Оперативный переключатель паяльника

При пайке полевых структур (транзисторов, микросхем) необходимо предпринимать меры, которые защищают радиодетали, «чувствительные» к статическому электричеству. К таким мерам относятся: применение низковольтных паяльников, заземление жал паяльников, использование наручных (одеваемых на запястье) браслетов, подключаемых через высокоомный резистор (1 МОм) к заземлению. Подобные меры требуют специального оборудования рабочего места или сковывают свободу действия рук, однако не обеспечивают 100%-ной защиты от повреждения деталей статическим электричеством. Предохранить полевые структуры от статического электричества можно, отключая паяльник на момент пайки. Конечно, такой метод вызывает определённые неудобства, так как переключение (включение и выключение) сетевой вилки (или даже специального тумблера) паяльника вручную — очень утомительная процедура, значительно замедляющая пайку.

Значительно повысить удобство управления паяльником при пайке полевых структур, позволяет предлагаемое устройство. Оперативный переключатель паяльника (далее просто ОПП) позволяет перенести «управление» на ручку паяльника, установив на ней сенсорный контакт. Сенсор выполнен в виде кольца — хомутика (или в другой форме), удобного для выключения паяльника лёгким касанием одним пальцем непосредственно перед пайкой. (Остальные пальцы удерживают и направляют паяльник для пайки схемы). ОПП коммутирует оба провода сетевого питания паяльника. Зелёный светодиодный индикатор указывает на присутствие сетевого напряжения в розетке «Паяльник ~220В». В течение всего времени соприкосновения пальца с сенсорным контактом, розетка обесточена и индикатор не светится.
Время отклика ОПП на касание и отпускание сенсора минимально (менее 100 мс) и практически не задерживает действия паяющего. За время кратковременных отключений паяльника его жало не успевает остыть до температуры, при которой пайка затрудняется или её качество ухудшается. Особенно удобно использовать ОПП при макетировании, настройке, ремонте изделий, и при работах «на выезде», в необорудованных для пайки местах. Для профессионального монтажа радиоаппаратуры, когда пайка ведётся непрерывно, ОПП мало пригоден. Опасаться того, что потребуется некоторое время для привыкания (обучения) к манипулированию сенсорным контактом, не стоит, особенно если Вам «подвластна», например, работа с компьютерной мышью или в детстве Вы играли на каком–либо музыкальном инструменте.

В отличие от раннее опубликованных схем подобной тематики [1], для работы ОПП не требуется дополнительного блока питания (источника постоянного тока с выходным напряжением + 9 Вольт), не обязательна экранирующая оплётка для провода, соединяющего плату с сенсорным контактом. ОПП в отличие от [1] имеет всего один (а не два) сенсорный контакт, что облегчает управление включением — выключением паяльника.

Основной недостаток ОПП — необходимость соблюдения фазировки — легко преодолевается экспериментальной установкой вилки в розетку и проверкой выключения паяльника (и зелёного светодиода HL1) касанием сенсорного контакта.


ОПП (рисунок 1) состоит из:
— однополупериодного выпрямителя VD1 с балластными резисторами R3 R4;
— сенсорного контакта Е1 с резистивным делителем R1 R2, детектором VD2 C2 R5 и токовым ключом R6 VT1 со стоковой нагрузкой C1 VD3 K1;
— исполнительного устройства на контактах реле К1.1 К1.2 и индикатора питания паяльника, выполненного на элементах VD4 VD5 R7 HL1.


