Тёплый ламповый трансформаторный паяльник для жал Т12, сделанный из того что нечаянно попало ко мне в руки.
Повторить сие чудо техники я категорически рекомендую только если есть нужные запчасти,
если их нет, мероприятие обещает быть затратным.
Изготовить сие чудо техники меня сподвигло (как и сказано в заголовке) наличие довольно дорогих запчастей, всё равно лежавших без дела, а тут вроде и полезная штука получается.
Начинается рассказ с питающей части, в закромах лежал 100 ваттный тороид, почему-то без вторичной обмотки. Ну, это дело не хитрое.
Нужно было всего лишь восстановить вторичную обмотку. кроме того к этому тороиду прилагались два куска лакированного провода, к сожалению недостаточно длинного чтобы намотать 24 вольта одним махом, но достаточно длинных чтобы намотать две обмотки по 12.
Если вдруг вы не знаете как мотать вторичку на тороид:
Обмотки я намотал, и замкнул начало одной с концом другой, и получил трансформатор на 24 вольта. Если вдруг, вы всё таки вдохновились повторить мой эксперимент, конкретно под паяльник на жалах т12 вполне достаточно трансформатора на 60 ватт, напряжением от 18 до 25 вольт. Конкретно в этом паяльнике он будет работать практически в «импульсном» режиме, если это можно так назвать, поэтому сильно не нагреется. Покупать трансформатор на 100 ватт не следует, поскольку он стоит очень дорого, и проще купить готовый блок питания.
В качестве стабилизатора напряжения, я собрал простейший стабилизатор на стабилитроне. В самом начале эта конструкция выглядела вот таким образом:
Трансформатор я обмотал самой простой синей изолентой, чтобы обмотки не валандались по корпусу. Комментаторы сейчас скажут что это неправильно, и трансформатор «не дышит». Не слушайте их, этот трансформатор излишне мощный, и греться он не будет вообще.
Обратимся к схеме простейшего стабилизатора:
Разница напряжений приоткрывает транзистор VT1, таким образом напряжение стабилизируется. Резистор R1 задаёт ток стабилизации стабилитрона VD1. В среднем это резистор на 1-2 Ком. При повышении тока нагрузки, будет повышаться ток базы VT1, а следовательно, будет повышаться и ток, текущий через R2, это увеличивает падение напряжения на этом резисторе, а это в свою очередь закрывает транзистор VT2. Когда уровень напряжения упадёт ниже чем напряжение стабилизации минус 0.6 В, откроется диод VD2 и напряжение на выходе стабилизатора станет почти нулевым. VD3 компенсирует падение напряжения на pn переходе транзистора VT2, таким образом выходное напряжение стабилизатора можно точно подобрать напряжением стабилизации стабилитрона. R2 подбирается опытным путём и зависит от выбранного тока ограничения и от коэффициента усиления транзистора VT1.
Эту незамысловатую схему я собрал на макетной платке. Найти их на просторах китайского магазина не составит труда, но если нужно, вот ссылка на конкретно мою платку: платка с али
Вот как всё выглядит:
Диодный мост в корпусе GBU на 8А. Конденсаторы надеялся найти у себя в закромах, но к сожалению все большие ёмкости были только на 35 вольт. Поэтому пришлось выписать недорогие конденсаторы 2200 мкФ, 50 вольт, в чипидипи:
кондеры. Измерения ёмкости простым китайским прибором показали ёмкость соответствующую описанию.
Под наши нужды хватило бы и двух кондеров, но я поставил с запасом, ничего не жалко 🙂
Как можно догадаться, я просто припаял все ножки конденсаторов друг к другу, а крайний к диодному мосту, получилось что-то вроде шинки, к которой я уже подпаивал остальные компоненты.
Стабилитрон 1N4749A. Транзистор VT2 2N2222, подойдёт почти любой NPN транзистор с током коллектора равным току нагрузки деленному на h21э транзистора VT1. У меня нашёлся вот такой красавец с железной крышкой. Очевидно взят с огромным запасом.
Силовой транзистор VT1 — 2SA1941. Тоже с огромным запасом. Можно было бы взять и попроще, но следует выбирать транзистор с большим h21э, дабы не разогревать резистор R2, это я сейчас поясню.
Диоды VD2,VD3 обыкновенные 4001. Как вы можете заметить, я напаял сюда полуваттные резисторы аж на 4.7 Ком. В этом никакого смысла нет. Резистор R1 выбирайте номиналом 1-2 Ком, 4.7 сюда очень много. Рассчитать рассеиваемую мощность довольно просто:
Напряжение с конденсаторов примерно 34 вольта, вычитаем напряжение стабилитрона — 24 вольта, получаем 10 вольт, которые надо рассеять.
