У комплекті домашнього майстра необхідно мати паяльник , Іноді навіть кілька різних потужностей і конструкцій. Промисловість випускає багато різних моделей, їх не складно придбати. На фото показаний працюючий зразок випуску 80-х років.
Однак, багатьох умільців цікавлять саморобні конструкції. Одна з них на 80 ват показана фотографіями нижче.
Цим паяльником вдавалося споювати мідні дроти 2,5 квадрата на вулиці при морозі і міняти транзистори і інші компоненти електронних схем на друкованих платах в лабораторних умовах.
Принцип роботи
Паяльник «Момент» працює від електричної мережі ~ 220 вольт, представляючи собою звичайний трансформатор, у якого вторинна обмотка закорочена мідної перемичкою. При включенні під напругу на кілька секунд через неї протікає струм короткого замикання, що розігріває мідний наконечник паяльника до температур, розплавляють припій.
Первинна обмотка підключається шнуром з вилкою в розетку, а для подачі напруги використовується вимикач з механічним пружинним самоповерненням. Коли кнопка натиснута і утримується, то через наконечник паяльника йде струм нагріву. Варто тільки відпустити кнопку, як нагрів відразу припиняється.
У деяких моделях, для зручності роботи при недостатньому освітленні, від первинної обмотки за принципом автотрансформатора роблять відвід на 4 вольта, які підводять до патрона з лампочкою від кишенькового ліхтарика. Спрямований світло зібраного джерела висвітлює місце пайки.
конструкція трансформатора
Перед початком збирання паяльника слід визначитися з його потужністю. Зазвичай 60 ват вистачає для виконання простих електромонтажних та радіоаматорських робіт. Щоб постійно паяти транзистори і мікросхеми бажано потужність знизити, а для обробки масивних деталей її збільшують.
Для виготовлення потрібно використовувати силовий трансформатор відповідної потужності, бажано від старих пристроїв випуску часів СРСР, коли вся електротехнічну сталь магнитопроводов проводилася за вимогами ГОСТ. На жаль, у сучасних конструкцій зустрічаються факти виготовлення трансформаторного заліза з низькоякісної і навіть звичайної стали, особливо в дешевих китайських пристроях.
види муздрамтеатру
Залізо необхідно підбирати по потужності переданої енергії. Для цього припустимо використовувати не один, а кілька однакових трансформаторів. Форма муздрамтеатру може бути прямокутної, круглої або Ш-образної.
Використовувати можна залізо будь-якої форми, але зручніше вибрати броньовий пластинчастий тому, що у неї більш високий ККД передачі потужності і вона дозволяє робити складові конструкції шляхом простого додавання пластин.
При виборі заліза слід звертати увагу на відсутність повітряного зазору, який використовується тільки в дроселях для створення магнітного опору.
Методика спрощеного розрахунку
Як підібрати залізо по необхідної потужності трансформатора
Відразу обмовимося, що пропонована методика розроблена досвідченим шляхом і дозволяє в домашніх умовах з випадково підібраних деталей збирати трансформатор, який нормально працює, але може при певних збіги обставин видавати трохи відрізняють параметри від розрахункових. Це нескладно виправити доведенням, яка в більшості випадків не потрібно.
Зв'язок між обсягом заліза і потужністю первинної обмотки трансформатора виражається через поперечний переріз магнітопровода і представлена на малюнку.
Потужність первинної обмотки S1 більше вторинної S2 на величину ККД ŋ.
Площа перетину прямокутника Qc обчислюється за відомою формулою через його боку, які легко заміряти простий лінійкою або штангенциркулем. Для броньового трансформатора обсяг заліза потрібно менше на 30%, ніж для стрижневого. Це добре видно з наведених емпіричних формул, де Qc виражена в сантиметрах квадратних, а S1 - у ВАТ.
Для кожного виду трансформатора по своїй формулі обчислюється потужність первинної обмотки через Qc, а потім через ккд оцінюється її величина у вторинному ланцюзі, яка буде розігрівати жало паяльника.
Наприклад, якщо для 60 ват потужності обраний Ш-подібний магнітопровід, то його перетин Qc = 0,7 ∙ √60 = 5,42см2.
Як підібрати діаметр проводу для обмоток трансформатора
Як матеріал для проводу слід використовувати мідь, яка покрита шаром лаку для ізоляції. При намотуванні витків на котушки лак виключає появу міжвиткових замикань. Товщина дроту підбирається по максимальному струму.