При включении сетевой вилки XP1 в розетку (на верхнем — по схеме — проводе «ноль»), если нет касания сенсорного контакта Е1 (далее просто «сенсора»), на затворе полевого транзистора VT1 присутствует постоянное напряжение, близкое к нулевому и VT1 закрыт. Сопротивление канала исток — сток бесконечно большое и ток через стоковую нагрузку не протекает. Контакты реле К1 находятся в исходном (правом по схеме) положении и сетевое напряжение ~220В поступает на розетку XS1 «Паяльник ~220В», а также на индикатор питания паяльника, собранного на элементах HL1 R7 VD4 VD5. Диод VD4 открывается только для положительных полуволн сетевого напряжения. Резистор R7 ограничивает ток, подаваемый на светодиод HL1. Светодиод HL1 светится. Диод VD5 защищает HL1 от обратного напряжения.
Если взять в руку паяльник и указательным пальцем коснуться сенсора, то с тела человека на резистивный делитель R1 R2 поступают наводки переменного напряжения частотой 50 Гц, которые детектируются диодом VD2 и заряжают накопительный конденсатор С2. Постоянная составляющая с верхней обкладки С2 через резистор R6 поступает на затвор VT1. Транзистор VT1 открывается и сопротивление его канала резко (до единиц ом) уменьшается. Положительные полуволны сетевого напряжения с катода выпрямительного диода VD1 проходят через токоограничительный резистор R3 R4 на включённые параллельно конденсатор фильтра С1, обмотку реле К1 и защитный диод VD3. Реле К1 срабатывает и его контакты К1.1 К1.2 устанавливаются в левое (по схеме) положение. Розетка XS1 «Паяльник ~ 220В» обесточивается и HL1 гаснет. Пока реле К1 удерживается в сработанном положении, можно производить пайку.

Выполнив одну или несколько паек, отпускают сенсор Е1 (убирают указательный палец с сенсорного контакта). Наводки перестают поступать на резистивный делитель R1 R2, накопительный конденсатор С2 разряжается через резистор R5 и транзистор VT1 закрывается. Стоковая нагрузка VT1 — обмотка реле К1 — обесточивается, реле отпускает и контакты К1.1 К1.2 устанавливаются в исходное (правое по схеме) положение. На контакты розетки XS1 «Паяльник ~ 220В» вновь поступает сетевое напряжение, что подтверждается включением зелёного светодиода HL1. Паяльник продолжает нагреваться и рабочая температура жала восстанавливается. Паяльник можно положить на стойку или продолжать держать его в руке до следующей пайки. Специального звукового подтверждения переключения паяльника не требуется, так как об этом достаточно громкими и звонкими щелчками извещает электромагнитное реле К1. По окончании монтажа платы, можно вынуть вилку паяльника из розетки XS1, но при этом останется работать индикатор HL1; поэтому лучше вынуть вилку XP1 из сетевой розетки.
Диод VD3 защищает транзистор VT1 от вихревых токов, возникающих в обмотке реле К1 при его срабатывании и отпускании.


При касании сенсора Е1 напряжение в точке Х (на катоде VD2) увеличивается с +0,2 … +0,3 Вольта до +4,6 Вольта и транзистор VT1 открывается. На обкладке «+» конденсатора С1 присутствует постоянное напряжение +42 Вольта. При «неправильном» включении вилки XP1, касание сенсора Е1 приводит к незначительному (от +0,12 Вольта до +0,6 Вольта) увеличению напряжения в точке Х (рисунок 1) и транзистор VT1 остаётся закрытым. На обкладке «+» конденсатора С1 присутствует выпрямленное пульсирующее напряжение + 95 Вольт. Переменная составляющая напряжения на обкладке «+» конденсатора С1 достигает ~ 117 и ~ 23 Вольт (при отпущенном и сработавшем реле соответственно). Все измерения напряжения произведены относительно истока транзистора VT1 цифровым мультиметром «Mastech» M890F, имеющим входное сопротивление 10 Мегом.

Чтобы всегда «правильно» включать вилку ХР1 ОПП в розетку, рекомендуется пометить фазовый контакт на розетке чёрной точкой (например, фломастером), а на фазовый штырь вилки XP1 одеть тонкое (1 … 3 мм.) колечко из ПХВ трубки.


Собранный без ошибок и из исправных деталей ОПП, работоспособен при первом включении. Рабочий ток реле К1 (достаточен ток срабатывания + 10%) — если применено реле другого типа — следует уточнить подбором резисторов R3 и R4. Для того, чтобы эти резисторы рассеивали одинаковую мощность, их номиналы выбираются одинаковыми — с точностью до 5 … 10%. Если при обхвате обеими руками провода, ведущего к сенсору Е1 (без касания сенсора), наблюдаются ложные срабатывания или вибрации в корпусе реле К1, следует уменьшить сопротивление R5* до 1,5 … 2 МОм. При длине сенсорного провода более 1,5 метров может потребоваться подбор номинала резистора R2. В авторском варианте провод, ведущий от сенсора Е1 до вилки паяльника, имеет длину 150 см., намотан вокруг сетевого шнура паяльника с шагом 1 виток на 10 см длины шнура и соединяется с ОПП однополюсными контактами (штырь + гнездо) от любого ненужного разъёма. Оба конца «сенсорного» провода можно скрепить с сетевым шнуром паяльника тремя — четырьмя витками изоленты. Допустимо применение в ОПП трёхконтактной евро розетки с аналогичной вилкой для паяльника. Значительно удлинить «сенсорный» провод позволит заключение его в экранирующую оплётку, подключённую одним концом через дополнительный резистор R _ДОП. сопротивлением 0,5 … 2 МОм (0,5 Вт) к истоку VT1. Другой конец оплётки остаётся незадействованным. Экранирующая оплётка заключается в изолирующую виниловую трубку, так как при одновременном касании оплётки и сенсорного контакта срабатывания реле (и отключения паяльника) наблюдаться не будут.


В схеме ОПП применимы резисторы ОМЛТ, МЛТ, С2-23 или С2-33. Номинал R1 не критичен и может быть от 4,7 до 8,2 МОм. Сопротивление резистора R6 также не критично и может иметь разброс до ± 50%. Конденсатор С1 оксидный типа К50-20 ёмкостью 2 … 10 мкФ и рабочим напряжением не менее 50 Вольт; С2 — керамический, безындукционный типа КМ, К10-17. Диоды VD1 … VD5 заменимы КД102А, КД226В-Е, КД105Б-Г (с плоскими выводами). А диоды VD2 и VD5 могут быть КД503, КД510, КД520 … КД522 с любым буквенным индексом. Транзистор VT1 можно заменить любым из серии КП501 … КП504, имеющим напряжение отсечки не менее 1,6 Вольт и напряжение исток-сток более 220 Вольт (КП504А с U _{З.И. ОТС.} = 0,6 Вольт не подходит), мощными IRF840, IRF540. Светодиод HL1 можно заменить любым суперярким, например, зелёным OSBG5111A — VW (18 cd; 20 мА; 3…3,4 В; d = 5 мм.) или голубым ARL-3214UBC (3 В, 20 мА, d = 3 мм., 6 cd). Применение широко распространённых АЛ307В (зелёный) или АЛ307Б (красный) потребует уменьшения номинала R7 и увеличения его мощности рассеивания. Реле К1 РФ0.452.120 (ток срабатывания 17 мА) с двумя парами НЗ контактов или РФ0.452.100 (ток срабатывания 22 мА — R3 и R4*) с двумя парами переключающихся контактов. Возможно применение других реле (РЭС37, РЭС54) с рабочим напряжением не менее 27 Вольт и с двумя парами переключающихся контактов, рассчитанных на коммутацию сетевого (~ 220 Вольт) напряжения. Номинал FU1 выбирается в зависимости от мощности паяльника и при мощности 25 … 40 Ватт может быть уменьшен до 0,25 Ампера.
Печатная плата ОПП выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита и имеет размеры 41×41×2 мм (рисунок 2). Диаметр отверстий на ПП (печатной плате) под радиоэлектронные компоненты — 0,7 … 1 мм, под соединительные проводники — 1…1,3 мм., под крепёжные винты — 2,6…3,2 мм.


Полевой транзистор VT1 желательно установить на специальную розетку (для защиты от «статики») по окончании пайки всех остальных деталей. Рисунок печати — «трассировка печатной платы» — (см. рисунок 3) может быть перенесён на медную фольгу методом термопереноса или переведён при помощи копирки и обведён кислотостойкими перманентными маркерами. Подойдут маркеры для подписывания компьютерных CD и DVD дисков.

Чтобы быстро протравить ПП, можно использовать метод «водная баня». Ознакомиться с этим методом можно, прочитав файл «ПП_водная_баня».

Все элементы ОПП устанавливаются в корпусе из изоляционного материала, так как в ОПП применён бестрансформаторный блок питания и прикосновение к деталям ОПП может вызвать неприятное пощипывание (поражение электрическим током).
Цифры крупного шрифта на схеме электрической принципиальной (на рисунке 1) обозначают точки подключения к печатной плате выносных элементов ОПП и введены для уменьшения количества надписей на схеме расположения (на рисунке 2).





Загадки совсем простенькие. Догадайтесь, что подразумевается под географическим термином «плато» и ответ Вами будет практически найден. Дополнительные подсказки: 1). Ответ состоит из двух слогов. 2). Ответ в строку пароль пишется с большой буквы. Разгадав загадку, введите получившийся ответ в строку «Пароль» файла «OPP_4work» и получите для изготовления поделки необходимые данные. Архив файла «OPP_4work» можно скачать здесь:



Дорогие друзья! Ребус этого приложения, содержит довольно значимую информацию. Впрочем, ею во многих случаях можно пренебречь, если изготовить ОПП. В этом вы сами убедитесь, когда разгадаете его. На случай, если вы находитесь под властью лучшего движителя прогресса — ленью, под ребусом имеется ответ. Для того, чтобы увидеть ответ, достаточно нажать триггерную кнопку «Показать / скрыть текст».
















Для того, чтобы было понятно откуда в корпусе поделки взялись «лишние» детали, поясняю: ОПП является частью УЭП (устройства, эксплуатирующего паяльник), состоящего из РМП (регулятора мощности для паяльника) и собственно ОПП.

Все детали, относящиеся к ОПП (ПП, реле К1, сдвоенный тумблер SA1 и предохранитель FU1), располагаются на одном стеклотекстолитовом основании.

В собранном виде ОПП изображён на рисунке 7. На тыльной стороне сетевой вилки ОПП один из контактов, подключаемый к фазе, помечен чёрной точкой. Фазовое гнездо на розетке ~ 220 Вольт в мастерской также желательно пометить чёрной точкой (например, фломастером).


Вид на заднюю стенку корпуса ОПП, изображён на рисунке 8. Для того, чтобы ОПП не занимал драгоценное место на рабочем столе, в задней стенке корпуса просверлены и напильником расточены отверстия — «ушки» для крепления ОПП на вертикальной поверхности. Например, на стене, шкафу или под столешницей (под горизонтальной поверхностью стола).


Паяльник, работающий с ОПП, подвергается несложной доработке. 1). На ручку паяльника одевается декоративный никелированный хомут, являющийся сенсорным контактом Е1 (см. рисунок 1). 2). Двухпроводной сетевой кабель паяльника дополняется многожильным проводником в экранирующей оплётке (кабель «Доп.»). Оба кабеля заключаются в ПХВ трубку, окрашенную в зелёный цвет раствором бриллиантовой зелени (в эстетических целях). 3). Со стороны сетевой вилки паяльника из зелёной ПХВ трубки выводятся два проводника, с однополюсными вилками: «Е1» (зелёная) и «Экран» (чёрная). 4). С противоположной стороны центральная жила кабеля «Доп.» припаивается к никелированному хомуту Е1 (на рисунке 9 это белый проводник, хорошо различимый на фоне голубой ручки паяльника).

При работе с ОПП сетевая вилка паяльника вставляется в чёрной розетку XS1. Однополюсные вилки «Е1» (зелёная) и «Экран» (чёрная) вставляются в отверстия, расположенные над этой же розеткой XS1 (см. переднюю стенку корпуса ООП).


Возможное положение правой руки (два варианта), на ручке паяльника при манипулировании сенсором указательным пальцем, показано на рисунке 10. ОПП используется для пайки более 10 лет и показывает себя надёжным устройством.
Для совместной работы ОПП с регулятором мощности для паяльника или с другим устройством, повышающим удобство и качество пайки, регулятор мощности (или другое устройство) включается в розетку XS1 (см. рисунок 1).

Улучшение для старого паяльника
Считаете ли Вы, что «лучшее - враг хорошего»?

Да

Нет

Всего проголосовало: 6

Голосовать Результаты