Допустим вы взяли резистор на 1.2 ком, мощность рассеивания при этом будет равна: U²/R, то есть 100/1200 = 0.083 Вт. Стандартного резистора на 125 мВт вполне будет достаточно, если найдётся млт на 0.25 будет вообще красота.
Ещё один резистор который соединяет коллектор выходного транзистора и минусовую шинку конденсаторов это имитатор нагрузки, он разряжает конденсаторы в случае если на выходе нет нагрузки, его мощность так же можно рассчитать по формуле U²/R. На выходе у нас 24 вольта, его сопротивление 4.7 КОм. 24²/4700 = 0.122 Вт. Полуваттного резистора точно хватит.
Слабое место этой схемки — резистор R2, который нужно подбирать опытным путём, и от которого зависит ограничение тока.
А теперь о нагреве. На этих 550 Омах будет рассеиваться довольно большая мощность. Даже если не включать никакую нагрузку, через диод VD3 на резистор R2 постоянно будет подаваться напряжение в 24 вольта, причём ток в этой цепи будет ограничен только лишь значением самого резистора R2, а при подключении нагрузки, так же и потечёт ток с базы VT1, и всё станет ещё печальнее.
Поэтому мощность резистора нужно брать с большим запасом. Для базового значения мощности, можно воспользоваться формулой U²/R, и рассчитать мощность без нагрузки, примерно равна 1 Ватту. Дополнительно, если у нас потечёт ток в 3А через коллектор VT1, мы уже рассчитали что ток базы составит примерно 0.04А. Воспользуемся формулой I²R, и рассчитаем что нужна ещё дополнительная мощность в 0.8Вт. Совершенно очевидно что припаивание сюда двух ваттного резистора выльется в перегрев.
Берите как МИНИМУМ 5 Ватт.
У меня этот резистор имеет номинал 560 Ом и мощность 5 Вт. Да, на фото его не видно, на фото стоят два последовательно припаянных резистора по 200 Ом (стоят вертикально). Это было припаяно чисто ради проверки как всё заработает, и в последствие было заменено.
В качестве радиатора для силового транзистора я применил радиатор от старого сервера, который уже сломался. Само собой разумеется, никакого страшного нагрева там не будет, но покупать какой-то отдельный радиатор мне не хотелось, а этот всё равно никуда не присунешь.
Тестировал эту схему на электронной нагрузке актаком. Модель не знаю, прибор не мой. Могу лишь заключить, что представленная схема выдала 80 Ватт мощности, после чего срабатывает защита. Единственное что мне не понравилось — сильный нагрев диодного моста. Ничего удивительного в этом нет, учитывая что при нагрузке в 3 А, на этом мосту будет рассеиваться не меньше 3 Ватт тепла. При проектировании схем не повторяйте мою ошибку, лепите мост на радиатор.
Следующим шагом было изготовление корпуса.
Корпус я сразу же решил делать из фанеры. Для этого из закромов были добыты всяческие разные куски 20 миллиметровой фанеры. И я немедленно принялся пилить её лобзиком, но очень скоро понял что затея была мягко говоря плохая, а по существу глупая.
Поэтому я наскоро нарисовал то что хочу сделать в программе Tinkercad, сфотографировал это и обратился к знакомому мебельщику, который умеет пилить ровно. Вот модель из тинкеркада:
Размеры модели образовались из размеров тороида, который должен разместится на днище.
Все три части основания имеют размер 120 на 130 мм. Но с боков срезана грань, под углом 45 градусов, с отступом 50 мм.
Основание было прихвачено на клей, а потом прикручено на саморезы, для прочности.
Теперь примеряем тор и плату внутри:
На заднюю панель нужно выпилить кусок тонкой фанеры 160 на 120мм (лучше конечно пилить 161 мм, чтобы компенсировать возможный зазор между панелями каркаса). После чего лобзиком подпилить вырез для платы. Родные болты от радиатора я вынул, и закрепил его на обыкновенные винтики с 3 мм резьбой, и гайки с контрящим кольцом.
Кольца от тороида у меня не нашлось, поэтому всё, как обычно, меряем примерный диаметр тороида, рисуем циркулем на фанере кружок, лобзиком вырезаем, по дырке от циркуля сверлим центр, прокладываем резиночку под это, и крепим:
Следующий ход — передняя панель 160 х 70 мм. В ней ищем примерный центр и крепим разъём от паяльника. С другой стороны я надфилем распилил отверстие для выключателя. На фото видно, к сожалению неудачный кусок фанеры взял, щербатый.
Провода разъёма пришлось удлинить. Так же около радиатора я высверлил отверстие под питающий кабель, и уже вставил его. Землю как можно заметить я распаял прямо на отрицательную шину, прямо на макетную платку.
