. Если ваш сварщик может сделать никелевую ленту толщиной 0,15 мм, то дерзайте; толще всегда лучше. Если у вас более тонкие полоски, это тоже нормально, просто при необходимости положите пару слоев друг на друга, чтобы создать соединения, которые могут пропускать больше тока.

Примечание автора: Привет, ребята, Мика. Я запустил этот сайт и написал эту статью.Я просто хотел, чтобы вы как можно скорее узнали о моей новой книге «Литиевые батареи своими руками: как собрать свои собственные аккумуляторные блоки», которая доступна как в электронной, так и в мягкой обложке на Amazon и доступна в большинстве стран. Она содержит гораздо более глубокие детали, чем эта статья, и содержит десятки рисунков и иллюстраций, показывающих вам каждый этап проектирования и изготовления батареи. Если вы найдете этот бесплатный сайт полезным, то просмотр моей книги может помочь мне в работе, которую я здесь делаю, чтобы принести пользу всем. Спасибо! Хорошо, теперь вернемся к статье.

ОБЯЗАН ли я использовать точечный сварочный аппарат?

Да.

Что ж, позвольте мне сказать по-другому: да, если вы не хотите повредить свои клетки.

Первое, что нужно знать о элементах литиевых батарей, это то, что их убивает тепло. Причина, по которой мы свариваем их точечной сваркой, заключается в том, чтобы надежно соединить ячейки вместе без дополнительного нагрева.

Конечно, можно припаять непосредственно к ячейкам (хотя без соответствующих инструментов это может быть сложно). Проблема с пайкой заключается в том, что вы добавляете много тепла к ячейке, и оно не рассеивается очень быстро.Это ускоряет химическую реакцию в ячейке, которая лишает ее работоспособности. В результате получается ячейка, которая имеет меньшую емкость и умирает раньше срока.

Аппараты для точечной сварки аккумуляторов отличаются от большинства аппаратов для точечной сварки в домашних условиях. В отличие от аппаратов точечной сварки с большими губками для домашних мастерских, у аппаратов точечной сварки электроды электроды находятся на одной стороне. Я никогда не видел их в продаже в США, но их довольно легко найти на eBay и других международных торговых сайтах. Мой сварщик, работающий полный рабочий день, — это довольно простая модель, которую я получил здесь.Здесь можно найти настоятельно рекомендуемый источник для немного более красивой конструкции аппарата для точечной сварки (на фото ниже) с установленными и переносными электродами.

Довольно распространенный китайский точечный сварщик на уровне хобби

В настоящее время доступны два основных уровня сварщиков: хобби и профессиональный. Хорошая модель для хобби должна стоить около 200 долларов, а хорошая профессиональная модель легко может быть в десять раз дороже. У меня никогда не было профессионального сварщика, потому что я просто не могу оправдать затраты, но у меня есть три разные модели для хобби, и я экспериментировал со многими другими.Их качество очень хорошее, даже на идентичных моделях от одного и того же продавца. К сожалению, доля лимона довольно высока, а это означает, что вы можете выложить более пары сотен долларов за аппарат, который просто не будет работать должным образом (например, мой первый сварщик!). Опять же, это хорошая причина использовать сайт с защитой покупателя, такой как Aliexpress.com.

Сварщик точечной сварки профессионального уровня

Я использую свои сварочные аппараты на 220 В, хотя доступны версии на 110 В. Если у вас есть доступ к 220 В в вашем доме (во многих странах с 110 В есть линии 220 В для сушилок для одежды и других мощных приборов), я бы рекомендовал придерживаться 220 В.По моему опыту, модели на 110 В имеют больше проблем, чем их братья на 220 В. Ваш пробег может отличаться.

Цена покупки часто отпугивает многих, но на самом деле 200 долларов за хорошего точечного сварщика — это неплохо. В целом, расходные материалы для моей первой батареи, включая стоимость таких инструментов, как точечная сварка, обошлись мне примерно так же, как если бы я купил розничную батарею такой же производительности. Это означало, что в конце концов у меня был новый аккумулятор, и я считал все инструменты бесплатными.С тех пор я использовал их для создания бесчисленного количества батарей и значительно сэкономил!

Прежде чем начать

Несколько советов перед началом работы:

Работайте в чистом месте, где нет беспорядка. Когда вы обнажили контакты многих элементов батареи, соединенных вместе, последнее, что вам нужно, — это случайно положить батарею на отвертку или другой металлический предмет. Однажды я чуть не пролил коробку со скрепками на открытую батарею, пытаясь убрать ее с дороги.Я могу только представить фейерверк, который мог бы вызвать.

Надеть перчатки. Рабочие перчатки, механические перчатки, сварочные перчатки, даже латексные перчатки — просто наденьте что-нибудь. На поверхности вашей кожи может проводиться достаточно высокое напряжение, особенно если у вас даже слегка вспотели ладони. Я достаточно раз чувствовал покалывание, чтобы всегда носить перчатки. Фактически, моя пара для работы с батареями — это старые розовые перчатки для посуды. Они тонкие и обеспечивают большую маневренность, защищая меня от коротких замыканий и искр.

Мои перчатки выбора

Удалите все металлические украшения. Это еще один совет, который я могу дать из своего опыта. Вы не хотите, чтобы контакты на батарее искрились дугой, особенно если это касается вашей голой кожи. У меня такое случалось на моем обручальном кольце, а однажды даже в течение недели на запястье оставался ожог в виде застежки часов. Сейчас все снимаю.

Надевайте защитные очки. Серьезно. Не пропустите это. В процессе точечной сварки нередки разлетаются искры.Не пользуйтесь защитными очками и возьмите очки в стиле химической лаборатории, если они у вас есть — вам понадобится защитный чехол, когда начнут отскакивать искры. У тебя только два глаза; Защити их. Я предпочитаю потерять руку, чем глаз. О, если говорить об оружии, я бы порекомендовал длинные рукава. Эти искры причиняют боль, когда попадают на ваши запястья и предплечья.

Хорошо, давайте сделаем аккумулятор для электровелосипеда!

Вы, вероятно, рады начать сварку, но первым делом нужно спланировать конфигурацию вашей батареи.

Большинство аккумуляторов электрических велосипедов имеют диапазон от 24 В до 48 В, обычно с шагом 12 В. Некоторые люди используют батареи с напряжением до 100 вольт, но сегодня мы будем придерживаться батареи среднего размера на 36 В. Конечно, те же принципы применимы к любой батарее напряжения, поэтому вы можете просто увеличить размер батареи, которую я показываю вам сегодня, и построить свою собственную батарею 48 В, 60 В или даже более высокого напряжения.

Чтобы достичь намеченного напряжения 36 В, мы должны последовательно соединить несколько 18650 ячеек.Литий-ионные аккумуляторные элементы номинально рассчитаны на 3,6 или 3,7 В, что означает, что для достижения номинального напряжения 36 В нам потребуется 10 последовательно подключенных элементов. Промышленное сокращение для серии — «s», поэтому этот блок будет известен как «блок 10S» или 10 ячеек, соединенных последовательно, для конечного напряжения блока 36 В.

Затем нам нужно будет подключить несколько ячеек 18650 параллельно, чтобы достичь желаемой емкости блока. Каждая из ячеек, которые я использую, рассчитана на 2 900 мАч. Я планирую подключить 3 ячейки параллельно, чтобы получить общую емкость 2,9 Ач x 3 ячейки = 8.7 Ач. Промышленное сокращение для параллельных ячеек — «p», что означает, что моя окончательная конфигурация блока считается «блоком 10S3P» с окончательной спецификацией 36V 8.7AH.

Большинство имеющихся в продаже пакетов на 36 В имеют емкость около 10 Ач, что означает, что наш пакет будет немного меньше. Мы также могли бы использовать конфигурацию 4p, дающую нам 11,6 Ач, что было бы немного больше и дороже. Конечная емкость полностью определяется вашими потребностями. Больше — не всегда лучше, особенно если вы устанавливаете аккумулятор в ограниченном пространстве.

Затем спланируйте конфигурацию ячейки на компьютере или даже с помощью карандаша и бумаги. Это поможет убедиться, что вы правильно раскладываете свой рюкзак, и покажет окончательные размеры упаковки. На моем нисходящем рисунке ниже я обозначил положительный конец ячеек красным, а отрицательный конец ячеек — белым.

Это очень простой макет, в котором каждый столбец из 3 ячеек подключается параллельно, а затем 10 столбцов подключаются последовательно слева направо.Плата BMS показана в дальнем правом конце упаковки. Вскоре вы увидите, как упаковка, изображенная на рисунке, соберется в реальной жизни.

Ниже я сделал видео, показывающее, как спроектировать расположение ячеек батареи.

Подготовьте свои клетки

Теперь, когда у нас есть все это надоедливое планирование, давайте приступим к самой батарее. Наше рабочее пространство чистое, все наши инструменты под рукой, у нас есть защитное снаряжение, и мы готовы к работе.Начнем с подготовки отдельных аккумуляторных элементов 18650.

Проверьте напряжение каждой ячейки, чтобы убедиться, что все они идентичны. Если ваши ячейки поступили прямо с завода, они не должны отличаться более чем на несколько процентных пунктов от одного к другому. Они, вероятно, будут находиться в диапазоне 3,6–3,8 вольт на элемент, поскольку большинство заводов отправляют свои элементы частично разряженными, чтобы продлить срок их хранения.

Если какой-либо элемент батареи значительно отличается от других, НЕ подключайте его к другим элементам.Параллельное соединение двух или более ячеек с разным напряжением вызовет мгновенный и массивный ток, протекающий в направлении ячейки (ячеек) с более низким напряжением. Это может повредить клетки и даже в редких случаях привести к возгоранию. Заряжайте или разряжайте элемент по отдельности, чтобы он соответствовал другим, или, что более вероятно, просто не используйте его в своей батарее. Причина разницы в напряжении может быть связана с проблемой в ячейке, а вы не хотите, чтобы в вашей батарее была плохая ячейка.

Вот почему я сейчас всегда использую ячейки известных брендов.Единственный раз, когда я получал заводские ячейки прямого действия с несогласованными напряжениями, — это когда я покупал элементы других производителей.

После того, как я проверил все необходимые элементы и убедился, что они имеют соответствующее напряжение, мне нравится размещать их на моей рабочей поверхности в той ориентации, которая соответствует предполагаемой упаковке. Это дает мне еще одну последнюю проверку, чтобы убедиться, что ориентация будет работать так, как планировалось, и шанс увидеть реальный размер упаковки без небольшой прокладки и термоусадочной пленки.

Примерно так должна выглядеть пачка, когда батарея разрядится

Подготовьте никель

Мне нравится отрезать большую часть своей никелевой полосы заранее, чтобы я мог просто сваривать, не прерывая поток, чтобы остановить и отрезать больше никеля.Я измерил ширину трех ячеек и отрезал достаточно никелевой полосы, чтобы сварить верхнюю и нижнюю части 10 комплектов по 3 ячейки, то есть 20 полосок никеля шириной по 3 ячейки каждая, плюс пара запасных частей на случай, если я что-нибудь испортил.

Никелевые полосы нарезанные из рулона

Никель на удивление мягкий, поэтому его можно разрезать обычными ножницами. Постарайтесь не сгибать его слишком сильно, так как вы хотите, чтобы он оставался как можно более плоским. Если вы все-таки согнете уголки ножницами, вы легко сможете снова согнуть их пальцем.

Подготовьте параллельные группы к сварке

Вам нужно будет каким-то образом удерживать клетки по прямой линии во время сварки, так как делать это сложнее, чем кажется. У меня есть хорошее приспособление (которое я получил в качестве бесплатного «подарка» при покупке одного из моих сварщиков), чтобы удерживать мои ячейки на прямой линии во время сварки. Однако, прежде чем я получил его, я использовал простую деревянную оправку, которую я сделал, чтобы удерживать клетки, пока я горячим склеил их в прямую линию.

Моя «настоящая» установка для точечной сварки 18650

Мой старый деревянный шаблон для горячего склеивания 18650

Любой способ работает, но мой оранжевый джиг экономит мне один шаг горячего клея, который просто делает упаковку более чистой.Конечно, все равно после того, как упаковка будет покрыта термоусадочной пленкой, поэтому вы можете использовать любой метод, который вам нравится. Я даже обнаружил, что некоторые из этих цилиндрических лотков для кубиков льда идеально подходят для хранения 18650 ячеек. Если отрезать верхнюю часть, она останется чистой для сварки. Я бы добавил несколько сильных неодимовых магнитов на заднюю часть, чтобы удерживать ячейки на месте, как у моего апельсинового джига, но в остальном это идеальный джиг почти как есть.

Поднос для кубиков льда, который на 18650 идеально подходит для точечной сварки

Пора начинать сварку!

Хорошо, вот момент, которого все так ждали.Давайте сварим наши клетки.

Теперь план игры состоит в том, чтобы сварить параллельные группы из 3 ячеек (или больше или меньше для вашего пакета, в зависимости от того, какую общую емкость вы хотите). Чтобы сварить ячейки параллельно, нам нужно сварить верхнюю и нижнюю части ячеек вместе, чтобы все 3 ячейки имели общие положительные и отрицательные выводы.

Существуют разные модели сварочных аппаратов, но большинство из них работают одинаково. У вас должны быть два медных электрода, расположенных на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга на двух плечах, или у вас могут быть портативные датчики.У моей машины есть сварочные рычаги.

Положите никелевую ленту на верхнюю часть ячеек и приподнимите ее к сварочным зондам, чтобы начать сварку

Положите никелевую полосу поверх трех ячеек, убедившись, что она закрывает все три клеммы. Включите сварочный аппарат и установите достаточно низкий ток (если вы используете сварочный аппарат впервые). Выполните пробную сварку, поместив элементы батареи и медную полоску под зонды и поднимая их, пока сварочные рычаги не поднимутся достаточно высоко, чтобы начать сварку.

Вы увидите две точки на месте сварки. Проверьте сварной шов, потянув за никелевую полосу (если вы впервые пользуетесь сварочным аппаратом). Если он не отрывается от давления руки или требует большой силы, значит, это хороший сварной шов. Если вы можете легко снять его, включите ток. Если поверхность выглядит обгоревшей или слишком горячей на ощупь, уменьшите силу тока. Полезно иметь запасную ячейку или две для набора мощности вашей машины.

Так должны выглядеть ваши ячейки после первого набора сварных швов

Продолжайте движение вниз по ряду ячеек, нанося сварной шов на каждую ячейку.Затем вернитесь и сделайте еще один набор сварных швов на каждой ячейке. Мне нравится делать 2-3 сварных шва (4-6 точек) на ячейку. Если меньше, сварной шов станет менее надежным; больше, и вы просто нагреете камеру без надобности. Все больше и больше сварных швов не сильно увеличивают токопроводящую способность никелевой ленты. Фактическая точка сварки — не единственное место, где ток течет от ячейки к полосе. Плоский кусок никеля будет касаться всей поверхности крышки ячейки, а не только в точках сварного шва. Так что 6 точек сварки — это достаточно для обеспечения хорошего контакта и соединения.

Вот ячейки с еще парочкой сварных швов

Когда у вас будет 2-3 сварных шва в верхней части каждой ячейки, переверните 3 ячейки и проделайте то же самое с нижней частью 3 ячеек с новым куском никеля. После того, как вы завершите нижние сварные швы, у вас будет одна полная параллельная группа, готовая к работе. Технически это уже батарея 1S3P (1 элемент последовательно, 3 элемента параллельно). Это означает, что я только что создал батарею 3,6 В 8,7 Ач. Их осталось всего девять, и мне хватит, чтобы собрать весь рюкзак.

Теперь приварите таким же образом на противоположной стороне ячеек

Затем возьмите еще 3 ячейки (или сколько бы их ни было в параллельных группах) и выполните ту же операцию, чтобы создать другую параллельную группу, аналогичную первой. Тогда продолжай. Я делаю еще восемь параллельных групп, всего 10 параллельных групп.

Ниже я снял видео, в котором показано, как выполнять точечную сварку аккумулятора.

Последовательная сборка параллельных групп

Теперь у меня есть 10 отдельных параллельных групп, и я собираюсь соединить их последовательно, чтобы сделать один аккумулятор для электровелосипеда.

10 параллельных групп, сваренных, никуда не деться…

Когда дело доходит до компоновки, есть два способа собрать ячейки в прямые пакеты (прямоугольные блоки, как я собираю). Я не знаю, есть ли для этого отраслевые термины, но я называю эти два метода «офсетной упаковкой» и «линейной упаковкой».

Упаковка со смещением приводит к более короткой упаковке, поскольку параллельные группы смещены на половину ячейки, занимая часть пространства между ячейками предыдущей параллельной группы.Однако это приводит к несколько более широкой упаковке, поскольку смещенные параллельные группы простираются в каждую сторону на четверть ячейки больше, чем они имели бы при линейной упаковке. Офсетная упаковка удобна в тех случаях, когда вам нужно разместить упаковку в более короткой области (например, в треугольнике рамы) и не заботиться о штрафе за ширину.

Линейная набивка, с другой стороны, дает более узкую упаковку, которая в итоге оказывается немного длиннее, чем офсетная упаковка. Некоторые люди говорят, что офсетная упаковка более эффективна, потому что вы можете разместить больше ячеек на меньшей площади, используя пространство между ячейками.Однако офсетная упаковка создает бесполезное пространство на концах параллельных групповых рядов, где между краем упаковки и «более короткими» рядами образуются зазоры. Чем больше аккумуляторный блок, тем меньше занимаемого места занимает по сравнению с общим размером блока, но для большинства блоков разница незначительна. Что касается батареи, я решил использовать офсетную упаковку, чтобы сделать ее короче и легче разместить в небольшой сумке с треугольными чашками.

Когда дело доходит до последовательной сварки параллельных групп, вам необходимо спланировать сварные швы с учетом физических возможностей вашего сварщика.Короткие рукава на моем сварочном аппарате могут достигать глубины только двух рядов ячеек, а это означает, что мне нужно будет добавлять по одной параллельной группе за раз, сваривать ее, а затем добавлять еще одну. Если у вас есть ручные сварочные щупы, теоретически вы можете сварить всю батарею за один раз.

И теоретически я бы вам завидовал.

Поскольку у большинства сварщиков есть такие же руки, как у меня, я покажу вам, как я это сделал. Я начал с горячего склеивания двух параллельных групп вместе со смещением, убедившись, что концы противоположны (по одному положительному и по одному отрицательному на каждом конце, как показано на рисунке).Затем я отрезал кучу никелевых полосок, достаточно длинных, чтобы перемыть два элемента.

Обратите внимание, что параллельные группы выровнены с противоположными полюсами

Я поместил первую параллельную группу положительной стороной вверх, а вторую параллельную группу отрицательной стороной вверх. Я положил никелевые полоски поверх каждого из трех наборов ячеек, соединив положительные клеммы первой параллельной группы с отрицательной клеммой второй параллельной группы, как показано на рисунке.

Затем я наложил по одному комплекту сварных швов на каждый конец ячейки первой параллельной группы, эффективно прихватив три никелевые полоски на месте.Затем я добавил еще один набор сварных швов на каждый из отрицательных выводов второй параллельной группы. Это дало мне 6 сварочных комплектов или по одному сварочному комплекту для каждой ячейки. Наконец, я дополнил эти комплекты одиночных сварных швов еще парой сварных швов на ячейку, чтобы обеспечить хороший контакт и соединение.

Затем я добавил третью параллельную группу после второй, приклеив ее горячим способом в той же ориентации, что и первая, так что верх упаковки чередуется от положительных клемм к отрицательным клеммам и обратно к положительным клеммам вдоль первых трех параллельных групп. .

Теперь этот шаг очень важен: Я собираюсь перевернуть блок вверх дном и выполнить этот набор сварных швов между положительными крышками на второй параллельной группе и отрицательными клеммами на третьей параллельной группе. По сути, я свариваю на противоположной стороне блока, как и при подключении первых двух параллельных групп. Пропустите несколько изображений, чтобы увидеть полностью сваренный пакет, чтобы понять, как работает система чередующихся сторон.

Почему мы меняем стороны упаковки во время сварки? Мы делаем это, потому что таким образом мы подключаем положительный вывод каждой параллельной группы к отрицательному выводу следующей группы в линии.Вот как работают последовательные соединения: всегда от положительного к отрицательному, от положительного к отрицательному, чередуя их.

Когда мы добавляем четвертую параллельную группу, мы снова приклеиваем ее горячим клеем в противоположной ориентации третьей параллельной группы (и той же ориентации второй параллельной группы), а затем привариваем ее на противоположной стороне, пока мы сваривали между вторая и третья группы (и та же сторона, что мы сварили между первой и второй группами).

Этот шаблон продолжается до тех пор, пока мы не подключим все 10 параллельных групп.В моем случае вы можете видеть, что первая и последняя параллельные группы не приварены к верхней стороне пакета. Это потому, что они являются «концами» блока или основными положительными и отрицательными выводами всего блока 36 В.

Каждая из групп ячеек, не подключенных наверху, подключена снизу

Добавление BMS (системы управления батареями)

Элементы батареи теперь собраны в большую батарею на 36 В, но мне все еще нужно добавить BMS для управления зарядкой и разрядкой батареи.BMS контролирует все параллельные группы в батарее, чтобы безопасно отключить питание в конце зарядки, одинаково сбалансировать все ячейки и предотвратить чрезмерную разрядку батареи.

BMS не обязательно строго требуется — можно использовать пакет как есть, без BMS. Но это требует очень тщательного наблюдения за элементами батареи, чтобы избежать их повреждения или создания опасного сценария во время зарядки или разрядки. Это также требует покупки более сложного и дорогого зарядного устройства, которое может сбалансировать все элементы по отдельности.Гораздо лучше использовать BMS, если у вас нет особых причин, по которым вы хотите самостоятельно контролировать свои клетки.

Я выбрал BMS с максимальным током постоянного разряда 30A, чего мне больше не нужно. Хорошо быть консервативным и, если возможно, завышать спецификации вашей BMS, чтобы вы не использовали ее до предела. Моя BMS также имеет функцию баланса, которая поддерживает баланс всех моих ячеек при каждой зарядке. Не все BMS делают это, хотя большинство из них. Остерегайтесь очень дешевых BMS, потому что именно тогда вы можете столкнуться с несбалансированной BMS.

Чтобы подключить BMS, нам сначала нужно определить, какой из измерительных проводов (множество тонких проводов) является первым (предназначенным для первой параллельной группы). Ищите пронумерованные провода на одной стороне платы. Моя находится на задней стороне платы, и я забыл сфотографировать ее перед установкой, но поверьте мне, я заметил, с какого конца начинаются провода датчиков. Вы же не хотите ошибиться и подключить сенсорные провода в неправильном направлении.

Обязательно ознакомьтесь со схемой подключения вашей BMS, потому что некоторые BMS имеют на один сенсорный провод больше, чем ячейки (например, 11 сенсорных проводов для блока 10S).В этих блоках первый провод идет к отрицательному выводу первой параллельной группы, а все остальные провода идут к положительному выводу каждой последующей параллельной группы. Моя BMS имеет только 10 сенсорных проводов, поэтому каждый будет подключаться к положительной клемме параллельных групп.

Схема подключения, поставляемая с моей BMS

Перед тем, как на самом деле подключать BMS к батарее, я приклеил ее горячим клеем к куску поролона, чтобы изолировать контакты в нижней части платы, а затем приклеил эту пену к концу батареи.

Затем я взял измерительный провод, обозначенный B1, и припаял его к положительному выводу первой параллельной группы (который также совпадает с отрицательным выводом второй параллельной группы, поскольку они соединены вместе никелевой полосой).

При пайке этих проводов к никелевой полосе старайтесь паять между двумя ячейками, а не непосредственно поверх ячейки. Это удерживает источник тепла дальше от фактических концов элементов и вызывает меньший нагрев элементов батареи.

Затем я взял свой второй сенсорный провод (или ваш третий сенсорный провод, если у вас на один сенсорный провод больше, чем параллельных групп) и припаял его к положительной клемме второй параллельной группы. Опять же, обратите внимание, что я припаиваю этот провод к никелю между ячейками, чтобы избежать прямого нагрева любой ячейки.

Я продолжил со всеми 10 проводами считывания, поместив последний на положительный вывод 10-й параллельной группы. Если вы не уверены, какие группы к каким группам относятся, или запутались, используйте цифровой вольтметр, чтобы дважды проверить напряжения каждой группы, чтобы вы знали, что подключаете каждый провод к правильной группе.

Последним этапом подключения BMS является добавление проводов заряда и разряда. И положительный, и разрядный провод батареи будут припаяны непосредственно к положительной клемме 10-й параллельной группы. Отрицательный провод заряда будет припаян к C-контактной площадке BMS, а отрицательный разрядный провод будет припаян к P-контактной площадке BMS. Мне также нужно добавить один провод от отрицательной клеммы первой параллельной группы к B-контактной площадке BMS.

Вы заметите, что для своих зарядных проводов я использовал провода большего диаметра, чем сенсорные провода, поставляемые с BMS.Это потому, что зарядка будет передавать больше тока, чем эти сенсорные провода. Кроме того, вы заметите, что разрядные провода (включая контактную площадку B до отрицательной клеммы блока) — самые толстые из всех проводов, так как они будут нести всю мощность всей батареи во время разряда. Я использовал 16 AWG для зарядных проводов и 12 AWG для разрядных проводов.

На следующих фотографиях вы также заметите, что мои провода заряда и разряда обмотаны на концах изолентой.Это необходимо для предотвращения случайного контакта друг с другом и короткого замыкания батареи. Мой друг недавно посоветовал мне другой (и, вероятно, лучший) вариант предотвращения коротких замыканий: сначала добавьте разъемы к проводам, а затем припаяйте их к блоку и BMS. Дох!

Ниже я сделал видео, показывающее, как добавить BMS к литиевой батарее.

Уплотнение аккумулятора электровелосипеда своими руками с помощью термоусадки

Этот шаг не обязателен.Вам следует как-то герметизировать батарею, чтобы предотвратить короткое замыкание на весь этот незащищенный никель, но не обязательно, чтобы имел с термоусадочной пленкой. Некоторые люди используют клейкую ленту, полиэтиленовую пленку, ткань и т. Д. Однако, на мой взгляд, термоусадочная пленка — лучший метод, потому что она не только обеспечивает в значительной степени водостойкое (хотя и не водонепроницаемое) уплотнение, но также обеспечивает постоянное и равномерное давление на все ваши соединения и провода, что снижает риск повреждения от вибрации.

Перед тем, как запечатать батареи термоусадочной пленкой, я предпочитаю обернуть их тонким слоем поролона для дополнительной защиты.Это помогает предохранить концы ваших элементов от осколков, если аккумулятор подвергнется грубому обращению, что может произойти случайно в виде упавшего аккумулятора или аварии электровелосипеда. Пена также помогает гасить вибрации, которые аккумулятор испытывает на велосипеде.

Нарезка поролона по размеру перед упаковкой

Я использую белую крафтовую пену толщиной 2 мм и вырезаю фигуру немного больше, чем моя упаковка. Заворачиваю и заклеиваю изолентой. Он не должен быть красивым, он просто должен покрывать всю стаю.Ваш следующий шаг скроет пену из поля зрения.

Далее идет термоусадочная трубка. Трудно найти термоусадочную трубку большого диаметра, и мне повезло с большим количеством разных размеров от китайского поставщика, прежде чем у него закончились поставки. Лучше всего проверить такие сайты, как eBay, на наличие коротких термоусадочных материалов нужного вам размера.

Небольшое примечание: когда вы переходите к термоусадке большого размера, метод обозначения размера часто меняется от обращения к диаметру трубки на указание на плоскую ширину (или половину окружности, когда она находится в круге).Это связано с тем, что при таких больших размерах это уже не столько трубка, сколько два плоских листа, сплавленные вместе, вроде конверта. Помните об этом и знайте, какой размер указан, когда вы покупаете термоусадочную трубку большого диаметра.

Существуют формулы для расчета точного размера необходимой термоусадки, но я часто нахожу их слишком сложными. Вот как я определяю, какой размер мне нужен: беру высоту и ширину упаковки, складываю их и запоминаю это число.Размер термоусадки, который вам нужен, если измерять его по ширине плоскости (половина окружности), находится между тем числом, которое вы нашли, и удвоенным значением (или, в идеале, между немного большим, чем это число, до чуть меньше, чем вдвое больше).

Почему эта формула работает? Подумайте об этом: термоусадка (если не указано иное) обычно имеет коэффициент усадки 2: 1, поэтому, если мне нужно что-то, что меньше чем в два раза превышает окружность (или, скорее, периметр, поскольку моя упаковка на самом деле не круг) моей упаковки. Поскольку термоусадка большого диаметра указывается для размеров половинной окружности (плоской ширины), и я хочу, чтобы термоусадка была немного больше, чем периметр моей упаковки, то я знаю, что мне нужно, чтобы размер половины окружности был немного больше половина периметра моего рюкзака, равная высоте плюс ширина моего рюкзака.

Это может показаться запутанным, поэтому давайте говорить в реальных числах. Мой рюкзак примерно 70 мм в высоту и примерно 65 мм в ширину. Это означает, что половина периметра моего рюкзака составляет 70+ 65 = 135 мм. Поэтому мне нужна термоусадочная трубка с плоской шириной (или половиной окружности) от 135 до 270 мм, или, чтобы быть безопаснее, от 150 до 250 мм. И если возможно, я хочу быть на меньшем конце этого диапазона, чтобы термоусадка была более плотной и удерживалась более прочной. К счастью, у меня есть термоусадочная трубка 170 мм, которая отлично подойдет.

Еще одно замечание о термоусадке большого диаметра: если не указано иное, этот материал обычно дает усадку примерно на 10% в продольном направлении, поэтому вам нужно немного прибавить к длине, чтобы учесть как перекрытие, так и продольную усадку.

Но есть еще одна проблема: теперь, если я просто засуну свой рюкзак в какую-нибудь термоусадочную трубку, у меня останутся открытые концы. Конструктивно это более или менее нормально, хотя не будет водонепроницаемым и будет выглядеть немного менее профессионально.

Итак, я собираюсь сначала использовать более широкий (285 мм, если быть точным), но более короткий кусок термоусадочной пленки, чтобы обернуть упаковку в длинном направлении. Это сначала закроет концы, а затем я смогу вернуться с моим длинным и тонким кусочком термоусадки, чтобы покрыть всю длину упаковки.

Если у вас нет настоящего теплового пистолета, вы можете использовать сильный фен. Не все фены подойдут, но модель моей жены на 2000 ватт великолепна. У меня есть настоящая тепловая пушка, но на самом деле я предпочитаю использовать ее фен, потому что у него более тонкие элементы управления и более широкая мощность.Только не испачкай фен своей жены!

Надевание и усадка второго слоя

Теперь у меня вся моя упаковка запаяна в термоусадочную пленку, а провода выходят из шва между двумя слоями термоусадочной пленки. Я мог бы остановиться здесь, но с чисто эстетической точки зрения мне не особенно понравилось, как там упала усадка на выход провода. Поэтому я взял третий кусок термоусадочной пленки того же размера (285 мм), что и первый кусок, и еще раз прошел вокруг длинной оси упаковки, чтобы плотно прижать провода к концу упаковки.

В результате получилось три слоя термоусадочной пленки, что составляет одну очень защищенную батарею!

Ниже я сделал видео, показывающее, как термоусадку литиевой батареи.

Последние штрихи

Единственное, что осталось сделать на этом этапе, — это добавить разъемы, если вы не сделали это до того, как припаяли провода, что я действительно рекомендую сделать. Но, конечно, я этого не сделал, поэтому добавил их на этом этапе, стараясь не закоротить их, подключая только один провод за раз.

Доллар за весы

Можно использовать любые коннекторы, какие захотите. Я большой поклонник разъемов Anderson PowerPole для разрядных проводов. Я использовал этот другой разъем, который был у меня в контейнере для запчастей, для разрядных проводов. Я не знаю, как называется этот тип коннектора, но если кто-то хочет сообщить мне об этом в разделе комментариев, это будет здорово!

Вы также можете добавить этикетку или другую информацию снаружи рюкзака, чтобы придать ему профессиональный вид. По крайней мере, неплохо было бы хотя бы написать на упаковке напряжение и емкость.Особенно, если вы сделаете несколько нестандартных аккумуляторов, это гарантирует, что вы никогда не забудете правильное напряжение заряда для батареи.

Вначале вы также захотите протестировать аккумулятор с довольно небольшой нагрузкой. Попробуйте совершить легкую поездку на первых нескольких зарядках или, что еще лучше, используйте разрядник, если он у вас есть. Я построил нестандартный разрядник из галогенных лампочек. Это позволяет мне полностью разряжать батареи на разных уровнях мощности и измерять выходную мощность. Эта конкретная батарея дала 8.54 Ач в первом цикле разряда при скорости разряда 0,5 с, или около 4,4 А. Этот результат на самом деле довольно хороший и соответствует средней емкости отдельного элемента около 2,85 Ач, или 98% от номинальной емкости.

Производители обычно оценивают емкость своих элементов при очень низкой скорости разряда, иногда всего 0,1 с, когда элементы работают с максимальной производительностью. Так что не удивляйтесь, если вы используете только 95% или около того от заявленной емкости ваших ячеек во время реальных разрядов. Этого следовало ожидать.Кроме того, ваша емкость, вероятно, немного вырастет после первых нескольких циклов зарядки и разрядки, поскольку элементы сломаются и уравновесятся друг с другом.

Я не включил в эту статью раздел о зарядке, поскольку речь шла только о том, как собрать литиевую батарею. Но вот видео, которое я сделал, показывает, как выбрать подходящее зарядное устройство для литиевой батареи.

Теперь ваша очередь!

Теперь у вас есть вся информация, которая может вам понадобиться, чтобы сделать собственный литиевый аккумулятор для электровелосипеда.Возможно, вам все еще понадобится несколько инструментов, но, по крайней мере, у вас есть знания. Не забывайте делать это медленно, все распланируйте заранее и наслаждайтесь проектом. И не забывайте свое защитное снаряжение!

Видеоверсия моего практического руководства:

Если вы похожи на меня, то вам нравится слышать и видеть, как что-то делается, а не просто читать о них. Вот почему я также снял видео, показывающее все шаги, которые я здесь сделал, в одном видео. Батарея, которую я собираю в этом видео, не такая же, но похожая.Это аккумулятор на 24 В, 5,8 Ач для небольшого маломощного электровелосипеда. Но вы можете просто добавить больше ячеек, чтобы получить пакет с более высоким напряжением или большей емкостью в соответствии с вашими потребностями. Посмотрите видео ниже:

Я оставлю вам немного больше вдохновения

Теперь я уверен, что вы все в восторге от создания собственного аккумуляторного блока. Но на всякий случай я собираюсь оставить вам потрясающее видео, в котором производитель аккумуляторов Дамиан Рене из Мадрида, Испания, строит очень большой, очень профессионально сконструированный аккумулятор 48 В 42 Ач из 18650 ячеек.О том, как он построил эту батарею, можно прочитать здесь. (Также обратите внимание на видео, как он хорошо использует средства защиты!)

кредит изображения 1, 2, 3,

Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов

DIY: 8 шагов

Я включил две версии печатной платы. У вас есть традиционная принципиальная схема и графическое изображение медной монтажной платы.

C1 — конденсатор 220 нФ
C2 — конденсатор 100 нФ

Два конденсатора помогают сглаживать и фильтровать входное и выходное напряжения.

R2 — резистор на 820 Ом.

От W1 до W6 — перемычки разной длины. Они есть в большинстве магазинов электроники.

Знаки X, которые вы видите на дорожках, — это разрывы медных полос. Вы можете сломать их, используя инструмент для разрыва дорожек на картоне — поставщика, который я использую для них, можно найти в Electronic Projects Online

R1 — это потенциометр 5K или 10K.

3 резистора R3 составляют сопротивление, необходимое для подачи правильного тока.Обратите внимание, что они настроены параллельно. Здесь используются резисторы мощностью 0,25 Вт, что в сумме составляет 0,75 Вт. Ток проходит напрямую через эти резисторы, поэтому его необходимо правильно определить. Вскоре мы поговорим об уравнениях для расчета правильных значений.

Наконец, вы можете увидеть L200C. Он имеет пронумерованные контакты, которые вы можете сопоставить с таблицей данных. Вам нужно будет сделать небольшое количество плавного изгиба, чтобы выровнять штифты, как у меня — к сожалению, штифты расположены слишком близко друг к другу, чтобы идеально вписаться в полосовую доску.

Контакт 1 принимает положительный вывод от источника питания. Контакт 3 заземлен (отрицательный). Вывод 5 — это выход. Контакты 2 и 4 используются для определения правильного напряжения и тока.

Уравнения!

R3 = 0,45 / А

Итак, в моем случае я хотел ограничить ток до 700 мА
R3 = 0,45 / 0,7 = 0,64 Ом

В моем случае я использовал 3 разных резистора, чтобы приблизиться к этому значению — 1, 2,5 и 5 Ом. Способ вычисления параллельных резисторов:

1 / ((1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3))

, в моем случае это

1 / ((1/1) + ( 1/2.5) + (1/5))
= 1 / (1 + 0,4 + 0,2) = 1 / 1,6 = 0,625 Ом

Что достаточно близко! Чтобы рассчитать ток, который вы получаете из установленного значения в Ом, вы можете вернуться назад — это полезно, чтобы узнать, как ваши приближения с резисторами приводят вас.

Ток = 0,45 / 0,625 Ом = 0,72 А

Мощность, проходящая через R3, составляет 0,45 * 0,45 / R3 в Ом

В моем случае это 0,45 * 0,45 / 0,625 = 0,324 Вт, учитывая, что 3 резистора позволяют в общей сложности 0,75 Вт, мы в пределах допустимого.

Определить значение R1 несложно.

R1 = (Vout / 2,77 — 1) * R2

Мы знаем, что R2 составляет 820 Ом, и мы знаем, каким мы хотим, чтобы выходной VOut был таким (в моем случае)

R1 = ((6,5 В / 2,77) — 1) * 820 = 1104 Ом

Самый простой способ — подключить мультиметр к Vout, а затем отрегулировать потенциометр.

ВАЖНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
1) ваше входное напряжение должно быть примерно на 2 вольта выше требуемого выходного напряжения.
2) Чип горит от превышения напряжения / тока как тепло.Чтобы снизить температуру, постарайтесь не иметь VIN намного больше, чем VOut — с учетом пункта 1.

Чтобы рассчитать мощность, рассеиваемую микросхемой, вам необходимо выбрать (Vin-Vout) * ток. Моя версия — 12 В-6,5 В * 0,7 = 3,85 Вт. Я также прикрепил к своей микросхеме радиатор, и коробка ДЕЙСТВИТЕЛЬНО нагревается, хотя, похоже, она вполне может с этим справиться. Все могло бы стать очень сложным, если бы Vin было 24 В, а Vout было 6 В, и вы были на полном токе 2 А …. довольно жарко на 36 Вт .. ВЕНТИЛЯТОР, ПОЖАЛУЙСТА, lol

DIY Professional 18650 Аккумулятор: 12 шагов (с изображениями)

Мир отказывается от ископаемого топлива и однажды станет полностью электрическим.В современном мире литий-ионные аккумуляторы являются наиболее многообещающим химическим веществом. Большинство аккумуляторных батарей, используемых в ноутбуках, радиоуправляемых игрушках, дронах, медицинских устройствах, электроинструментах, электронных велосипедах и электромобилях (EV), основаны на батареях 18650. Это один из наиболее зрелых доступных литий-ионных форматов, он производится в больших объемах и имеет низкую стоимость в час.

◆ Подпишитесь на меня в Instagram @ opengreenenergy

Вы можете найти все мои проекты на https://www.opengreenenergy.com/

Батарея 18650 (диаметр 18 мм и длина 65 мм) представляет собой классификацию литий-ионных батарей по размеру. .Он такой же формы, но немного больше, чем батарея AA. Батарейки AA иногда называют 14500 батареями, потому что они имеют диаметр 14 мм и высоту 50 мм.

Ранее я сделал генератор солнечной энергии, который до сих пор работает очень хорошо. Но главная проблема — это его вес, он действительно тяжелый. Основной вес солнечного генератора обусловлен находящейся внутри тяжелой свинцово-кислотной батареей. Поэтому я решил сделать легкий и компактный литий-ионный аккумулятор 18650.

В этом руководстве я покажу вам, как сделать аккумуляторную батарею 18650 для таких приложений, как Power Bank, солнечный генератор, электронный велосипед, Power Wall и т. Д.Принцип очень прост: просто объединить количество 18650 ячеек последовательно и параллельно, чтобы сделать пакет большего размера и, наконец, обеспечить безопасность, добавив к нему BMS.

В конце этого проекта я сделал заказной корпус для аккумуляторной батареи, напечатанный на 3D-принтере.

Заявление об отказе от ответственности: Я не могу нести ответственность за потерю имущества, повреждение или гибель людей, если это дойдет до этого. Это руководство было написано для тех, кто знаком с технологией перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов.Пожалуйста, не пытайтесь это сделать, если вы новичок. Оставайтесь в безопасности.

Полное видео-руководство:

Если вы не знаете, какие разъемы получить, это может помочь

Опытные строители имеют предпочтения для каждой части своего электровелосипеда с хот-родом, , но … если вы являются новыми, и вам просто нужен совет о том, как начать работу с компонентами, которые работают достаточно хорошо, по-прежнему доступны по разумной цене и доступны?… тогда эта статья для вас.

Вам не придется долго искать, прежде чем вы увидите, что многие распространенные контроллеры для электровелосипедов имеют МНОГО проводов и разъемов. Сначала я упоминаю контроллер, потому что он подобен солнцу… вокруг которого вращаются дроссельная заслонка, аккумулятор и двигатель. Более мощные контроллеры с 18 полевыми транзисторами, которые иногда используются для хот-родов мощностью 2600-8000 Вт, часто поставляются китайскими поставщиками электронных мопедов / мотоциклов. У них есть дополнительные функции, такие как трехпозиционный переключатель питания, круиз-контроль, задний ход, торможение с регенерацией, спидометр и другие.

Если вы новичок в электровелосипедах? первый раз, когда вы это увидите, у вас может сильно заболеть голова.

Для тех, кто только начинает свой путь, в этой статье будут рассмотрены разъемы для трехфазных проводов двигателя, датчиков Холла, дроссельной заслонки … плюс провод зажигания (с горячим подключением или подключенный к переключателю включения / выключения). . Это должно помочь вам в работе, а затем вы сможете со временем отсортировать другие провода, связавшись с поставщиком, у которого вы приобрели контроллер.

Мы ВСЕГДА рекомендуем приобретать дроссельную заслонку, контроллер и двигатель от того же продавца (плюс, купите запасную дроссельную заслонку!). Если вы попытаетесь смешивать и сочетать части? цветовые коды на проводах могут не совпадать, разъемы не совпадают, и … даже после того, как вы замените согласованные разъемы в жизненно важных местах, поставщики не помогут вам устранить неполадки, почему некоторые детали не совпадают работает правильно.

Вы, , «можете» получить батарею от того же поставщика, что и остальная часть комплекта, но … не составляет большого труда получить батарею от другого поставщика, поскольку в этой статье я расскажу о том, как сделать батарею по принципу: подключение контроллера…

____________________________________________

Разъемы провода фазы двигателя

Обычно их легче всего идентифицировать (по гнезду проводов крыс).У большинства мотор-редукторов будет либо один кабель (с пучком проводов разного диаметра внутри)… ЛИБО, вы можете увидеть отдельные провода, выходящие из полой части оси. Эти двигатели трехфазные, но… вместо того, чтобы иметь шесть фазных проводов, выходящих из оси (что ограничивало бы толщину каждого провода), только три фазных провода выходят из корпуса двигателя. Звучит странно, но это правда.

Это потому, что электричество будет проходить только через полный контур (как вход, так и выход).Следовательно, , по одному на каждое, из двух ветвей каждого из трех концов проводов катушечной группы соединены вместе внутри мотор-ступицы (либо в треугольной, либо в звездообразной конфигурации… еще не запутались?). В результате вы можете вращать мощность через три группы электромагнитных катушек (шесть ножек группы катушек), и только три из шести концов проводов группы катушек должны будут выйти из корпуса двигателя.

Это важно понять, чтобы вы были уверены в том, что я скажу дальше. Вы можете подключить свой контроллер к трем фазным проводам двигателя в любой комбинации , которую вы хотите (обычно Синий, Зеленый, Желтый … в алфавитном порядке), , и не повредит что-либо .«Неправильная» комбинация может вращаться в обратном направлении или довольно скоро может стать немного горячей без нагрузки, но… вы можете поменять их местами, ничего не жаря.

Слева направо… кольцевые соединители, опоры питания Андерсона (APP) и мои любимые (для двигателей ebike) обычные соединители типа «пуля». Обратите внимание, что когда я отрезал их, я оставил отрезки провода достаточной длины, чтобы припаять их к другому проводу и сделать переходники.

Я купил двигатели, которые пришли от продавца, с разъемами Anderson для фаз, а также с обычными кольцевыми разъемами. В этих нет ничего плохого, но я предпочитаю использовать патроны, и мне нравится прикреплять патроны папа на стороне двигателя (розетка на стороне контроллера).

Мне также нравится делать фазные провода двигателя, которые находятся за пределами оси, достаточно длинными, чтобы разъемы находились внутри аккумуляторного отсека (или сумки). Это для гидроизоляции, если я попаду под неожиданный дождь. Однако многие строители предпочитают держать разъемы фазных проводов рядом с двигателем, чтобы упростить замену спущенной шины.

Использование патронов с наружной резьбой на фазных проводах двигателя может быть пережитком, когда нам приходилось протягивать соединители через гайку оси, потому что фазные провода на меньших двигателях проходят через полую ось, и … поскольку оси довольно маленькие, ось-гайка тоже довольно маленькая. Мужские пули имеют меньший диаметр по сравнению с соответствующими им гнездовыми патронами.

Все популярные мотор-ступицы с горячим стержнем теперь имеют проволочный кабель, выходящий из корпуса двигателя в месте внутри выемок рамы (а не на конце оси).Это не только делает ось более прочной, но и значительно упрощает замену фазных проводов на более толстые, чем те, что установлены на заводе (поскольку они не должны проходить через узкое отверстие для гайки оси).

Мне нравится, что мои три фазных провода двигателя толще, чем стандартные провода (по крайней мере, те участки, которые находятся за пределами корпуса двигателя), и я хочу, чтобы разъемы тоже были больше. Таким образом, если двигатель сильно нагревается от высокого тока, внешние провода и разъемы не будут ограничивающим фактором.Кроме того, поскольку в наши дни я все чаще и чаще вижу датчики температуры, устанавливаемые внутри корпуса двигателя, это означает, что если провода и разъемы работают холоднее, чем двигатель, то двигатель — единственная деталь, которую вам нужно контролировать.

XT90 — это мой предпочтительный разъем для подключения батареи к контроллеру мощностью примерно до 3000 Вт (с искровым разъемом розетка на стороне батареи). В итоге у меня есть целый мешок штекерных и гнездовых разъемов XT90. Таким образом, все батареи и контроллеры, которые я куплю в будущем, будут иметь одинаковый разъем, и я могу менять их местами по мере необходимости (я покупаю разъемы с косичками и использую простое стыковое соединение).Кроме того, таким образом я могу легко заменить свой резервный диагностический контроллер для устранения неполадок.

Слева направо, соединители XT90 с косичками, незакрепленные оголенные патроны типа «мама» / «папа», а также с помощью Dremel вырезать разъемы «папа» и «мама» 4,5 мм из нейлоновых корпусов для использования на фазах двигателя.

Независимо от типа коннектора пули, который я мог бы выбрать, если бы был выбор… Однажды я оказался в затруднительном положении (торопился, не мог дождаться доставки), и я разрезал пару коннекторов XT90 с помощью тонкий абразивный отрезной диск на моем Dremel для сбора урожая 4.Из них 5мм мужские и женские пули. Они работали хорошо, и, поскольку они рассчитаны на временный пик 90 А, я был уверен, что они отлично подойдут для фазных проводов двигателя (при скромных 50 А, которые я использую), и они есть. (уменьшите каждую спецификацию в рекламе китайских продуктов … например, контакты 90A в XT-90 отлично подходят для реальных случайных 50A)

Слева направо, пули 4 мм, 4,5 мм (из разъемов XT90), а также пули 6 мм (измеряется по внутреннему диаметру гнезда).Я рекомендую мужчин со стороны мотора, женщин со стороны контроллера. Я не говорю, что женщины контролируют, это было бы просто глупо, верно?

Если вы выберете коннектор пули определенного размера для большинства своих электровелосипедов с хот-родом, дешевым местом, чтобы купить их целую сумку, будет Hobby King. На их домашней странице перейдите в левый столбец на домашней странице до «Оборудование и аксессуары», затем перейдите к «Провода и разъемы». Это приведет вас в общую область, где вы можете щелкнуть по нужным типам и моделям.Что касается оголенных патронов типа «папа» и «мама» (для соединения фаз двигателя), в настоящее время они имеют 4 мм , затем 5,5 мм , а также 6 мм (октябрь 2016 г.).

В разъемах AS150 (Anti-Spark, 150A) для аккумулятора используются пули 7 мм . Напряжение вашей системы не имеет значения, именно ток в амперах определяет, насколько большими должны быть контакты, чтобы они не перегревались. Если контакты толще провода, то разъемы всегда будут холоднее, чем провода.В XT150 используется 6-миллиметровая пуля, но она немного отличается от 6-миллиметровой пули (от другого производителя).

[Фазовые провода двигателя находятся под напряжением 2/3 времени, в течение которого разъем батареи находится под напряжением. Выберите тип разъема, который вам нравится, но … соединение аккумулятора должно быть немного больше, чем разъемы фаз двигателя … также … провода фазы двигателя могут быть довольно длинными, но два красных / черных провода от аккумулятора к контроллеру должны быть короткими и жир за счет индуктивности]

Пули

4 мм рассчитаны на заводе-изготовителе для пикового тока до 60 А и приемлемы для систем с низким напряжением 48 В X 25 А = 1200 Вт, однако… Я лично использую 4 штуки.5-миллиметровые пули для всех моих систем до 60 В X 50 А = 3000 Вт просто для того, чтобы иметь общий интерфейс.

Имейте в виду, я знаю человека, который пропускал только 50 А через общие разъемы, и через несколько минут припой расплавился. Однако он постоянно работал с 50A (член ES живет для физики / Люк). Если вы сделаете провода и разъемы снаружи двигателя толще, чем то, что находится внутри, то приложение слишком большой продолжительной нагрузки сначала расплавит припой внутри двигателя, но … вы можете избежать этого, добавив датчик температуры внутри, а также определив размер двигатель, чтобы он соответствовал нагрузкам, которые вы планируете использовать.

Для непрерывных ампер 50 А или более (обычно с использованием провода 10 ga или более толстого) вы должны использовать сухой обжимной соединитель, потому что высокая температура может расплавить ваш припой. Случайные временные пики 50А не повредят 4,5-миллиметровое соединение пули , припаянное к патрубку .

Если бы мне пришлось делать все сначала, я бы просто купил большую сумку с 6-миллиметровыми штырями и гнездами для фаз двигателя. Они всего на 50% толще, чем крошечные 4-миллиметровые пули, но их дополнительная длина и масса означают, что они могут выдерживать удвоенный ток.В них можно вставлять провода диаметром до 10 га, а также очень толстые 8 га.

Моя персональная паяльная коробка, трансформируемая в подставку для паяльника. Она может быть некрасивой, но работает

Я бы предпочел купить паяльную коробку, но я построил ее из бесплатного лома, у которой есть именно те функции, которые мне нужны. Мне нужна мобильность, потому что иногда я работаю в ночную смену, где моя единственная работа — реагировать на сигналы тревоги и бодрствовать… поэтому в столовой пахнет припоем, когда я иду домой.В разложенном состоянии он держит ГОРЯЧИЙ паяльник с подвешенным в воздухе наконечником в качестве «третьей руки». Это позволяет быстро и легко «залудить» концы проводов.

Здесь одна моя рука держит наконечник провода на паяльнике, а другая рука может добавить немного припоя. Нанесите каплю припоя на толстый наконечник паяльника мощностью 100 Вт (чтобы он легче передавал тепло), установите наконечник из неизолированной медной проволоки на каплю припоя и введите еще немного припоя в жилы. Если у вас мощный паяльник на 100 Вт, это происходит очень быстро.Таким образом, наконечник провода и гнездо разъема уже имеют припой, когда я их соединяю. Когда я делаю окончательное соединение, я просто держу их вместе и нагреваю стык.

Окончательное соединение между наконечником провода и штекером пули

В деревянном краю моей паяльной коробки просверлены отверстия разного диаметра. Это позволяет мне вставлять вилку или розетку (разъемом на задней панели вверх), чтобы удерживать разъем в качестве еще одной «третьей руки», пока я припаяю к нему кончик провода.(* пьет пиво и смотрит в пространство… «Почему никто не протянет мне руку помощи?»)

Активация термоусадочной изоляции пламенем зажигалки для барбекю

Я использую многоразовую бутановую зажигалку для барбекю для переноски. Если бы я был на конвейере, я бы использовал электрическую тепловую пушку. Показанный блок имеет гибкую шейку и может бросать пламя прямо вниз или в любом направлении.

____________________________________________

Разъемы датчика Холла

Датчики Холла

полезны, особенно если вы остановились на крутом подъеме и вам нужно начать движение с полной остановки.Альтернативой является использование бессенсорного контроллера . У меня есть небольшой бессенсорный контроллер в качестве резерва, а также в качестве инструмента для поиска и устранения неисправностей.

Однако бессенсорный контроллер иногда заставляет двигатель покачиваться вперед и назад на мгновение, пока вы не сможете заставить колесо двигаться вперед. С правильно работающими датчиками холла вы можете полностью остановиться, и простое прикосновение к дроссельной заслонке мгновенно приведет к движению мотоцикла вперед.

Три датчика Холла внутри двигателя.У них есть пять крошечных проводов, выходящих из корпуса двигателя через ось.

Лично я предпочитаю начинать с ручного управления дросселем (который выходит за пределы холлов), а после запуска я начинаю крутить педали, что приводит в действие датчик Pedal Assist Sensor (PAS). Я считаю, что датчики Холла являются средством безопасности, если вы едете на своем электровелосипеде в пробке … потому что вам не следует полагаться на то, что иногда колеблется именно тогда, когда вам это нужно больше всего.

Есть три датчика Холла, у каждого по три ножки, всего девять.Однако две ножки на каждом холле предназначены для положительной и отрицательной мощности 5 В. В результате эти шесть ножек связаны в два провода, выходящие из оси, и эти два провода всегда должны быть окрашены в красный цвет и черный для положительного и отрицательного. Три оставшихся ветви (по одной для холлов) предназначены для включения / выключения сигнала на контроллер. Итого… пять тонких проводов датчика Холла выходят из корпуса двигателя.

Они ОЧЕНЬ тонкие. Они могут быть такими же тонкими, как 36-ga, но я предпочитаю более толстые 24-ga, потому что с ними легче манипулировать при пайке или обжиме.Поскольку их пять, они часто продаются с общим разъемом с шестью контактами. Это большой белый квадратный корпус, и… хотя они меня раздражали, когда я впервые столкнулся с ними, теперь они мне нравятся. Я хотел бы выделить минутку, чтобы описать их преимущества, чтобы вы могли понять, подойдут ли они и вам.

Обычная изоляция проводов — поливинилхлорид (ПВХ), но из-за высокой производительности меня немного рвет во рту. Силиконовая изоляция очень гибкая, мягкая и высокотемпературная (как провод Hobby King), но … она также очень толстая, как моя собака.За любой провод, который должен пройти через узкое место, чтобы выйти изнутри двигателя наружу, я плачу немного больше, чтобы получить изоляцию из тефлона / ПТФЭ. Очень высокая температура, и он удивительно тонкий… таким образом, общая толщина провода может быть в основном медным, а не изоляционным.

Разъемы типа «Molex»

бывают разных размеров и конфигураций. Нам нужно только позаботиться о сигнале 5 В при очень низком токе. Однако чем меньше размер разъема, тем сложнее манипулировать отдельными контактами и гнездами.

«Проблема» в том, что даже когда два производителя используют одну и ту же пару соединителей, они часто не устанавливают одинаковые контакты. Как только я узнал трюк о том, как вынуть штыри и гнезда из этих корпусов (а затем снова вставить, как показано ниже), я теперь могу перемещать их внутри корпуса так, чтобы оба штекерных и гнездовых разъема соответствовали цвету проводов на обоих. стороны… неважно, у кого я купил мотор и контроллер.

Вот вид сбоку розетки Molex и набора контактов.Элемент «A» — это зажим, который необходимо обжать на изоляции провода, чтобы обеспечить снятие напряжения. B — это зажим, который нужно обжать на голом медном наконечнике (мне нравится сгибать оголенные медные жилы в форме буквы «J» перед тем, как вставлять и обжимать). C — это зазубрина на гнездовом гнезде, и эти зазубрины не дают им выскочить из пластикового корпуса. D — это зазубрина на мужском лезвии. Если воткнуть крошечную отвертку в горловину пластикового корпуса, можно сжать зазубрины, чтобы они смылись, и тогда гнездо или штифт выскользнет.

Обычный разъем датчика Холла Molex представляет собой белый пластиковый квадратный корпус с шестью контактами (два ряда по три). Иногда шестой штифт пустой, а иногда он имеет провод, который используется для датчика температуры или, возможно, сигнала спидометра. Корпуса также имеют защелку, чтобы они не развалились случайно во время поездки. Общие цвета — красный и черный для положительного и отрицательного 5 В… плюс синий, зеленый и желтый (BGY) для трех сигнальных проводов (они должны быть в алфавитном порядке, потому что у меня есть OCD, который на самом деле должен быть написан CDO).

Никогда не подключайте красный и черный провода обратной стороной (красный к черному, черный к красному). Кроме того, никогда не должен, вставлять красный или черный провода в провода BGY. Однако, когда вы пытаетесь найти комбинацию, которая работает без сбоев, провода BGY можно менять местами между собой без какого-либо повреждения датчиков Холла.

Здесь я использую крошечную отвертку для винтов для очков, чтобы показать зазубрину на мужском лезвии Molex. Это шестой «лишний» провод, который иногда встречается в 6-контактном разъеме обычного датчика Холла.Обратите внимание, что на изоляции белого провода у основания разъема есть обжим, а чуть выше него — обжим на оголенном медном кончике провода для электрического соединения. Вы можете купить неизолированные контакты и обжать их сами, если хотите, но я рекомендую купить «удлинитель» и разрезать его пополам, чтобы сделать набор «пигтейл» (штекер и гнездо) (разъем с уже намотанным на него несколькими дюймами провода). Таким образом, вам нужно будет выполнять только простые стыковые соединения.

Возникает вопрос: если у вас есть двигатель, и вы не знаете, как внутри сконфигурированы провода BGY, как вы их проверяете? Представьте, что перед вами велосипед, подножка выдвинута, и он наклонен влево.Вы стоите справа и смотрите на задний мотор-редуктор.

С этой точки зрения ротор (обод корпуса двигателя) вращается на по часовой стрелке и на вперед, и есть три датчика Холла. Один находится в конечной позиции, один — в середине, а третий — в лидирующей позиции. На двигателе от определенного производителя, возможно, средний датчик Холла использует желтый провод для сигнала, но … что, если контроллер, который вы хотите использовать, от производителя, который использует провод зеленый для среднего сигнала Холла?

Комплект разъемов слева — обычный 6-контактный Molex (2 ряда по 3 шт.).Тот, что справа, относится к моделям RC, это 6-контактный разъем JST 2,5 мм SM с защелкой, плоский. В JST нет ничего плохого, они отлично работают при 5В. Иногда они используются для компьютера Cycle Analyst. Я просто не могу понять, как удалить штифты и изменить их взаимное положение. Полагаю, я мог бы использовать цветную термоусадку, чтобы изменить их цвет, прежде чем делать стыковое соединение, но ни у кого нет на это времени. (На этикетке написано «холлы», не судите меня). «2,5 мм» — это расстояние от центра одного штифта до центра следующего.

Между тремя толстыми фазными проводами, идущими к двигателю, и тремя тонкими проводами BGY, идущими в холлы, вы должны найти комбинацию, которая вращает шину в прямом направлении, а также имеет низкую тягу без нагрузки (вы Между батареей и контроллером есть ваттметр, верно?). Если … двигатель использует правильную фазу и конфигурацию проводов Холла между двигателем и контроллером, он будет вращаться в прямом направлении, он будет работать холодно и плавно, а потребляемый ток будет низким (не нагревается).

Сначала раскрутите двигатель с помощью бессенсорного контроллера, чтобы убедиться, что фазы двигателя работают нормально. Сформируйте пять тонких перемычек, чтобы соединить контакты и разъемы датчика Холла от контроллера mystery к двигателю mystery (см. Рис. Ниже). Теперь вы можете начать менять местами провода, чтобы посмотреть, что работает. В приведенном ниже списке электричество течет от контроллера к двигателю, поэтому первая буква — это цвет провода контроллера, а вторая буква — цвет провода двигателя…

B = синий, G = зеленый, Y = желтый… BGY

Контроллер -> / -> Двигатель

B / B_G / G_Y / Y (начать с подбора всех цветов)

B / B_G / Y_Y / G (поменяйте местами зеленый и желтый провода)

B / G_G / B_Y / Y

Б / Г_Г / Г_Г / Б

B / Y_G / G_Y / B

B / Y_G / B_Y / G

Здесь вы можете видеть, что существует только шесть возможных комбинаций фаз двигателя (при использовании проводов трех цветов), но … если учесть, что существует шесть возможных комбинаций датчиков Холла для КАЖДОЙ из шести комбинаций фаз двигателя , то есть 6 X 6 = 36 возможных комбинаций, чтобы найти правильную.

Здесь я купил 8-дюймовый удлинительный кабель с вилкой и розеткой на концах. Затем я снял корпус с мужских лопастей, а также отрезал корпус от женских розеток. После того, как я внимательно рассмотрел женские розетки, я понял, как сжать на них зазубрины для легкого удаления. Этот набор кабелей позволяет мне определить, какой провод датчика Холла на контроллере идет к какому проводу на двигателе. Как только я найду правильную комбинацию, я могу поменять местами провода BGY в Molexes, чтобы разъемы совпадали (некоторые заводские провода все черные, другие — всех цветов в чертовой радуге, и … вот когда я выкрикиваю плохое слово)

Помните, вы меняете местами только провода BGY, красный и черный с обеих сторон должны быть положительным 5 В и заземлением. Соедините красный с красным, а черный с черным. Вы ДОЛЖНЫ сначала определить красный / черный положительный и отрицательный провода!

Если вы используете бессенсорный контроллер, существует только две комбинации фазных проводов. Начните с согласования трех цветов фазных проводов двигателя, а затем попробуйте это после того, как поменяете местами зеленый и желтый провода. Одна из этих двух комбинаций обеспечит вращение вперед, а другая комбинация — назад. Как только вы найдете комбинацию, обеспечивающую переход, пометьте провода заново, чтобы цвета на обеих сторонах разъемов совпадали.Я помечаю штыри и гнезда фаз двигателя коротким кусочком цветной термоусадки.

Вот отличное 3-минутное видео, в котором Мика Толл (с сайта ebikeschool.com) показывает разъемы датчика Холла и показывает, как вставлять или извлекать контакты.

____________________________________________

Разъем дроссельной заслонки

У простейших дросселей для электровелосипеда три контакта в разъеме. Контроллер подает источник питания 5 В на ручную дроссельную заслонку (положительный) вместе со вторым проводом, который является заземлением (отрицательный).Остается третий провод как сигнальный провод, который отправляет сигнал обратно контроллеру, чтобы сообщить ему, что вы хотите. Сигнальный провод может обеспечивать напряжение от 1 до 4 вольт.

Как и раньше (с проводами холла), : положительный и отрицательный 5В должен быть красным и черным, , и они могут быть очень тонкими проводами. Третий сигнальный провод может быть любого цвета, если разъемы совпадают. Использование более толстой проволоки не повредит, но… это тоже не поможет. Я использую 24-ga с тонкой и высокотемпературной тефлоновой изоляцией просто потому, что у меня есть большой рулон этого материала для подключения машинного зала.

Здесь (слева направо) представлены два типа 3-контактных RC-разъемов, затем набор пигтейлов Molex и набор голых корпусов Molex с голыми контактами и гнездами.

На картинке выше разъемы Futaba в крайнем левом углу (на моделях RC) используют провода черного / красного / белого цвета (хорошо), но … разъемы JR используют зеленый / коричневый / желтый цвет (очевидно, они ненавидят Америку, свободу. , и щенки). Обратите внимание, что разъем Airtronics над разъемом JR имеет черный (заземляющий) провод в центре, а Futaba имеет черный (заземляющий) провод на краю.

Разъемы

RC очень малы (что кажется удобным), но… штырьки очень трудно обжать оголенные на проводе, и их трудно вставить или удалить (чтобы поменять местами их положение). У некоторых разъемов RC есть защелка, поэтому они не разъединяются случайно… в то время как другие не имеют защелки и удерживаются вместе только за счет трения.

[Имейте в виду, что дроссели от электросамокатов и электронных мотоциклов иногда используются в комплектах для электровелосипедов с горячим родом, и они могут включать провод круиз-контроля, провод рекуперативного торможения, 3-сторонний провод ограничения мощности и иногда провод выключателя… иногда даже выключатель фар]

____________________________________________

Разъем провода зажигания

В простейших контроллерах нет переключателя включения / выключения и провода зажигания для подключения к переключателю.Когда вы подключаете аккумулятор к контроллеру, он получает питание. Я полагаю, что это избавит от необходимости иметь переключатель на 50 центов, но если вы забудете его отключить, когда закончите кататься, батарея может разрядиться до поврежденного уровня, а отсутствие «антиискровой» цепи при включении питания может привести к износу переключатель включения / выключения, который вы добавляете. Но эй! Они сэкономили вам 50 центов, верно?

Однако контроллеры размером с 12 и 18 полевых транзисторов в этой категории «горячих стержней» обычно имеют провод зажигания. Это означает, что вам НЕОБХОДИМО подключить его правильно, иначе система не включится или не запустится вообще.ЕСЛИ … у вас есть провод зажигания, обязательно узнайте у продавца, что вы его купили, о том, как подключить. Это также всего лишь сигнал 5 В при очень низком токе, поэтому в этом приложении будет работать широкий спектр доступных переключателей.

Я настоятельно рекомендую вам использовать переключатель вместо горячего подключения, чтобы он был постоянно включен (как на рисунке ниже). Если вы включите его, вам придется отключить аккумулятор, чтобы выключить систему, и подключить аккумулятор, чтобы включить его.

Этот поставщик закоротил провод зажигания на плюс в разъеме контроллера.Если вы хотите добавить переключатель, вы сделаете разрез в середине этого тонкого красного провода и добавите 2-проводной переключатель (или переключатель с ключом из «морского» источника питания лодки) и подключите его к двум шлейфам, которые будут оставаться здесь.

Не существует стандартного способа использования провода зажигания, и неправильное подключение любого предусмотренного провода IGN может привести к поджариванию. Мне повезло с компонентами Kinaye, поэтому вот пример из них. Он продает свои контроллеры с тонкими красно-желтыми проводами, у которых есть соответствующие разъемы типа папа / мама.Если вы хотите, чтобы контроллер был закорочен на «ВКЛ», когда батарея подключена, вы подключаете эти два провода друг к другу. Если вам нужен переключатель включения / выключения или, возможно, переключатель с ключом, два провода от переключателя с ключом подключаются к этим двум красным / желтым проводам. Вы можете запросить гибкие соединители для IGN или закрепить закорачивающие соединители и припаять переключатель к желтому и красному концам проводов.

Короче говоря, получите очень четкие инструкции от того, у кого вы покупаете контроллер, относительно того, как его подключить.Изображение на веб-сайте было бы еще лучше, чтобы избежать недопонимания. У некоторых есть тонкая красная проволочная заглушка, которая, надеюсь, промаркирована. Он «может» быть предназначен для подключения к толстому красному плюсу батареи или для прохождения через двухпроводной переключатель, а затем к толстому красному плюсу батареи. Если у него есть провод IGN, он не включится, пока провод IGN не будет правильно отсортирован.

____________________________________________

Разъемы электронного тормоза

Если (по какой-то причине) мощность двигателя случайно включается на без , когда вы нажимаете дроссельную заслонку (или вы включали ее, но теперь она не выключается), хорошо иметь большую кнопку «ВЫКЛ.», Которая может быть нажата, чтобы отключить питание (аварийный выключатель).Однако в ситуации, когда это действительно происходит, гонщик обычно первым инстинктивно тормозит. .

Электронный тормоз — это обычная ручка велосипедного тормоза, , но … он добавляет крошечный магнит, прикрепленный к движущейся части ручки, а затем в установленной части тормоза есть магнитно-чувствительный переключатель (обычно Геркон). Когда вы отодвигаете магнит от датчика (потянув за ручку тормоза), на контроллер отправляется сигнал 5 В для отключения питания двигателя.Им нужно только два провода к их разъему, потому что он неизменный. Сигнал только включен или выключен.

Если ваши провода не промаркированы, электрические тормоза обычно легко найти. Это два небольших разъема, к каждому из которых подведены два небольших провода. Обычно они идентичны. В одном комплекте, над которым я работал, было три очень похожих разъема, которые, как мне показалось, выглядели как электрические тормоза. Но… при ближайшем рассмотрении у двух из них были розетки, а у третьего — вилка. Как только поставщик ответил, он подтвердил, что на этой конкретной модели два крошечных одинаковых гнездовых разъема были E-тормозами.Один для ручки переднего тормоза и один для ручки заднего тормоза.

Цвет провода значения не имеет, надо только подать сигнал включения / выключения 5В. Однако, если они случайно каким-то образом закорочены, контроллер думает, что тормоза включены все время, и контроллер не включается.

____________________________________________

Удлинители, косички и стыковые соединения

Если вы хотите попробовать соединить эти крошечные штыри и розетки на концах крошечных проводов, желаю вам удачи.Это очень дешево и намного проще купить удлинитель, а потом разрезать его пополам. Таким образом, вы получите набор разъемов типа «папа» и «мама», в каждом из которых уже установлено несколько дюймов провода.

Вы можете найти удлинительные кабели в Google или на ebay, просто выполните поиск «6-контактный разъем Molex» или для дросселирования «3-контактный разъем Molex». Расширитель для этой статьи был приобретен на сайте allelectronics.com за 3 доллара (не опечатка, 3 доллара за набор мужских / женских косичек). Надеюсь, они не поменяют ссылку в будущем, она предназначена для «6-контактного разъема» в разделе «Разъемы (многополюсные)».А также вот их ссылка на 3-контактный Molex для дроссельной заслонки.

В соединителях типа Molex есть незначительные различия от одного поставщика к другому, поэтому, как только вы попробуете образец и будете довольны им, возьмите целую сумку, чтобы они всегда подходили друг другу. В худшем случае, если в будущем поменяют тип разъема? Вы можете продавать Molexes на бесконечной сфере, на форуме ebike.

Используя косички, вы можете легко заменить ужасный тип разъема на тот, который вам нравится. Затем вам нужно только сделать стыковое соединение, чтобы подключить провода от контроллера к двигателю.

Метод «янтарного волка» сращивания встык. Здесь показана пайка, но она работает хорошо, даже если вы используете сухой обжим. Важная часть — переплетать все крошечные пряди.

Для портативности в моем комплекте есть несколько медных обжимных втулок. Как показано ниже, вы берете два торца провода, надеваете кусок термоусадочной изоляции, соединяете концы проводов (не вставляйте их рядом, переплетайте все крошечные жилки). Наденьте металлическую втулку на стык, сожмите ее как можно сильнее, затем наденьте термоусадочную изоляцию на стык и нагрейте ее с помощью прикуривателя.

Вот как сделать сухой обжим в полевых условиях вместо пайки, когда нет электричества для работы паяльника.

____________________________________________

Заключение

Если вы купили двигатель, контроллер и дроссельную заслонку у одного и того же продавца… все они должны быть «подключи и работай». Однако … если вы думаете, что когда-нибудь сможете комбинировать контроллер, дроссельную заслонку и двигатель от разных поставщиков … вам придется решить, какие разъемы использовать (если они не совпадают).

Не существует «лучшего» соединителя для каждого из этих заданий. Я только надеюсь, что эта статья поможет вам начать кататься, и таким образом вы сможете кататься на своем электровелосипеде, пока у вас не будет достаточно времени, чтобы выяснить, какие разъемы вы хотите использовать в будущем.

Безопасная поездка и удовольствие.

____________________________________________

Написано Роном / spinningmagnets, сентябрь 2016 г.

Как сделать модуль для пайки высокой мощностью

Большинство производителей электровелосипедов никогда не видели модуль для пайки сопротивлением, поэтому они не знают, что это вариант, когда вы переходите к пайке более крупных разъемов.Если вы хотите купить их, они дорогие, но … их на удивление легко сделать, если вы относитесь к тому типу людей, которые умеют обращаться в магазин.


Что, черт возьми, такое RSU?

Имеющиеся здесь считыватели уже умеют пользоваться паяльником. Вы подключаете его, наконечник нагревается, и при нажатии горячим наконечником на две части, которые вы хотите соединить, детали нагреваются настолько, что, когда вы касаетесь стыка частью припоя, он плавится и течет в стык. .Довольно прямолинейно, правда?

RSU нагревает две металлические детали, пропуская через них ток. Это то же самое явление, когда наши электрические разъемы ebike нагреваются, когда мы пропускаем слишком много ампер через разъемы, которые слишком малы для ампер-нагрузки. Вы касаетесь двух проводящих щупов по обе стороны от частей, которые хотите соединить, а затем пропускаете через них высокий ток (путем включения RSU с помощью ножного переключателя). Поскольку щупы на самом деле касаются детали, высокое напряжение не требуется.Именно усилители создают тепло.

Чтобы дать вам представление о возможностях, обычно используемые детали могут обеспечивать до 700 А при 2 В . Конечно, фактическое количество усилителей, которые вы в итоге получите, легко отрегулировать. Тот же 1400Вт можно намотать на 120А на 12В .


Как работает трансформатор

Сердце RSU — простой трансформатор, и его можно дешево найти внутри выброшенной мусорной микроволновой печи.На YouTube есть много видеороликов о том, как безопасно собрать Трансформатор для микроволновой печи (MOT).

Для вашей безопасности важно помнить, что микроволновые печи имеют большие конденсаторы, которые выдерживают заряд 2000 В, , даже после того, как микроволновая печь отключена от сети . Надевайте резиновые перчатки при разборке микроволновки, потому что если вы случайно прикоснетесь к разъемам конденсатора, они точно могут вас убить, и… даже если вы живы, вам точно будет больно.

