Forrasztóállomás II.

    Az áramkör nagyjából ugyan azt végzi, amit az előző forrasztóállomásom. Azonban fórumokon és e-mailekben sok ember érdeklődött egy olyan kapcsolás iránt, amivel a mért hőmérsékleten kívül a beállítottat is látni lehet, emiatt készült ez az áramkör. A mért és a beállított hőmérséklet kijelzése közti átváltás automatikusan megtörténik a potméter eltekerésekor a tekerés idejéig, és utána három másodpercig.

    Ez után a kijelzés visszavált a mért hőmérséklet kiírására. A beállított hőmérsékletre való átváltás ezen felül egy nyomógomb megnyomására is megtörténik. Azt, hogy éppen a beállított hőmérsékletet mutatja a műszer, a legkisebb helyértékű digit tizedespontjának világítása jelzi.

     Az előző forrasztóállomásomhoz képest némileg leegyszerűsítettem az áramkör szabályozó részét. A hőelem jelét erősítő OPA invertáló lábára csatlakozó osztó rész a trimmerrel együtt felesleges. Ezt ezért kivettem az áramkörből.

    Az előző forrasztóállomásommal ellentétben ez az áramkör már nem modul rendszerű, tehát az áramkör működéséhez a hőmérő áramköri részt tartalmazó panelt is meg kell építeni. Pontosabban végülis az áramkör e nélkül is képes szabályozni a páka hőmérsékletét, viszont jelen kapcsolás lényege éppen a kijelzés mikéntje. Viszont a Forrasztóállomás II-nek a nyáktervét egyoldalasnak terveztem, emiatt nem kell kétoldalas nyákot készítenünk.

    Az áramkör nyomtatott áramköri lapja az előző forrasztóállomásommal ellentétben egy adott műszerdobozba lett tervezve (M30) úgy, hogy a dobozba még belefér egy könnyen beszerezhető gyáriz forrasztópáka-trafó (HQVideo). A páka szintén beszerezhető a HQVideo üzletében, de a HEStore.hu kínálatában is megtaláljuk.
     
    Az itt bemutatott forrasztóállomáshoz hasonló gyári készülék bolti ára 19000Ft. Ennek a forrasztóállomásnak az alkatrészköltsége kevesebb mint 12000Ft-ra jön ki. Tehát 36%-al olcsóbb, és ugyan dolgozni kell vele de cserébe mi magunk készítettük el a saját forrasztóállomásunkat. ;-)
    Kapcsolási rajz
    Alkatrészlista
    Előlapi furatok helyei*
    Előlapi matrica*
    Vízszintes panel Függőleges panel
    Nyákterv
    Beültetés Beültetés
    Pozíciórajzolat Pozíciórajzolat
    * (nyomtatási méret: 14,6cm X 7,9cm)
     

    Az áramkör működése:

    A hálózati transzformátor szekunder tekercse 24V-ot állít elő 2A-es terhelhetőséggel. Ennek a tekercsnek van egy leágazása 12V-nál. Az áramkör ezt a kisebb feszültséget a saját maga működésére használja fel, a 24V pedig a pákát fűti.

    A 12V váltakozó feszültséget D2 és D3 diódák egyenirányítják. Utána C4 és C5 kondenzátorok pufferelést végeznek. A pozitív ágban a nagyobb áramfelvétel miatt van szükség a nagyobb értékű kondenzátorra. IC2, IC4 és IC5 stabilizálják a pufferelt feszültségeket. IC5 a panelmérőt és a kijelzőket működteti, emiatt TO220-as tokozású a nagyobb disszipáció miatt. IC4 szintén a panelmérőnek szükséges. IC2 8V-ot állít elő, amely a szabályozókörnek szükséges. C6-C13 kondenzátorok szűrést végeznek.

    A hőelemről a jel a HOELEM nevezetű csatlakozón érkezik a panelra, ahol C2 kicsit megszűri. R2-re azért van szükség, hogy ha bármi okból megszakad a kapcsolat a pákában lévő hőelemmel (vagy elfelejtjük bekötni), akkor a pákát ne izzítsa fel a forrasztóállomás. IC1A a hőelem jelét felerősíti. Ez az erősített jel IC1C komparátor invertáló lábára jut. A nem invertáló lábra pedig az R16, P1, P2, P3 által a tápból osztott feszültség kerül, amit IC1B előtte feszültség-követ. (Erre a követőre több okból is szükség van...) A komparátor kimenete kapcsolja az OK1 optocsatolót és a D1 ledet, ami a fűtést jelzi. T2 triak pedig a pákára kapcsolja rá a fűtőfeszültséget.

    A hőmérsékletet állító potméter eltekerését IC1B kimenete szorgalmasan követi. Amíg nem történik tekerés, addig C14 szakadásként viselkedik, hiszen DC szintről beszélünk. Amikor azonban a potmétert eltekerjük, akkor a feszültségváltozás tranzienst idéz elő a kondezátoron. Amíg C14-en nem jut át jel addig IC3B feszültségkövetőként viselkedik, a kimenetén az R18 és R19 közti feszültség (féltáp) mérhető. Amikor a potmétert eltekerjük, akkor viszont egy elég nagy erősítéssel erősítőként dolgozik (R13, R21). IC3C és IC3D komparátorok kimenete L szintű, ha a potméter nincs eltekerve. Azonban IC3C nem invertáló és IC3D invertáló lábát a potméter tekerésének hatására IC3B kimenetet gyorsan elhúzza. Az IC3B nagy erősítése miatt, és R17,R20/R18,R19 arányai miatt a két komparátor valamelyikének kimenete az eltekerés hatására nagyon hamar H szintű lesz. Hogy melyiké, az a tekerés irányától függ. Ha tekerés történik, vagy pedig megnyomódik a K1 nyomógomb, akkor valamelyik diódán keresztül (D4, D5, D6) C15 kondenzátor azonnal feltöltődik és IC6C 6-os lábát H szintre emeli. C15 mindaddig töltve marad, amíg a potméter tekerve van, és/vagy K1 nyomógomb meg van nyomva. Ha a potméter megáll és a K1 sincs megnyomva, akkor a három dióda lezár, C15 pedig egyedül marad R23-al, és rajta lassan kisül. Amint a C15-ön lévő feszültség eléri IC6C billenési szintjét, a kijelzés átvált. Azt, hogy a tekerés leállta és/vagy a gomb felengedése után ez mennyivel később történik meg, C15 és R23 alkatrészek értékei határozzák meg (kis túlzással csak ezek).

    IC6A a mért hőmérséklethez tartozó feszültséget, IC6B pedig a beállított hőmérséklethez tartozó feszültséget kapcsolja a panelmérőre. Alapból R24 miatt IC6A aktív, tehát a mért hőmérséklet kerül kijelzésre. IC6C és IC6D azért felelősek, hogy egyszerre csak az egyik jel juthasson a panelmérőre. (Igyekeztem helyettesíteni a kapukat.)

    Ha tekerés történik, vagy pedig megnyomódik a K1 nyomógomb, akkor a diódák valamelyikén keresztül H szint kerül IC6C-re, ami a mért hőmérsékletet lekapcsolja, IC6D inverter pedig a beállított hőmérsékletet be.

    C15 puffer a gombnyomás vagy a tekerés leállta után R23-on lassan kisül. Amíg kisül, addig még a beállított hőmérsékletet mutatja a panelmérő (kb. három másodpercig).

    IC6C B-lábáról a legkisebb helyértékű digit tizedespontjához megy a jel. Ezért lehet tudni, ha a panelmérő a beállított hőmérsékletet mutatja és nem a mértet.

    Az ICL7107-es hőmérő rész működése úgy gondolom hogy nem igényel különösebb magyarázatot. Kis módosítással ez az ICL7107 gyári alapkapcsolása.


    A készülék megépítése:

    A panelterveket a méretre vágott és megtisztított nyáklapokra vasaljuk rá (vagy fotózzuk). Még a maratás előtt ellenőrizzük, hogy nem-e lett hibás a vasalás. Ha szakadással vagy zárlattal találkozunk akkor azt filccel vagy kaparással javítsuk ki. Zárlatra leginkább az IC-k lábai közt elvezetett fóliáknál van nagy esély. Ezek után marjuk ki a panelokat, majd a tinta lemosása után készítsük el a furatokat.

    Az alkatrészek beültetését az átkötésekkel kezdjük, majd méret szerinti sorrendben először az ellenállásokat és a kondenzátorokat ültessük be, majd a magasabb alkatrészeket. A két panelt összeforrasztás előtt alaposan mossuk le denaturált szesszel, vagy aromás hígítóval (az utóbbi jobb), hogy a forrasztáskor a panelra olvadt gyanta leoldódjon a nyákról. Ez után a kis függőleges panelt forrasszuk a vízszintes panel éléhez, ügyelve rá hogy derékszögben legyenek. A vízszintes panel felső élének éppen a függőleges panel alján lévő fóliaszigetek tetejénél kell lennie. Az első bekapcsolás előtt még egyszer ellenőrizzük le, hogy nincs-e szakadás vagy zárlat a panelon, illetve hogy nincs-e fordítva beforrasztott elkó, dióda, vagy IC. Az ICL7107-et csak a legvégén tegyük bele a foglalatjába, mielőtt bekapcsoljuk az áramkört.

    A HQVideo üzletében beszerezhető transzformátort rögzítsük az M30-as nevezetű műszerdoboz hátlapjához (belülre). Én hogy minél kevesebbet kelljen a mechanikával foglalkozni, illetve hogy a hátlapon kívülről ne látszódjon csavarozás; két komponensű ragasztót használtam a trafó rögzítéséhez. A trafó helyét úgy válasszuk meg, hogy mellé odaférjen a (Lomexben kapható) hálózati csatlakozó, és hogy a műszerdoboz hátsó két kis fém 'füle' ne legyen útban (amihez a hátlapot kell csavarozni). Ha a ragasztó megszáradt (vagy odacsavaroztuk a trafót a hátlaphoz), akkor a kábelsaruk segítségével csatlakoztassuk a transzformátor primer kivezetéseit a hálózati csatlakozóhoz. A műszerdoboz előlapján készítsük el a szükséges furatokat. Ezen furatok helyeit EZ a kép segít pozícionálni (nyomtatási méret: 14,6cm X 7,9cm). A furatok elkészítésénél fokozottan figyeljünk oda hogy a K1 nyomógomb furata pontosan a nyomógomb előtt legyen, mert a nyomógomb 'szárát' nem lehet arrébb hajlítani. A műszerdobozt csavarozzuk szét teljesen és csavarozzuk a tartó idomokhoz a 4db 20mm-es fém távtartót. Az előlapot kedvünk szerinti átrajzolása után nyomtassuk ki egy A4-es matricára, majd ragasszunk rá átlátszó üvegfóliát (írószerboltokban beszerezhető). Ez után a matricát ragasszuk a műszerdoboz előlapjára, amin már előzőleg a furatok elkészültek. A furatoknál a matricát pengével vágjuk ki.


    Az áramkör élesztése:

    A Forrasztóállomás II nyomtatott áramkörét helyezzük a távtartókra és a transzformátor szekunder-kivezetéseit csatlakoztassuk a sorkapcsokhoz. Forrasszunk 4db vezetéket az 5 pólusú tuchel csatlakozóra, a másik végüket pedig csatlakoztassuk a nyákhoz ("FUTOSZAL" sorkapocshoz és a "HOELEM" csatlakozóhoz). A hálózati csatlakozóba ne felejtsük el a 250mA-es olvadóbiztosítót betenni. Ez után csatlakoztassuk a készüléket a hálózathoz és kapcsoljuk be, de a forrasztópákát egyenlőre ne csatlakoztassuk az állomáshoz!

    Bekapcsolás után a kijelzőn valamekkora érték jelenik meg, a fűtést jelző lednek pedig nem szabad világítania. Csatlakoztassunk feszültség-mérőt az ICL7107 35-ös és 36-os lábaira! Ez után az R30 helitrimmert állítsuk be úgy hogy a két láb közt kb. 900mV legyen. Ha az alkatrészlistához hűen 1%-os tűrésű ellenállásokat használtunk, akkor ezzel most nagyjából be is állítottuk a hőmérséklet-kijelzést. Ez azért jó, mert ha valakinek nincs hőmérős multimétere, akkor is be tudja állítani a nagyjából pontos hőmérsékletet. A pontos beállításhoz azonban már hőmérőre lesz szükségünk, erről részletesebben a következő bekezdésben... Az áramkör "HOELEM" nevezetű bemenetét zárjuk rövidre! Így a kijelzőknek "000"-át kell mutatniuk és a fűtést jelző lednek ki kell gyulladnia. Ha ezzel megvagyunk, akkor nyomjuk meg a K1 nyomógombot! Ekkor a legkisebb helyértékű digit tizedespontjának világítania kell a gomb nyomva tartásának idejére és utána pár másodpercig. Amíg a tizedespont világít, addig a kijelzőn más értéket kell látnunk. Tekerjük el bátran a P1 potmétert és a tizedespontnak ugyan úgy világítania kell. Győződjünk meg róla, hogy a potméter tekergetésével a kijelzőn lévő érték is változik. A tekerés leállta után pár másodperccel a tizedespontnak el kell aludnia.

    Az áramkör további (pontosabb) beállításához hőmérős multiméterre lesz szükségünk. A forrasztópáka hegyéhez rögzítsük a multiméter hőelemét, igyekezzünk elérni a lehető legjobb termikus kapcsolatot! Például használhatunk krokodilcsipeszt (amin nincs műanyag), vagy egy vezetékdarabot amit a páka hegyére tudunk tekerni, így rögzítve a hőelemet. A P1 potmétert tekerjük le teljesen, P2 és P3 trimmerek pedig legyenek középállásban. Ha ezzel megvagyunk, akkor csatlakoztassuk a pákát a Forrasztóállomás II-höz! Fontos megjegyeznem, hogy a forrasztópáka belső hőeleme sokkal jobb termikus kapcsolatban van a páka hegyével mint az a hőelem, amit mi rögzítettünk a végére. Emiatt a hőmérő modul és a digimulti kijelzése messze nem egyenesen arányos, a felfűtés során nagy eltérés lehet köztük. Ezért legalább egy percet várnunk kell egy adott hőmérséklet elérése (és stabil tartása) után, hogy a páka hegyére rögzített hőelem megfelelően átmelegedjen. Ezt onnan tudjuk, hogy a hőmérő modul ekkor mutatja a legközelebbi értéket a digimulti által kijelzett értékhez. Ekkor tudjuk hitelesíteni a hőmérő modult, az R30-as (20k) helitrimmer tekergetésével. Addig tekergessük, míg ugyan azt az értéket nem mutatja, mint a digimulti. Ezután még pár alkalommal, más-más hőmérsékleten ellenőrizzük ugyan ilyen módszerrel hogy tényleg ugyan azt mutatja-e a két kijelző.

    Ha a hőmérséklet-mérést beállítottuk, akkor tartsuk nyomva K1 nyomógombot, P1-et tekerjük teljesen le (balra) és P2 trimmert állítsuk be úgy, hogy a kijelző "150"-et mutasson. Ez után P1-et tekerjük teljesen fel (jobbra) és P3 trimmert állítsuk be úgy, hogy a kijelző "450"-et mutasson. Ezzel a Forrasztóállomás II-t beállítottuk.


    Fényképek az áramkörről:


    Please publish modules in offcanvas position.