Для первинної обмотки ми знаємо напруга 220 вольт і визначилися з первинної потужністю трансформатора, підбираючи поперечний переріз для муздрамтеатру. Розділивши вати цієї потужності на вольти первинної напруги, отримаємо струм обмотки в амперах.
Наприклад, для трансформатора потужністю 60 ват ток в первинно обмотці вийде менше 300 міліампер: 60 [ват] / 220 [вольт] = 0,272727 .. [ампера].
Таким же способом обчислюється струм вторинної обмотки від своїх величин напруги і потужності. У нашому випадку це не потрібно: обмотка з двох витків, напруга буде маленьке, а струм великої. Тому поперечний переріз токовода вибирається з величезним запасом з мідної шинки, яка максимально знизить втрати від електричного опору вторинної обмотки.
Визначивши струм, наприклад, 300 мА, можна обчислити діаметр проводу за емпіричною формулою: d дроту [мм] = 0,8 ∙ √I [А]; або 0,8 ∙ √0,3 = 0,8 0.547722557505 = 0,4382 мм.
Така точність, природно, не потрібна. Обчислений діаметр дозволить дуже довго і надійно працювати трансформатору без перегріву на максимальному навантаженні. А ми робимо паяльник, який періодично включається всього на пару секунд. Потім відключається і остигає.
Практика показала, що для цих цілей цілком підходить діаметр 0,14 ÷ 0,16 мм.
Як визначити число витків обмотки
Напруга на висновках трансформатора залежить від кількості витків і характеристик муздрамтеатру. Зазвичай ми не знаємо марки електротехнічної сталі і її властивості. Для наших цілей цей параметр просто усредняется, а весь розрахунок кількості витків спрощується до виду: ώ = 45 / Qc, де ώ - число витків, що припадають на 1 вольт напруги на будь-якій обмотці трансформатора.
Наприклад, для розглянутого трансформатора в 60 ват: ώ = 45 / Qc = 45 / 5,42 = 8,3026 витка на вольт.
Оскільки ми підключаємо первинну обмотку на 220 вольт, то для неї число витків складе величину ω1 = 220 ∙ 8,3026 = 1827 витків.
У вторинному ланцюзі використовується 2 витка. Вони видадуть напруга всього близько чверті вольта.
Виготовлення каркаса для котушки
Для рівномірного розподілу витків дроту всередині муздрамтеатру необхідно виготовити каркас з електротехнічного картону, гетинаксу або склотекстоліти. Технологія робіт показана на малюнку, а розміри вибирають з урахуванням конструкції муздрамтеатру. Ізольовані каркасом обмотки розташовують в котушці, навколо якої збирають пластини муздрамтеатру.
Часто вдається використовувати заводський каркас, але якщо для підвищення потужності необхідно додати пластини, то доведеться збільшити габарити. Деталі з картону можна зшити звичайними нитками або склеїти. Корпус з склотекстоліти при точній підгонці деталей можна збирати навіть без клею.
При виготовленні котушки треба постаратися якомога більше простору виділити для розміщення обмоток, а під час намотування витків розташовувати їх впритул і рівномірно. При розміщенні проводу «внавал» може просто не вистачити місця і всю роботу доведеться переробляти.
Виготовлення вторинної обмотки паяльника
У наведеному на фотографії паяльнику вторинна обмотка виготовлена з мідного шинки з прямокутним перетином. Його розміри 8 на 2 мм. Можна використовувати і інші профілі. Наприклад, круглу дріт зручно буде згинати для розміщення всередині муздрамтеатру. З плоскою шинкою довелося ретельно повозитися, використовувати лещата, молоток, шаблони і напилок для рівномірного вигину строго по конфігурації каркаса котушки.
На малюнку в позиції 1 показана плоска шинку. Після виготовлення каркаса потрібно визначити її довжину, враховуючи відстань, яке піде на витки і дистанцію до наконечника з мідного дроту.
У положенні 2 вона приблизно посередині плавно згинається в лещатах невеликими ударами молотка з дотриманням площині орієнтування. При переході вигину через прямий кут необхідно використовувати шаблон з м'якої сталі з формою, суворо відповідної розмірам каркаса котушки, в яку обмотка буде міститися.
Шаблон значно полегшує слюсарні роботи по наданню обмотці потрібної форми. Навколо нього спочатку обвивається одна половина шинки, що показано на позиціях 4, 5 і 6, а потім інша (див 7 і 8).
Для полегшення розуміння процесу поруч із зображеннями шинки на позиціях чорними лініями з невеликими спотвореннями показана послідовність вигинів.
На позиції 8 умовно показано перетин А-А. Біля нього треба буде виконати вигин шинки на 90 градусів для зручності роботи, як показано на фотографії.
Якщо виникнуть вигини, які заважають вільно розміщувати силову обмотку всередині каркаса котушки, то їх можна спиляти напилком. Витки металу не повинні стикатися між собою і корпусом. Для цього їх поділяють шаром не товстої ізоляції.
На кінцях вторинної обмотки висвердлюють отвори і нарізують різьблення для вкручування гвинтів М4. Вони служать для кріплення мідного наконечника з дроту 2,5 або 1,5 квадрата. Оскільки напруга на вторинній обмотці дуже маленьке, то за якістю електричних контактів наконечника треба стежити, підтримувати їх в чистоті, очищувати від оксидів і надійно протискуєте гайками з шайбами.
Виготовлення первинної обмотки паяльника
Після того як силова обмотка паяльника готова і ізольована стане зрозуміло скільки вільного місця залишилося в котушці для тонкого дроту. При дефіциті простору витки розташовують щільно між собою.
Намотувальна дріт складається з мідної жили і одного або декількох шарів лаку і позначається маркуванням ПЕВ-1 (одношарове покриття лаком), ПЕВ-2 (два шари), ПЕТВ-2 (більш термостійкий, ніж ПЕВ-2), ПЕВТЛК-2 (термостійкий спеціальний).
Вимірюючи діаметр проводу мікрометром, слід зменшувати отримане показання на товщину ізоляції. Але ця загальна рекомендація для нашого паяльника не критична.
З огляду на роботу в умовах нагріву від марки ПЕВ-1 краще відмовитися, до речі, мотати його «внавал» теж не рекомендується.
Зазвичай дріт на котушку намотують на саморобних верстатах.
При одягненою на каркас силовий обмотці доведеться витки робити вручну і записувати на папері їх кількість через певний інтервал, наприклад, сто чи двісті.
Перед початком роботи слід припаяти до початку обмотки багатожильний провід в міцної ізоляції, бажано марки МГТФ. Він буде довго витримувати багаторазові вигини, нагрів, механічні дії. З'єднання кінців виконується пайкою, ізолюється. Флюс вибирається тільки каніфоль, кислота не допускається.
Гнучка жила закріплюється в котушці від висмикування і виводиться назовні через отвір в бічній стінці. Після закінчення намотування другий кінець обмотки теж припаюють до проводу МГТФ, який виводять назовні.
Оскільки на провід буде подано 220 вольт, то його слід добре ізолювати від корпусу та вторинної обмотки.
доведення конструкції
Після намотування котушки на неї щільно встановлюють залізо, закріплюючи його клинами від випадання. До остаточного складання корпусу можна перевірити роботу паяльника подачею напруги в первинну обмотку для розігріву наконечника і оцінити вольтамперних характеристику.
Якщо зібрана конструкція добре паяє, то цим можна і не займатися. Але, для відомості: бажано вгадати робочу точку ВАХ в місці перегину кривої, коли залізо досягло свого насичення. Робиться це зміною числа витків.
Спосіб визначення заснований на подачі змінної напруги від регульованого джерела на обмотку трансформатора через амперметр і вольтметр. Робиться кілька вимірів і по ним будується графік, який показує точку перелому (насичення заліза). Потім приймається рішення про зміну числа витків.
Ручка, корпус, вимикач
В якості вимикача підійде будь-яка кнопка з самовозратом, розрахована на струми до 0,5 А. На фотографії показано мікроперемикач від старого магнітофона.
Ручка паяльника зроблена з двох половинок твердого дерева, в яких вирізані порожнини для розміщення проводів, кнопки і лампочки. Взагалі-то, підсвічування не обов'язкова, для неї треба робити окрему отпайку або резистивної-ємнісний дільник.
Половинки ручок стягнуті шпильками з гайками. На них же монтується металевий хомут кріплення, який необхідно ізолювати від заліза муздрамтеатру.
Показана на фотографії відкрита саморобна конструкція корпусу забезпечує краще охолодження, але від працівника вимагає уваги і дотримання правил безпеки.
Бравий Олексій Семенович