Если вы не хотите ждать, чтобы найти брошенную микроволновую печь бесплатно, вы можете просто зайти на ebay и выполнить поиск «Трансформатор для микроволновой печи». МОТ от очень распространенной микроволновой печи на 800 Вт может работать нормально (2 В X 400 А), но я рекомендую приобрести устройство большей мощностью 1400–1500 Вт (с кандидатами на ebay мне пришлось гуглить номер детали, чтобы найти мощность). Это связано с тем, что вы можете настроить RSU для вывода более низких ампер, но максимально возможное количество ампер ограничено физическим размером MOT. Если вы начнете с большого, вы можете затем отрегулировать усилители в сторону понижения в зависимости от того, что подходит для вашей работы.

Я немного переборщил с размером MOT, потому что я также хочу использовать его в качестве сварочного аппарата для толстых медных электрических шин на нестандартном аккумуляторном блоке, но это статья для другого раза. Если вы уверены, что вам нужна только сверхмощная паяльная станция, МОТ мощностью 800 Вт подойдет, и ее тоже будет легче приобрести…

Обычный стержневой магнит с железными опилками, показывающими форму магнитного поля. N означает север, а S означает юг

Земля имеет трехмерное электромагнитное поле, имеющее примерно форму пончика (также называемого тороидом).Если вы поместите простой стержневой магнит под стекло и присыпите верхнюю часть стекла железными опилками, металлические чешуйки выровняются с невидимым магнитным полем по форме, очень похожей на поле Земли. На картинке выше вы можете увидеть классический «двойной цикл», который образуется, когда вы показываете только двумерный срез этого поля.

В этой статье я буду использовать термины сталь и Iron взаимозаменяемо, но сталь — это просто железо, в которое примешано около одной трети одного процента углерода, что делает железо физически более прочным, но не меняет своих магнитных свойств.В МОТ, о которых мы будем говорить, обычно используется сердечник, который состоит из стопки тонких стальных листов, которые называются ламинатами (каждый лист окунается в прозрачный изоляционный лак, поэтому они не связаны друг с другом электрически).

Первый шаг — понять, что если вы возьмете катушку из изолированного медного провода (магнитный провод выглядит оголенным, но имеет покрытие из прозрачной изоляции), и когда вы пропустите через него переменный ток, это будет называться «катушкой». соленоид с воздушным сердечником.Это создаст магнитное поле. В варианте с воздушным сердечником переменное напряжение переменного тока может переключаться вперед и назад очень быстро без перегрева (высокая частота). Иногда они используются в радиоприемниках.

Тем не менее, магнитное поле соленоида с воздушным сердечником сильно разбросано (слабое, как у меня в коленях). Но … если вы вставите что-то из стали в его центр, он станет соленоидом с железным сердечником (часто используемым в качестве электромагнита, который можно включать и выключать по мере необходимости, например, двигатель). Добавление железа к центру делает его магнитную силу более сфокусированной и более концентрированной.Если вы также окружите катушку стальными пластинами, которые имеют классическую форму «двойной петли», о которой я упоминал ранее, стальной сердечник будет втягивать все магнитное поле, так что оно течет только через пластинки, а не через окружающий воздух.

Характеристика железа и стали, которая втягивает и направляет магнитное поле, называется «проницаемостью».

Ток, выходящий из настенных розеток в обычных домах в США, составляет около 110 В переменного тока, который меняет свое направление 60 раз в секунду (60 циклов).Типичная настенная розетка может иметь выключатель на 15 А для защиты, а это означает, что если вы умножите 110 В на 15 А, вы можете подключить устройство, которое потребляет максимум примерно 1600 Вт.

Вот почему самые большие распространенные микроволны — 1500 Вт, и если они работают, и вы включаете второй прибор, иногда срабатывает автоматический выключатель, и его необходимо переустановить. Микроволновая печь, которой требуется больше энергии, скорее всего, будет рассчитана на питание от сети переменного тока 220 В, поэтому она может использовать меньшее количество ампер для работы. Если весь ваш дом подключен к сети 220 В (например, в Австралии), тогда вам понадобится входной трансформатор 220 В, но … ТО, которое я рекомендую североамериканским любителям, которые хотят сделать RSU, — это устройство мощностью 1500 Вт, которое подключено к сети 110 В. Вход.

Ток, который проходит через первичную катушку, использует явление «индуктивности», и он «преобразует» ток в магнитное поле. ЕСЛИ … вы поместите вторую катушку рядом с первой катушкой, магнитное поле вызовет ток во вторичной катушке без какого-либо физического или электрического соединения между двумя катушками. Поскольку первичная обмотка и вторичная обмотка вообще не связаны электрически, единственной связью между ними является пульсирующее магнитное поле, внутри которого они находятся.

ТО стандартного выпуска со снятой высоковольтной катушкой

На картинке выше вы можете увидеть «двойную петлю» магнитного поля в форме стального ламинированного стека, образующего сердечник трансформатора. Вторичная обмотка высокого напряжения была удалена, а пространства, предназначенные для вставки катушек, называются «окнами». Показанная в моей руке прямая связка пластин — это магнитные «шунты», которые не понадобятся.

Ламинированный сердечник ТО.Есть несколько стилей, и этот по понятным причинам называется E / I. Вы можете увидеть остатки первоначальной сварки, которая скрепила их вместе, вверху и внизу соединения.

На картинке выше все было снято с этого сердечника MOT, а секции E / I были разделены путем шлифовки сварных швов, которые ранее скрепляли их (я не рекомендую их разделять). Относительный КПД этого типа трансформатора только средний, но это обычное явление, потому что катушки могут быть намотаны машинным способом, а большая часть сборки может быть частично автоматизирована, что делает их довольно доступными.

Снятие вторичной обмотки высокого напряжения

Сторона высокого напряжения трансформатора обычно выдает примерно 2000 В (независимо от того, является ли вход 110 В или 220 В). Вы никогда не должны включать его, пока штатная высоковольтная катушка все еще находится в трансформаторе, так как 2000V абсолютно убьет вас . На рисунке выше катушка ВН трансформатора покрыта дополнительной изоляцией, которая выглядит как жесткая бумага.

Я считаю, что ножовкой проще всего снять катушку ВН.Будьте очень осторожны, чтобы не порезать или порезать входную катушку 110 В. Катушку высокого напряжения можно легко распознать, потому что она имеет ту же массу, что и катушка низкого напряжения, но состоит из тысяч крошечных нитей, намного меньших, чем сторона входа низкого напряжения.

110 В слева и 2 000 В справа. Примерно один вольт на жилу (имейте в виду, что не все трансформаторы используют один вольт на жилу, когда вы выполняете вычисления)

Две катушки должны иметь примерно одинаковый объем, чтобы получить максимальный эффект, измеряемый в ваттах.Когда вы вводите 110 В при 14 А, вы получаете магнитное поле, которое имеет примерно 1500 Вт энергии. Соседняя катушка преобразует это пульсирующее магнитное поле в выходной переменный ток. Это НЕ меняет количество ватт, так что … если вы используете много тонких проводов на вторичной обмотке, чтобы поднять напряжение, усилители упадут, чтобы сбалансировать.

Итак, если увеличение количества жил приведет к увеличению напряжения и уменьшению силы тока, то мы можем использовать это явление для увеличения силы тока, но … это также снизит напряжение.К счастью, снижение напряжения является дополнительным преимуществом, потому что это делает устройство более безопасным (за исключением опасности сильного нагрева).

Если вы хотите получить от RSU максимальное количество мощности, которое мы собираемся изготовить, вы должны заполнить все окно трансформатора максимально подходящей массой меди. Однако это никому не повредит, если вы используете выходную катушку меньшего размера (вы даже можете использовать две отдельные катушки в выходном окне). Это самый простой способ отрегулировать выход усилителя, переключившись на меньшую выходную катушку.

Я рекомендую где-то от двух до двенадцати «витков» в пользовательской вторичной катушке, и в результате на выходе будет от 2 до 12 В (независимо от толщины провода), и … имейте в виду, что фактическое результирующее напряжение будет приблизительным. . Размер медной массы на вторичной обмотке определяет общую мощность ватт, а отношение ватт к вольтам определяет полученное количество ампер.

[Имейте в виду, все вторичные обмотки будут выводить переменный ток / переменный ток]

Источник питания магнетронного нагревателя 3 В, обычно размещаемый между первичной и вторичной обмотками

Одним из примеров обратной зависимости между напряжением и током является источник питания нагревателей магнетрона.Между первичной и вторичной обмотками находится крошечная третья обмотка, которую можно выбросить. У них могло быть всего несколько витков, так как я видел несколько с тремя витками в катушке. Эта конфигурация приведет к примерно 3 В переменного тока, но … поскольку он имеет очень небольшой объем меди, проходящей через окна трансформатора, это означает, что он также будет иметь низкие ватты, что приведет к низким токам.

Когда у вас есть трансформатор и вы удалили все из сердечника, кроме первичной входной катушки, вам нужно будет добавить новую настраиваемую вторичную катушку через окна, и эта катушка должна закручиваться в том же направлении, что и первичная.Если вы сделаете это наоборот, выход будет очень низким, и трансформатор станет горячим.

Абсолютно максимально возможный усилитель, который вы могли бы получить, был бы от использования толстого медного стержня, изогнутого в U-образную форму, и … поскольку он делает только один оборот через окна, это будет выход в один вольт, который обеспечивает примерно 1400A. Такая конфигурация была бы нереалистичной, поэтому в наиболее распространенной вторичной обмотке используется два витка толстого сварочного кабеля (как показано на рисунке заголовка в верхней части этой статьи). Сварочный кабель имеет прочную, но тонкую изоляцию, поэтому большая часть его диаметра целиком состоит из меди.В сварочном кабеле также обычно используется очень гибкий многожильный провод, что дает множество преимуществ.


Коммерческие RSU

RSU на базе трансформатора — не новость, которую открыли для себя любители, компания под названием «American Beauty Tools», а также «Luma» уже много лет изготавливает их для промышленного использования. Компания Micro Mark также продает RSU энтузиастам моделирования поездов. Однако RSU мощностью 250 Вт от American Beauty Tools стоит более 500 долларов!

Вот блог любителя, который показывает, как сделать самодельный RSU (нажмите здесь).

Очень профессиональное устройство для пайки сопротивления DIY

На картинке выше любитель взял небольшой ТО и заменил специальную 6-вольтовую вторичную обмотку, а затем добавил регулятор скорости двигателя, который был сделан для фрезерного станка / пилы. Это позволило ему отрегулировать мощность 110 В переменного тока, поступающую в первичную обмотку, что отрегулировало выходные усилители примерно до 50 А, что в сумме составляет 320 Вт.

Поскольку концы медных электродов могут расплавиться (от тепла), а затем прилипнуть к заготовке, в этой конструкции он использовал стержни для строжки угля , которые поставляются с проводящей медной оболочкой (щелкните здесь).Они легкие и хрупкие, и я легко заточил их кончики точилкой для карандашей. Второй вариант высокотемпературной пайки (или точечной сварки) — использовать дорогие вольфрамовые стержни, но их высокое сопротивление означает, что они будут очень горячими.

Стержни

Carbon Gouging дешевы. Их можно найти в Интернете или в местном магазине сварочных материалов.

Для вашего первого устройства RSU / Spot-Welder я хотел бы предложить сделать держатели со стержнем диаметром 1/8, 3/16 или 1/4 дюйма. Очень легко получить медные, вольфрамовые и углеродные стержни для строжки таких размеров.

[В паяльниках используется стальной наконечник, но мы не пытаемся нагреть щупы RSU, электрический ток будет тем, что мы используем для нагрева детали]

Для небольших паяльных работ медь — самый доступный наконечник, но при более высоких уровнях тока наконечники плавятся достаточно, чтобы прилипать к заготовке (сплошной заземляющий провод 6 га имеет длину примерно 3/16 дюйма, можно найти в хозяйственных магазинах) . Вольфрам стоит дорого, но его высокая температура плавления означает, что он не прилипает к заготовке, но … он обладает высоким сопротивлением, поэтому при частом использовании он сильно нагревается.Карбоновые стержни для строжки довольно дешевы, и их наконечникам очень легко придать форму.

Вот короткое видео от компании Luma Electric, демонстрирующее их промышленный RSU в действии (нажмите здесь). Обратите внимание на картинке ниже, что кончик настолько горячий, что он действительно светится. Наличие такого количества концентрированного тепла означает, что пайка может происходить очень быстро, поэтому тепло не распространяется очень далеко через заготовку. Электродом здесь является углеродный стержень диаметром 1/8 дюйма.

Промышленный RSU Luma. Второй электрод зажимается в металлических тисках для замыкания цепи 6 В переменного тока

Вот еще одно короткое видео, показывающее RSU в действии (щелкните здесь).

И, наконец, третье короткое видео, показывающее толстые кабели с наконечниками, прикрепленными с помощью RSU (нажмите здесь).

Кроме того, при пайке толстых проводников обычному паяльнику будет сложно нагреть заготовку, потому что медная масса будет действовать как теплоотвод … что означает, что медная масса будет отводить тепло от стыка и распространять его. быстрее, чем применяется. RSU может приложить очень сильное тепло к определенному месту, прежде чем тепло может уйти.

Еще одним важным преимуществом RSU является то, что он обычно приводится в действие дешевым ножным переключателем.Это оставляет обе руки свободными, чтобы удерживать электрод и подавать припой в нужное место или манипулировать и перемещать заготовку. Некоторые типы задач позволяют использовать токопроводящие пинцеты, так что два электрода также физически зажимают детали вместе до / во время / после подачи тепла с помощью педального переключателя (как показано на видео чуть выше).

Несмотря на то, что два электрода должны касаться детали для замыкания цепи, один из электродов может быть прикреплен к нему, поэтому вам нужно только одной рукой прикоснуться вторым электродом к тому месту, которое вы хотите нагреть …

[Если вы иногда обнаруживаете, что вам нужна «третья рука» для подачи обычного припоя проволочного типа, попробуйте «паяльную пасту».Вы наносите паяльную пасту на соединение, соединяете две части, затем прикладываете тепло в течение нескольких секунд, чтобы расплавить припой]

Стандартные паяльники немного медленно нагреваются при подключении к сети, особенно большие, необходимые для больших работ. RSU может очень быстро нагреваться, а затем довольно быстро остывает. Их можно снять с полки, чтобы они сделали работу, и сразу же, не дожидаясь ожидания, разжечь их.


Сварщик точечной сварки

Если вы уверены, что вам нужен только RSU, очень распространенный размер микроволн, который вы можете легко найти, составляет 800 Вт, а его MOT составляет примерно половину размера блока 1500 Вт, который я рекомендую.Если вы возьмете 800 Вт, а затем намотаете вторичную выходную катушку на 12 В, результирующий ток будет только 66 А (или, возможно, использовать шесть витков вторичной катушки, что составит 6 В / 130 А), что все еще очень полезно. 800Вт очень мощный для паяльника . На самом деле, было бы неплохо сначала опробовать все на бесплатной микроволновой печи меньшего размера, а вы не упустите возможность попробовать большую.

Профессиональный портативный аппарат для точечной сварки.

Я добавил картинку выше, чтобы показать, как выглядит обычный портативный точечный сварочный аппарат.Это тип, который будет использоваться для плавления двух металлических частей вместе с мощностью 1400 Вт. В большинстве дизайнов YouTube используются деревянные кронштейны, а сварочные кабели проходят вдоль кронштейнов до кончиков электродов.

Точечная сварка двух гвоздей из низкоуглеродистой стали вместе с мощностью 1400 Вт. Обратите внимание на желтый деревянный рычаг и кабель, идущий вдоль него до кончиков.

На рисунке выше показаны две очень важные вещи, на которые следует обратить внимание. Гвозди из низкоуглеродистой стали плавятся при температуре 2500F (1370C), чего вы легко можете достичь при использовании 700A.Еще я хочу, чтобы вы заметили, что точка контакта нагревается ТАК БЫСТРО, что человек держит ногти голыми пальцами. Конечно, он должен был бы немедленно поставить их после того, как сварка будет завершена, поскольку высокая температура довольно быстро переместится в то место, где он держит гвоздь.

Если вам когда-либо приходилось долго ждать, пока ваш паяльник нагреет большие разъемы, которые вы паяете, RSU на 800 Вт может быть удобным дополнением для ускорения процесса.

Как только вы научитесь работать с той работой, которую вы выполняете, я бы порекомендовал сделать деревянный ящик для размещения RSU или, возможно, купить пластиковый ящик для инструментов. Это предотвратит случайное попадание чего-либо проводящего в разъемы переменного тока 120 В (например, отвертку или плоскогубцы).


Паяльные материалы для сантехники

В некоторых сантехнических работах используются медные трубы, и их стыки необходимо паять. Обычно это делается с помощью ручного фонарика.Но если у вас есть соединение медной трубы, расположенное в труднодоступном месте рядом с деревянными шпильками … факел может вызвать пожар. Итак, сантехника — одно из мест, где будет использоваться промышленный RSU (щелкните здесь, чтобы увидеть пример). Я упоминаю об этом, потому что при обычном поиске в ваших местных магазинах сантехники можно найти материалы для пайки.

Сантехник с помощью пропановой горелки припаял медную трубу

Водопроводчики используют флюс очень агрессивного типа на кислотной основе, который очень вреден для электроники.Электрические разъемы могут не пострадать от флюса водопроводчиков, но я не хочу, чтобы кто-то смешался с моими принадлежностями для ремонта электрооборудования.

То же самое и с припоем для медных труб. Раньше водопроводчики использовали смесь олова и свинца (Sn / Pb) на 50-50%, а теперь требуется водопроводная труба для использования «бессвинцового» припоя (98% олова). Лучший припой для электрических разъемов ebike — это тип 63/37 (и 60/40 тоже хорошо). Я использовал современный «бессвинцовый» припой SAC305, и все, что я могу сказать, это … когда когда-нибудь правительство полностью запретит свинцовый припой, у меня будет достаточно 63/37, чтобы хватило на всю оставшуюся жизнь.

Флюс на основе канифоли (высушенный сок сосны) широко распространен и отлично подходит для электрических деталей. Если вам не удается получить хорошее паяное соединение, убедитесь, что вы используете хороший флюс. Если вы не используете флюс, ваша жизнь сидела на троне лжи…


Давайте закончим

Мне на самом деле не «нужен» точечный сварщик или RSU. Но… пока я люблю экспериментировать, они могут быть очень кстати. Я купил большой трансформатор мощностью 1500 Вт, потому что он может выполнять две работы.Одна из этих задач — это точечный сварочный аппарат на 700A, который может плавить стальные детали вместе, а другой — мягкий и регулируемый RSU для тех работ, с которыми мой паяльник мощностью 100 Вт иногда борется.

У меня также есть один из этих карманных точечных сварочных аппаратов от kWeld, и он очень хорошо сваривает никелевую ленту толщиной 0,20 мм с ячейками 18650. Однако в мои планы на будущее входит создание нескольких аккумуляторных батарей с высоким током, и если вы часто потребляете более 20 А на элемент, никель действует скорее как резистор, чем как проводник (около 21700 элементов могут безопасно обеспечить пиковое значение 30 А).

Я могу поэкспериментировать с латунью для язычков батареи (дешевле, чем никель, и на 20% более проводящей), но с материалом основной шины?… Мне действительно нравится медь из-за ее низкой цены и теплоотвода. Это потому, что я недавно обнаружил, что большинство строителей (вроде меня) не понимали, сколько материала шины можно использовать для отвода тепла и охлаждения элементов.

Медная шина с никелевыми выводами для точечной сварки к ячейкам 18650

На картинке выше я нашел пример в промышленности, где используются медные шины, но рядом с ячейкой находится никелевая вкладка, поэтому они все еще могут использовать существующие заводские сварочные аппараты (никель легко сваривает точечную сварку).Соединения между медью и никелем по краям требуют гораздо большего количества тепла (достаточного, чтобы повредить ячейки 18650), но … никелевые вкладыши можно прикрепить к медным шинам отдельной операцией, а затем дать им остыть перед точечной сваркой никель для наконечников сотовых.

Они использовали дорогостоящий лазерный сварочный аппарат для соединения никелевых / медных стыков, но я не собираюсь покупать один из них! Известно, что медь плохо поддается точечной сварке на никелированные корпуса 18650, но это можно сделать с помощью дорогостоящего оборудования.Я все еще возлагаю большие надежды на предстоящие эксперименты, в которых медная шина будет «никелирована своими руками» в надежде, что никелевая пластина упростит точечную сварку меди, но … нам придется подождать эти результаты.

Пожелайте мне удачи!


Если вы не собираетесь создавать свой собственный аккумулятор (что означает, что вы в здравом уме), у меня есть два аккумулятора от Luna Cycle, которыми я очень доволен.


Написано Роном / spinningmagnets, декабрь 2018 г.

Схема простого индукционного нагревателя своими руками

Этот замечательный небольшой проект демонстрирует принципы высокочастотной магнитной индукции и способы изготовления индукционного нагревателя.Схема очень проста в сборке и использует только несколько общих компонентов. С показанной здесь индукционной катушкой схема потребляет около 5 А от источника питания 15 В, когда наконечник отвертки нагревается. Кончик отвертки нагревается докрасна примерно за 30 секунд!

Схема управления использует метод, известный как ZVS (переключение при нулевом напряжении), для активации транзисторов, что позволяет эффективно передавать мощность. В схеме, которую вы видите здесь, транзисторы почти не нагреваются из-за метода ZVS.Еще одна замечательная особенность этого устройства заключается в том, что это саморезонансная система, которая автоматически работает на резонансной частоте подключенной катушки и конденсатора. Если вы хотите сэкономить время, в нашем магазине есть индукционный нагреватель. Возможно, вы все равно захотите прочитать эту статью, чтобы получить несколько полезных советов по правильной работе вашей системы.

Как работает индукционный нагрев?

Когда магнитное поле изменяется около металла или другого проводящего объекта, в материале индуцируется ток (известный как вихревой ток), который генерирует тепло.Вырабатываемое тепло пропорционально квадрату тока, умноженному на сопротивление материала. Эффекты индукции используются в трансформаторах для преобразования напряжений во всех видах приборов. Большинство трансформаторов имеют металлический сердечник, поэтому при использовании в них наведены вихревые токи. Разработчики трансформаторов используют разные методы, чтобы предотвратить это, поскольку нагрев — это пустая трата энергии. В этом проекте мы будем напрямую использовать этот нагревательный эффект и постараемся максимизировать нагревательный эффект, создаваемый вихревыми токами.

Если мы приложим непрерывно изменяющийся ток к катушке с проволокой, у нас будет постоянно изменяющееся магнитное поле внутри нее. На более высоких частотах индукционный эффект довольно силен и имеет тенденцию концентрироваться на поверхности нагреваемого материала из-за скин-эффекта. Типичные индукционные нагреватели используют частоты от 10 кГц до 1 МГц.

ОПАСНО: Данное устройство может создавать очень высокие температуры!

Схема

Используемая схема представляет собой тип коллекторного резонансного генератора Ройера, который имеет преимущества простоты и саморезонансной работы.Очень похожая схема используется в обычных схемах инвертора, используемых для питания люминесцентного освещения, такого как подсветка ЖК-дисплея. Они приводят в действие трансформатор с центральным ответвлением, который повышает напряжение примерно до 800 В для питания фонарей. В этой схеме самодельного индукционного нагревателя трансформатор состоит из рабочей катушки и нагреваемого объекта.

Основным недостатком этой схемы является то, что требуется катушка с отводом по центру, которую может быть немного сложнее намотать, чем обычный соленоид. Катушка с отводом по центру необходима, чтобы мы могли создать поле переменного тока из одного источника постоянного тока и всего двух транзисторов N-типа.Центр катушки подключается к положительному источнику питания, а затем каждый конец катушки попеременно подключается к земле транзисторами, так что ток будет течь вперед и назад в обоих направлениях.

Сила тока, потребляемого от источника питания, зависит от температуры и размера нагреваемого объекта.

Из этой схемы индукционного нагревателя видно, насколько он прост на самом деле. Всего несколько основных компонентов — это все, что нужно для создания рабочего индукционного нагревателя.

R1 и R2 — стандартные резисторы 240 Ом, 0,6 Вт. Значение этих резисторов будет определять, насколько быстро МОП-транзисторы могут включиться, и должно быть достаточно низким. Однако они не должны быть слишком маленькими, так как резистор будет заземлен через диод при включении противоположного транзистора.

Диоды D1 и D2 используются для разряда затворов MOSFET. Это должны быть диоды с низким прямым падением напряжения, чтобы затвор был хорошо разряжен, а полевой МОП-транзистор полностью выключился, когда другой включен.Рекомендуются диоды Шоттки, такие как 1N5819, поскольку они имеют низкое падение напряжения и высокую скорость. Номинальное напряжение диодов должно быть достаточным, чтобы выдерживать повышение напряжения в резонансном контуре. В этом проекте напряжение выросло до 70 В.

Транзисторы T1 и T2 представляют собой полевые МОП-транзисторы на 100 В, 35 А (STP30NF10). Для этого проекта они были установлены на радиаторах, но при работе с указанными здесь уровнями мощности они почти не нагревались. Эти полевые МОП-транзисторы были выбраны из-за их низкого сопротивления сток-исток и малого времени отклика.

Катушка индуктивности L2 используется как дроссель для предотвращения попадания высокочастотных колебаний в источник питания и для ограничения тока до приемлемого уровня. Значение индуктивности должно быть довольно большим (у нас было около 2 мГн), но оно также должно быть выполнено из достаточно толстого провода, чтобы пропускать весь ток питания. Если дроссель не используется или у него слишком малая индуктивность, цепь может перестать колебаться. Необходимое точное значение индуктивности будет зависеть от используемого блока питания и конфигурации вашей катушки. Возможно, вам придется поэкспериментировать, прежде чем вы получите хороший результат.Показанный здесь был сделан путем намотки около 8 витков магнитной проволоки толщиной 2 мм на тороидальный ферритовый сердечник. В качестве альтернативы вы можете просто намотать провод на большой болт, но вам понадобится гораздо больше витков провода, чтобы получить такую ​​же индуктивность, как у тороидального ферритового сердечника. Вы можете увидеть пример этого на фото слева. В нижнем левом углу вы можете увидеть болт, намотанный на множество витков провода оборудования. Эта установка на макетной плате использовалась при малой мощности для тестирования. Для большей мощности пришлось использовать более толстую проводку и все спаять вместе.

Поскольку компонентов было так мало, мы спаяли все соединения напрямую и не использовали печатную плату. Это также было полезно для выполнения соединений для сильноточных частей, поскольку толстый провод можно было напрямую припаять к клеммам транзистора. Оглядываясь назад, возможно, было бы лучше подключить индукционную катушку, прикрутив ее непосредственно к радиаторам на полевых МОП-транзисторах. Это связано с тем, что металлический корпус транзисторов также является выводом коллектора, а радиаторы могут помочь охладить катушку.

Конденсатор C1 и индуктор L1 образуют резонансный контур резервуара индукционного нагревателя. Они должны выдерживать большие токи и температуры. Мы использовали полипропиленовые конденсаторы емкостью 330 нФ. Более подробная информация об этих компонентах представлена ​​ниже.

Индукционная катушка и конденсатор

Катушка должна быть сделана из толстой проволоки или трубы, так как в ней будут протекать большие токи. Медная труба работает хорошо, так как токи высокой частоты в любом случае будут течь в основном по внешним частям.Вы также можете прокачать по трубе холодную воду, чтобы она оставалась прохладной.

Конденсатор должен быть подключен параллельно рабочей катушке, чтобы создать резонансный контур резервуара. Комбинация индуктивности и емкости будет иметь определенную резонансную частоту, на которой цепь управления будет работать автоматически. Используемая здесь комбинация катушка-конденсатор резонирует на частоте около 200 кГц.

Важно использовать конденсаторы хорошего качества, которые могут выдерживать большие токи и тепло, рассеиваемое в них, иначе они скоро выйдут из строя и разрушат вашу схему привода.Они также должны быть размещены достаточно близко к рабочей катушке с использованием толстой проволоки или трубы. Большая часть тока будет протекать между катушкой и конденсатором, поэтому этот провод должен быть самым толстым. При желании провода, соединяющие цепь и источник питания, можно сделать немного тоньше.

Этот змеевик здесь был сделан из латунной трубы диаметром 2 мм. Его было просто наматывать и легко паять, но вскоре он начал деформироваться из-за чрезмерного нагрева. Затем повороты касаются друг друга, замыкаясь и делая его менее эффективным.Поскольку во время использования контур управления оставался относительно холодным, казалось, что его можно заставить работать на более высоких уровнях мощности, но необходимо будет использовать более толстую трубу или охлаждать ее водой. Затем установка была улучшена, чтобы выдерживать более высокий уровень мощности…

Продвигая дальше

Основным ограничением описанной выше схемы было то, что рабочая катушка через короткое время сильно нагрелась из-за больших токов. Чтобы в течение длительного времени иметь большие токи, мы сделали еще одну катушку, используя более толстую латунную трубку, чтобы вода могла прокачиваться, когда она работает.Более толстую трубу было труднее согнуть, особенно в центральной точке отвода. Перед сгибанием трубы необходимо было засыпать ее мелким песком, так как это предохраняет ее от защемления на крутых изгибах. Затем он был очищен сжатым воздухом.

Индукционная катушка была сделана из двух половин, как показано здесь. Затем они были спаяны вместе, и небольшой кусок трубы из ПВХ использовался для соединения центральных труб, чтобы вода могла течь через всю катушку.

В этой катушке было использовано меньше витков, чтобы она имела более низкий импеданс и, следовательно, выдерживала более высокие токи.Емкость также была увеличена, чтобы резонансная частота была ниже. Всего было использовано шесть конденсаторов по 330 нФ, что дало общую емкость 1,98 мкФ.

Кабели, соединяющиеся с катушкой, были просто припаяны к трубе возле концов, оставляя место для установки какой-нибудь трубы из ПВХ.

Этот змеевик можно охладить, просто пропустив воду прямо из крана, но для отвода тепла лучше использовать насос и радиатор. Для этого старый насос для аквариума был помещен в ящик с водой, и к выходному патрубку прилегала труба.Эта труба поступала в модифицированный кулер компьютерного процессора, в котором для отвода тепла использовались три тепловые трубы.

Кулер был преобразован в радиатор путем отрезания концов тепловых трубок и последующего соединения их с трубами PCV, чтобы вода протекала через все 3 тепловые трубки, прежде чем выйти и вернуться к насосу.

Если вы сами разрезаете тепловые трубки, делайте это в хорошо вентилируемом помещении, а не в помещении, поскольку они содержат летучие растворители, которые могут быть токсичными для дыхания. Вы также должны носить защитные перчатки, чтобы предотвратить контакт с кожей.

Этот модифицированный кулер для процессора был очень эффективным в качестве радиатора и позволял воде оставаться довольно прохладной.

Другие необходимые модификации заключались в замене диодов D1 и D2 на диоды, рассчитанные на более высокие напряжения. Мы использовали обычные диоды 1N4007. Это было связано с тем, что с увеличением тока в резонансном контуре наблюдалось большее повышение напряжения. Вы можете видеть на изображении здесь, что пиковое напряжение составляло 90 В (желтый график осциллографа), что также очень близко к номинальному значению транзисторов 100 В.

Используемый блок питания был настроен на 30 В, поэтому также необходимо было подавать напряжение на затворы транзистора через стабилизатор напряжения 12 В. Когда внутри рабочей катушки не было металла, она потребляла около 7 А. Когда был добавлен болт на фотографии, он поднялся до 10 А, а затем постепенно снова упал, когда он нагрелся до температуры выше Кюри. Для более крупных объектов он, безусловно, превышает 10А, но используемый блок питания имеет ограничение в 10А. Вы можете найти подходящий блок питания на 24 В, 15 А в нашем интернет-магазине.

Болт, который вы видите на фотографии раскаленным докрасна, разогрелся примерно за 30 секунд.Отвертка на первом изображении теперь может нагреться докрасна примерно за 5 секунд.

Чтобы перейти на более высокую мощность, чем эта, необходимо использовать другие конденсаторы или их массив большего размера, чтобы ток распределялся между ними в большей степени. Это связано с тем, что протекающие большие токи и используемые высокие частоты могут значительно нагревать конденсаторы. Примерно через 5 минут использования на этом уровне мощности индукционный нагреватель DIY необходимо выключить, чтобы они могли остыть.Также необходимо использовать другую пару транзисторов, чтобы они могли выдерживать большие скачки напряжения.

Во всем этот проект оказался вполне удовлетворительным, так как дал хороший результат от простой и недорогой схемы. Как бы то ни было, он может быть полезен для закалки стали или для пайки мелких деталей. Если вы решили создать собственный проект индукционного нагревателя, разместите свои фотографии ниже. Пожалуйста, ознакомьтесь с другими комментариями, прежде чем делать свои собственные, поскольку это может сэкономить ваше время в дальнейшем.

Если вы хотите смоделировать этот проект для тестирования различных значений индуктивности или выбора транзисторов, загрузите LTSpice и запустите это моделирование самодельного индукционного нагревателя (щелкните правой кнопкой мыши, Сохранить как)

Насколько жарко станет?

Трудно сказать, насколько горячо вы сможете что-то получить, так как есть много параметров, которые необходимо учитывать. Различные материалы будут по-разному реагировать на индукционный нагрев, а их форма и размер будут влиять на то, как нагревание или отвод тепла в атмосферу.

Вы можете получить приблизительное представление, используя некоторые базовые вычисления по приведенной ниже формуле, или, если хотите, мы сделали удобный калькулятор мощности нагревателя, который может рассчитать это за вас. Эта форма включает в себя материалы (например, воду), которые нельзя нагревать напрямую с помощью индукционных нагревателей, но она по-прежнему полезна, если вы пытаетесь определить, например, мощность, необходимую для нагрева поддона с водой с помощью индукционного нагревателя.

ПРИМЕР: Насколько сильно нагреются 20 г стали за 30 секунд при нагревании с помощью нагревателя мощностью 300 Вт? (при условии, что 100 Вт потеряно для окружающей среды)

Формулы:
Q = m x Cp x ΔT
ΔT = Q ÷ m ÷ Cp

Рабочий:
(300Вт — 100Вт) x 30с = 6000Дж
6000Дж ÷ 20г ÷ 0.466Дж / г ° C = 643,78 ° C

Результат:
20 г стали увеличивают температуру на 643,78 ° C при нагревании нагревателем мощностью 300 Вт в течение 30 секунд.

Поиск и устранение неисправностей

Если у вас возникли проблемы с тем, чтобы это работало, вот несколько советов, которые помогут устранить неполадки в вашем домашнем проекте индукционного нагревателя….

PSU (источник питания)
Если ваш PSU не может обеспечить большой скачок тока при включении индукционного нагревателя, он не будет колебаться. В этот момент напряжение источника питания упадет (хотя блок питания может этого не отображать), и это помешает правильному переключению транзисторов.Чтобы решить эту проблему, вы можете разместить несколько больших электролитических конденсаторов параллельно источнику питания. Когда они заряжены, они могут подавать в вашу цепь большой импульсный ток. Хорошим мощным источником питания будет наш БП на 24 В 15 А постоянного тока.

Дроссель (индуктор L2)
Ограничивает мощность индукционного нагревателя. Если ваш не колеблется, вам может потребоваться дополнительная индуктивность, чтобы предотвратить падение напряжения в вашем блоке питания. Вам нужно будет поэкспериментировать с необходимой вам индуктивностью. Лучше иметь слишком много, чем слишком мало, так как это только ограничит мощность нагревателя.Слишком мало может означать, что это вообще не сработает. Если у вас слишком маленький сердечник индуктора, сильный ток приведет к его насыщению и вызовет слишком большой ток, что может привести к повреждению вашей цепи.

Электропроводка
Соединительные провода должны быть короткими, чтобы уменьшить паразитную индуктивность и помехи. Длинные провода добавляют в цепь нежелательное сопротивление и индуктивность, что может привести к нежелательным колебаниям или снижению производительности. Наш кабель питания на 30 А отлично подходит для этого.

Компоненты
Выбранные транзисторы должны иметь низкое падение напряжения / сопротивление в открытом состоянии, в противном случае они перегреются или даже не позволят системе колебаться.Вероятно, IGBT не будут работать, но большинство полевых МОП-транзисторов с аналогичными характеристиками должны работать нормально. Конденсаторы должны иметь низкое ESR (сопротивление) и ESL (индуктивность), чтобы они могли выдерживать высокие токи и температуры. Диоды также должны иметь низкое прямое падение напряжения, чтобы транзисторы правильно отключались. Они также должны быть достаточно быстрыми, чтобы работать на резонансной частоте вашего индукционного нагревателя.

Включение питания
При включении не допускайте попадания металла в нагревательную спираль.Это может привести к более сильным скачкам тока, что может помешать возникновению колебаний, как упомянуто выше. Также не пытайтесь нагревать большое количество металла. Этот проект подходит только для небольших индукционных нагревателей. Если вы хотите контролировать или постепенно увеличивать мощность, вы можете использовать одну из наших схем импульсного модулятора мощности. Подробности смотрите в публикации 5108 ниже.

Мозг
Для безопасного выполнения этого проекта вам понадобится разумно работающий мозг. Создание индукционного нагревателя может быть очень опасным, поэтому, если вы новичок в электронике, вам следует попросить кого-нибудь помочь вам сделать это.Подходите к делу логически; Если он не работает, проверьте, что используемые компоненты не неисправны, проверьте правильность соединений, прочтите всю эту статью и все комментарии, выполните поиск в Google, если вы не понимаете какие-либо термины, или прочитайте наш раздел «Обучение электронике». Помните: горячее обожжет вас и может поджечь; Электричество может убить вас электрическим током, а также вызвать пожар. Безопасность превыше всего.

Pololu 2.5V, понижающий регулятор напряжения 500mA D24V5F2

Обзор

Понижающие регуляторы напряжения Pololu D24V10Fx и D24V5Fx рядом с регулятором напряжения 7805 в корпусе TO-220.

Семейство понижающих (понижающих) стабилизаторов напряжения D24V5Fx генерирует более низкие выходные напряжения из входных напряжений до 36 В. Это импульсные регуляторы (также называемые импульсными источниками питания (SMPS) или DC-to- Преобразователи постоянного тока) и имеют типичный КПД от 80% до 93%, что намного эффективнее линейных регуляторов напряжения, особенно когда разница между входным и выходным напряжением велика. Эти регуляторы имеют режим энергосбережения, который активируется при малых нагрузках и низком потреблении тока покоя (без нагрузки), что делает их хорошо подходящими для приложений с низким энергопотреблением, которые работают от батареи.Эти регуляторы доступны с восемью различными фиксированными выходными напряжениями:

Доступны альтернативы с вариациями этих параметров: выходное напряжение Выбрать вариант…

Различные версии этого регулятора выглядят очень похоже, поэтому нижняя шелкография включает пустое место, где вы можете добавить свои собственные отличительные знаки или метки. Эта страница продукта относится ко всем восьми версиям семейства D24V5Fx.

Регуляторы оснащены защитой от короткого замыкания / перегрузки по току, а тепловое отключение помогает предотвратить повреждение от перегрева.Платы не , а не имеют защиту от обратного напряжения.

Если вам нужен больший выходной ток, рассмотрите очень похожее семейство понижающих стабилизаторов напряжения D24V10Fx, которые могут выдавать до 1 А при нескольких различных выходных напряжениях:

Доступны альтернативы с вариациями этих параметров: выходное напряжение Выбрать вариант…

На рисунке справа показан регулятор D24V10Fx на 1 А рядом с регулятором D24V5Fx на 0,5 А и обычным линейным регулятором 7805 в корпусе TO-220.

Характеристики

  • Входное напряжение:
    • от 3 В до 36 В для выходного напряжения 1,8 В и 2,5 В
    • [ выходное напряжение + падение напряжения ] до 36 В для выходного напряжения 3,3 В и выше (дополнительную информацию о падении напряжения см. Ниже)
  • Фиксированный выход 1,8 В, 2,5 В, 3,3 В, 5 В, 6 В, 9 В, 12 В или 15 В (в зависимости от версии регулятора) с точностью 4%
  • Максимальный выходной ток: 500 мА
  • Типичный КПД от 80% до 93%
  • Частота коммутации 500 кГц (вне режима энергосбережения)
  • 200 мкА типичный ток покоя без нагрузки
  • Защита от перегрузки по току и короткого замыкания, отключение от перегрева
  • Малый размер: 0.5 ″ × 0,4 ″ × 0,1 ″ (13 мм × 10 мм × 3 мм)

Использование регулятора

Подключения

Понижающий стабилизатор имеет четыре соединения: отключение (SHDN), входное напряжение (VIN), заземление (GND) и выходное напряжение (VOUT).

На вывод SHDN можно установить низкий уровень (ниже 0,4 В), чтобы отключить выход и перевести плату в состояние низкого энергопотребления. Есть 100 кОм; подтягивающий резистор между контактом SHDN и VIN, поэтому, если вы хотите оставить плату постоянно включенной, контакт SHDN можно оставить отключенным.Пока на выводе SHDN устанавливается низкий уровень, потребляемый регулятором ток определяется током через подтягивающий резистор и пропорционален входному напряжению. (При напряжении 36 В он потребляет около 360 мкА.)

Входное напряжение VIN питает регулятор. К VIN можно подавать напряжения от 3 В до 36 В, но для версий регулятора с выходным напряжением выше 3 В эффективный нижний предел VIN равен VOUT плюс падение напряжения регулятора, которое изменяется примерно линейно с нагрузкой. (см. ниже графики выпадающих напряжений в зависимости от нагрузки).Кроме того, будьте осторожны с деструктивными всплесками LC (дополнительную информацию см. Ниже).

Выходное напряжение, VOUT, является фиксированным и зависит от версии регулятора: версия D24V5F1 выдает 1,5 В, версия D24V5F2 выдает 2,5 В, версия D24V5F3 выдает 3,3 В, версия D24V5F5 выдает 5 В, версия D24V5F6 выдает 6 В, версия D24V5F9 выдает 9 В, версия D24V5F12 выдает 12 В, а версия D24V5F15 выдает 15 В

Четыре соединения помечены на задней стороне печатной платы и помечены знаком 0.Расстояние 1 дюйм по краю платы для совместимости с беспаечными макетами, разъемами и другими прототипами, использующими сетку 0,1 дюйма. Вы можете припаять провода непосредственно к плате или припаять либо прямую штекерную полосу 4 × 1, либо прямоугольную штекерную полосу 4 × 1, которая входит в комплект.

Типичный КПД и выходной ток

КПД регулятора напряжения, определяемый как (выходная мощность) / (входная мощность), является важным показателем его производительности, особенно когда речь идет о сроке службы батареи или нагреве.Это семейство импульсных регуляторов обычно имеет КПД от 80% до 95%, хотя фактический КПД в данной системе зависит от входного напряжения, выходного напряжения и выходного тока. См. Диаграмму эффективности внизу этой страницы для получения дополнительной информации.

Для достижения высокого КПД при низких нагрузках этот регулятор автоматически переходит в режим энергосбережения, при котором частота коммутации снижается. В режиме энергосбережения частота переключения регулятора изменяется по мере необходимости, чтобы минимизировать потери мощности.Это может затруднить фильтрацию шума на выходе, вызванного переключением.

Типичное падение напряжения

Падение напряжения понижающего регулятора — это минимальная величина, на которую входное напряжение должно превышать целевое выходное напряжение регулятора, чтобы гарантировать достижение целевого выходного сигнала. Например, если стабилизатор 5 В имеет падение напряжения 1 В, входное напряжение должно быть не менее 6 В, чтобы на выходе были полные 5 В. Как правило, падение напряжения увеличивается с увеличением выходного тока.См. Раздел «Подробности» ниже для получения дополнительной информации о падении напряжения для этой конкретной версии регулятора.

Подробная информация о товаре №2841

На графиках ниже показаны типичный КПД и падение напряжения регулятора 2,5 В D24V5F2 в зависимости от выходного тока:

Обратите внимание, что, поскольку этот регулятор имеет минимальное входное напряжение 3 В, падение напряжения не может быть ниже 0.5В.

Пики напряжения LC

При подаче напряжения на электронные схемы первоначальный выброс тока может вызвать скачки напряжения, которые намного превышают входное напряжение. Если эти выбросы превышают максимальное напряжение регулятора (36 В), регулятор может выйти из строя. В наших тестах с типичными проводами питания (тестовые зажимы ~ 30 дюймов) входное напряжение выше 20 В вызывало скачки напряжения более 36 В.

Если вы подключаете напряжение более 20 В или ваши силовые провода или источник питания имеют высокую индуктивность, мы рекомендуем паять электролитический конденсатор емкостью 33 мкФ или больше рядом с регулятором между VIN и GND.Конденсатор должен быть рассчитан минимум на 50 В.

Дополнительную информацию о скачках напряжения LC можно найти в нашей заметке по применению «Понимание деструктивных скачков напряжения LC».

Люди часто покупают этот товар вместе с:

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.