Острый глаз может заметить чем именно я паял весь свой самодельный паяльник. Паяльная станция kurtz ersa, i-con pico. Но это к делу не относится.
Верхняя панель имеет размеры 160х84. Почему на 84? Потому что изначально было 130, мы оттяпали 50мм, получилось 80, плюс 4 миллиметра толщина фанеры, нужно чтобы перекрыть заднюю панель.
И переднюю и верхнюю панель я прилепил на момент. огромный вес всей конструкции способствовал прекрасной адгезии клея 🙂
Сложнее всего было конечно выпилить вот эту угловую часть. Лично я просто отпилил кусок фанеры 160 на 80, после чего сделал угол в 45 градусов с одной стороны, и постепенно напильником снимал часть материала под углом 45 градусов, пока панель не зашла как следует. На это ушло довольно много времени, но мне и не к спеху было.
В качестве самого контроллера паяльника я применил готовую плату. Взять её можно тут: контроллер паяльника
далее конечно встал вопрос, как же её покрасивее разместить за нашей панелью.
чпу станком я не обладаю, так что вариант был только выпиливать окошко лобзиком, и ориентируясь на глазомер, надфилем выровнять края окошка. Однако же, мне согласился помочь нужный человек со станком ЧПУ, выпилив окошко, и даже сделав обнижение для того чтоб можно было вклеить туда стеклышко.
щербатые края я конечно же срезал ножиком. «стеклышко» изготовил из пластиковой коробки от CD диска. Правда она кошмар какая хрупкая, но никаких других пластиковых, а тем более стеклянных деталей я не нашёл.
Если задумаете повторить мой путь, поверьте, нет ничего сложного сделать обнижение, если есть достаточно острый и прочный ножик. просто по линеечке, царапайте ножом фанеру, пока не доберётесь до внутреннего слоя. 4 мм фанера имеет три слоя, каждый чуть больше миллиметра. когда вцарапаетесь на глубину примерно в 1 мм, слой сам отвалится. сделать ровное окошко куда сложнее чем обнижение.
Окошко я приклеил в нишу на клей.
Приложу ещё пару фотографий внутренностей, но в них нет ничего интересного, потому спрячу под спойлер
Щербатые края фанеры я замазюкал древесной шпатлевкой из оби: шпатлевка после чего наждачной бумагой счистил лишнее.
После этого я обработал наждачной бумагой вообще весь прибор целиком, чтобы убрать острые края, и щербатую фанеру.
И настало время обработать всё это лаком. Лак я применил фирмы kudo: лак
Для начала я поставил прибор вниз «головой» и нанёс лак в два слоя на днище. Дал просохнуть и приклеил резиновые ножки, которые у меня остались сам не знаю от чего.
После этого уже перевернул прибор, и нанёс лак в два слоя на весь корпус:
К моему большому сожалению, после покраски, то что было почти невидно (шпатлеванное) проявилось и стало довольно заметным. И я честно говоря даже сомневаюсь, нужно ли было вообще заморачиваться. Поверхность идеально гладкая, тем где нанесена шпатлевка, но цвет отличается. На фото выглядит хуже чем в реальности, но всё таки. Причём обратите внимание, до покраски цвет был одинаковый. Общем если решитесь повторить, сразу ищите хорошую фанеру, не щербатую.
Ручку для паяльника я заказывал отдельно, вот здесь: ручка
В основном потому что мне припёрло конкретно синюю ручку. И к ней заодно взял жало BC2, как мне кажется самое удобное вообще для всего. Ручка нужна с пятью проводками. Если вдруг кто-то не знает КАК собрать эту ручку под паяльники на STM, вот вам фото (золотой контакт шарикового датчика обращён к жалу, для подставки где жало обращено вниз):
Ещё маленький косяк сборки, почему-то помутнело «стёклышко» из коробочки от сиди диска. По всей видимости то ли от покраски, то ли от клея всё таки пошла хим реакция. Стеклышко можно заменить, но мне уже неохота. На читаемость дисплея это никак не влияет:
Устройство я протестировал, внимательно изучил температуру всех элементов схемы, да и самого контроллера. Ничего нигде не греется, адепты импульсной техники могут сказать что у меня паяльник разогревается на 70 ватт, а радиатор с транзистора 30 рассеивает. На самом деле всё далеко не так плохо, никакого нагрева нет вообще, и я сейчас даже думаю что можно было взять даже не радиатор, а какую-нибудь алюминиевую пластину. Но, это уже придирки. Устройство получилось красивое, добротное, а его вес намекает на дороговизну этой вещи.
Напоследок выложу целиком фото из шапки:
