P ísroje pro domácí dílnu Páje ka s elekronickým reguláorem eploy Pájení sou ásek SMD Technologie povrchové monáže (SMT Surface Moun Technology) se v profesionální elekroechnice již sala samoz ejmosí. Umožnila n kolikanásobn zmenši rozm ry, výrazn sníži výrobní náklady a zvýši spolehlivos p ísroj. Pájecí plošky se p es sío pokryjí pájecí pasou. Pasa obsahuje cín a sou asn má lepivé ú inky. Osazovací auoma na plošky položí sou ásky a v peci se pak sou ásky p ipájejí. Oproi klasické echnologii odpadá vrání d r a nemusí se s íha vývody. Další výhodou je dobrý odvod epla ze sou ásek. Odpadá rovn ž induk nos p ívod, což má sv j význam i ve vf obvodech. Opravielnos je rovn ž lepší než u klasické echnologie. I p es malé rozm ry sou ásek je p i dobrém vybavení a pe livé práci jejich vým na snadn jší než u klasických sou ásek. P i vým n se sou ásky ani spoje nepoškozují. Pájecí plošky snesou i n kolikanásobnou vým nu sou ásek. Baslení je proo snazší, deska si sále udržuje dobrý vzhled, nevyvá í se vrab í hnízdo. Plocha desky se aso využívá dvakrá. Z jedné srany se osazují sou ásky SMD (Surface Mouned Devices - sou ásky pro povrchovou monáž), z druhé srany klasické sou- ásky v ších rozm r, keré se poom pájejí ru n. Kvaliní echnologie umož ují osadi desky sou áskami SMD z obou sran. U vf obvod vo í druhá srana desky nej as ji souvislou zemní plochu. Pro ilusraci jsou na obr. 49 b žn používaná pouzdra sou ásek SMD (0805, 1206 - rezisory a kondenzáory, SOT23 - ranzisory). Údaj o odporu rezisor se zna í ímísným nebo y mísným íslem. První dv až i íslice udávají manisu, poslední íslice znamená exponen desíkového násobiele. Nap. ozna- ení 473 znamená 47 10 3 = 47 kω. Kondenzáory (krom elekrolyických) nejsou bohužel nijak zna eny, musíme je nakupova a skladova ak, aby se navzájem nezam nily. Domnívám se, že zvládnuí echnologie SMT je v sou asné dob nezbynosí pro všechny, ke í ch jí drže krok s dobou. Mezi mnoha radioamaéry však panují v omo sm ru ur- ié p edsudky, keré bych ch l ímo lánkem rozpýli. Zvyknou si na menší rozm ry sou ásek není obížné. Výhodou je snazší vým na rezisor a kondenzáor. Odm nou za p ekonanou námahu p i zvládnuí nových posup jsou výrazn menší rozm ry realizovaného obvodu oproi klasické echnologii. Domnívám se, že sojí za o p ekona n keré problémy s dosupnosí sou ásek, v ím, že se siuace na rhu bude posupn zlepšova. Práce se sou áskami SMD se však neobejde bez odpovídajícího vybavení a správných pracovních návyk. K pájení používáme nej as ji cínovou rubi kovou pájku o pr m ru 0,8 mm. Pájecí plošky nejprve lehce pocínujeme. Poom na n p iložíme p íslušnou sou ásku. Držíme ji pinzeou a p ipájíme ji ak, aby nemohla vypadnou. Nakonec vezmeme do ruky cín, p iložíme jej k ploškám spole n s hroem páje ky a zapájíme na iso všechny vývody. Kalafunu používáme jen vyjíme n a v malém množsví, v rubi kové pájce je oiž obsažená. Obr. 49. B žn používaná pouzdra sou ásek SMD (0805, 206 a SOT23) P i vým n rezisoru nebo kondenzáoru nejprve p idáme na oba konce více cínu. Poom s ídav zah íváme oba konce za sou asného laku pinzey z boku, až se sou áska uvolní. Tak posupujeme, pokud nemáme speciální hro, kerým zah ejeme oba vývody sou asn. Po vypájení sou ásky odsajeme cín z pájecích plošek. K omu použijeme jakýkoliv m d ný kablík, složený z mnoha enkých drák. Pokud jsou spoje vedeny pod sou- áskami (pod pouzdrem 1206 lze vés pouze jeden spoj) a deska není chrán na nepájivou maskou, doporu- uji izolova kriická mísa (pr chody pod sou áskami) barvou nebo lakem. N keré z konsruk ních návod, uve ejn ných v omo asopise, využívají echnologie SMT. Na nich si m žeme názorn ukáza výhody SMD, p edevším výrazné zmenšení rozm r desek. To je d ležié zvláš u obvod, keré umís ujeme do již hoových za ízení. Odpadají sarosi s mechanickým uspo ádáním, celý obvod m že drže na diod LED, upevn né objímkou k p ednímu panelu. Takové obvody jsou díky své jednoduchosi ideální k vyzkoušení nových pracovních posup. Aby zm na nebyla zase p íliš náhlá, jsou v popisovaných konsrukcích použiy inegrované obvody, LED a elekrolyické kondenzáory v klasickém provedení. LED v provedení SMD jsou p íliš drahé, oéž plaí o elekrolyických (analových) kondenzáorech. Pájení inegrovaných obvod SMD by napoprvé a eba bez odpovídajícího vybavení nemuselo dopadnou dob e. P ípadná vým na inegrovaného obvodu SMD vyžaduje speciální pájecí hroy, kerými je možné oh á všechny vývody pouzdra obvodu sou asn. P i echnologii SMT se jako horní srana (op) desky považuje srana spoj se sou áskami SMD. Klasické sou ásky jsou umís ny na spodní sran (boom) desky a na osazovacím plánu jsou proo kresleny zrcadlov. Sou ásky SMD doporu uji osadi na desku jako první. Teorie elekronické regulace eploy páje ky Kvaliní práci se sou áskami SMD si nelze p edsavi bez mikropáje ky. Transformáorová páje ka, kerá pa í ke sandardnímu vybavení v šiny radioamaér, není pro yo práce vhodná. Pro jemnou práci je p íliš žká a eplou hrou nelze regulova. P íliš velké množsví epla poom m že poškodi drobné sou ásky i plošné spoje. Následující návod je ur en m, ke í si ch jí kvaliní mikropáje ku po ídi svépomocí za vynaložení minimálních náklad. Sa í oiž koupi pájecí pero s držákem. Zdroj nap í s re- 20 Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000
Tab.. Závislos eploy hrou na velikosi napájecího nap í U n [V] 9,6 10,0 10,5 10,8 11,6 12,3 12,6 13,6 U [mv] 9,5 10,2 10,3 11,8 12,2 12,6 13,7 15,3 T [ C] 255 267 280 285 308 325 332 357 Tab. 2. asový pr b h eploy hrou po zapnuí napájecího nap í U n = 12,6 V 0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,5 5,5 U [mv] 0,4 2,9 4,7 6,0 7,1 8,2 9,2 10,7 11,7 T [ C] 25 86 132 167 196 223 245 285 310 Tab. 3. asový pr b h eploy hrou po vypnuí napájecího nap í 0 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,5 6,0 8,0 U [mv] 11,8 10,8 9,6 8,5 7,4 5,8 4,4 3,2 2,2 T [ C] 313 290 256 230 202 162 122 92 67 gula ním obvodem není obížné si zhoovi svépomocí. Vhodné je pájecí pero PP 530, keré dodává spol. Diameral. Pero má maximální výkon 48 W p i maximálním nap í 24 V. Pero obsahuje opné lísko a ermo lánek, keré jsou vzájemn elekricky odd leny. Z pera vychází š ra se y mi vodi i, zakon ená p ikolíkovou vidlicí. Na kolíky a 2 vidlice je p ipojeno opné lísko, na kolík 4 je p ipojen záporný pól ermo lánku a na kolík 5 kladný pól ermo lánku. Kolík 5 je aké elekricky spojen s hroem. Pomocí ermo lánku se m í eploa pájecího hrou. Termo lánek je v podsa svar dvou drá z r zných kov. P i zah áí vzniká na rozhraní dvou kov ermoelekrické nap í. Termoelekrické nap í se zv šuje lineárn s rosoucí eploou. Tao závislos je dána fyzikálními zákony a nemá edy žádné výrobní olerance. Podle údaj výrobce je p i eplo 37 C ermoelekrické nap í 0,8 mv, p i eplo 160 C je ermoelekrické nap í 5,7 mv a p i eplo 370 C je ermoelekrické nap í 14 mv. Proložíme-li mio body p ímku, získáme závislos ermoelekrického nap í na eplo, kerou budeme dále používa p i návrhu regula ního obvodu. Graf závislosi ermoelekrického nap í U na eplo je na obr. 50. Chci ímo pod kova spol. Diameral s. r. o. za poskynuí echnických údaj k pájecímu peru a za konzulaci ohledn problemaiky pájení a mikropáje ek. Pro pájení se sandardn používá pájka, složená ze 60 % cínu a 40 % olova (Sn60Pb). Pro r zné speciální aplikace se ale mohou používa i jiné ypy pájek (v ší pom r množsví cínu ku množsví olova zvyšuje eplou ání). Ve vf echnice se k pájení n kdy používá sliina cínu s p ídavkem india, proože lépe drží na pozlacených plochách. B žná pájka se aví p i 190 C, doporu ená eploa pájení je 270 až 330 C. P i pájení nap. sínicích kry nebo n kerých yp konekor a p epína je z páje ky zna n odvád no eplo. K d kladnému proh áí spoje je proo po eba vyšší eploa hrou. Proo kvaliní mikropáje ky umož ují nasavi eplou hrou až 450 C. Je možno íci, že pro v šinu aplikací není eploa pájecího hrou p íliš kriická, rozdíly do 50 C oproi nasavené eplo jsou p ijaelné. Abychom posoudili správnos pájení, musíme konrolova vzhled spoje. Dobrý spoj musí bý lesklý. P i p íliš nízkých eploách vzniká zv. sudený spoj, p i p íliš vysokých eploách se pájka p epaluje, krysalizuje, spoj je maný a zkracuje se jeho živonos. Pro návrh elekronického obvodu pro regulaci eploy pájecího hrou je nuné zjisi závislos eploy T na napájecím nap í U n. Pájecí pero p ipojíme ke zdroji nap í, keré m že bý sejnosm rné i s ídavé. Zdroj musí bý schopen dodáva proud minimáln 1 A. Posupn po krocích zv šujeme nap í zdroje, m íme ermoelekrické nap í U a z n j podle grafu na obr. 50 ur íme eplou T pájecího hrou. Nam ené hodnoy jsou v ab. 1. Pro návrh regula ního obvodu je éž nuné zná závislos eploy pájecího hrou na ase p i zapnuí a vypnuí napájecího nap í. P i m ení éo závislosi op ur ujeme eplou hrou na základ ermoelekrického nap í. V ab. 2 je asový pr b h eploy hrou po zapnuí napájecího nap í U n = 12,6 V. Zajímá nás p edevším rozsah eplo 250 až 400 (max. 450) C. Graf závislosi eploy hrou na ase po zapnuí napájecího nap í je na obr. 51. V ab. 3 je asový pr b h eploy hrou po vypnuí napájecího nap í U n = 12,6 V. Graf ohoo pr b hu je na obr. 52. P i napájecím nap í U n = 12,6 V odebírá opné lísko pájecího hrou proud 0,95 A. Napájecí proudy p i jiných napájecích nap ích m žeme p ibližn vypo ía podle Ohmova zákona (zm nu odporu opného líska v závislosi na eplo zanedbáme). Nejjednodušší mikropáje ku vyvo íme ak, že p ipojíme opné lísko ke zdroji sejnosm rného nap í. Napájecí nap í by m lo bý regulovaelné a sabilizované, aby se neprojevovalo kolísání sí ového nap í. P ípadn m žeme použí s ídavé nap í, zvoli vhodný yp ransformáoru a správnou eplou hrou nasavova p epínáním odbo ek vinuí nebo p ed adným rezisorem (o odporu jednoek Ω, pro zaížení jednokami W). Na akovém rezisoru by ale vznikala velká výkonová zráa. Nevýhodou ak jednoduchého zapojení by byla dlouhá doba oh evu hrou. Po zapnuí se výkon spo ebovává na zah áí opného líska a eploa hrou se exponenciáln blíží usálené velikosi. Usálené eploy se dosáhne, když elekrický p íkon se rovná vyzá enému epelnému výkonu. P i zapnuí a vypnuí páje ky nasává p echodový jev, kerý p ipomíná nabíjení a vybíjení kondenzáoru p es rezisor. P i popsaném zp sobu napájení by eploa hrou kolísala v závislosi 5 300 300 U [mv] 0 5 200 00 200 00 0 0 00 200 300 400 0 0 2 4 6 8 0 0 2 4 6 8 Obr. 50. Závislos ermoelekrického nap í na eplo Obr. 5. asový pr b h eploy hrou po zapnuí napájecího nap í U n = 2,6V Obr. 52. asový pr b h eploy hrou po vypnuí napájecího nap í Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000 21
nasavená eploa Obr. 53. asový pr b h eploy hrou po p ipojení ke zdroji prom nného nap í s dosae nou rezervou výkonu (ideální pr b h regulace) na zp sobu práce s ním. Je-li hro v konaku s dalšími p edm y (nap. p i pájení sínících kry nebo p i rychlém a sousavném pájení), odvádí se z hrou eplo a jeho eploa poklesne. To je jeden z d vod, pro po ebujeme mí eplou hrou sabilizovanou pomocí zp né vazby, jak bude dále popsáno. Máme-li k dispozici regulovaelný zdroj s dosae nou rezervou nap í a proudu (a ím i výkonu), m žeme dobu nažhavení hrou zkrái. Po zapnuí p ipojíme v ší nap í, po káme až eploa hrou dosáhne požadované velikosi a pak nap í zmenšíme ak, aby ao eploa z sala zachována. Pr b h eploy hrou v závislosi na ase po p ipojení ke zdroji prom nného nap í s dosae nou rezervou výkonu (ideální pr b h) je na obr. 53. Ovláda velikos napájecího nap í hrou ru n by nebylo pohodlné ani p esné. M žeme si proo posavi jednoduchý reguláor, kerý uo innos provádí auomaicky. Schéma jednoduchého je na obr. 54. Teplou hrou snímáme ermo lánkem, kerým ji p evedeme na nap í. Nap í z ermo lánku poom upravíme opera ním zesilova em OZ1 a porovnáváme komparáorem OZ2 s p ednasaveným referen ním nap ím. Po dosažení správné eploy se opení vypne. K regulaci použijeme ranzisor ve spínacím režimu. Spojiý reguláor není zapo ebí, m l by zbye n velký zráový výkon a bylo by jej nuno chladi velkým chladi em. K udržení konsanní eploy musí bý hysereze regula ního obvodu minimální. Jako porovnávací obvod použijeme opera ní zesilova bez záporné zp né vazby (jako komparáor), kdy je jeho cilivos maximální. Jako spínací prvek použijeme ranzisor MOSFET BUZ10, i když je dražší než odpovídající bipolární ranzisor. Výhodou ranzisoru BUZ10 je jeho malý odpor v sepnuém savu. Proo je na n m za provozu malý úbyek nap í a malá výkonová zráa. BUZ10 neubírá páje ce výkon a uše- íme chladi, kerý by zbye n zv šoval velikos p ísroje a p sobil problémy p i monáži do krabi ky. Uvedeme si nyní (pro snazší pochopení funkce) posup návrhu jednoduchého. Zesílení A u zesilova e s OZ1 je dáno vzahem: A u = 1 + (R4/R3). Zesílení A u volíme co možná nejv ší (minimáln A u = 100), abychom v dalším supni nemuseli kompenzova vsupní nap ovou nesymerii komparáoru s OZ2, a aby hysereze obvodu nemusela bý p íliš veliká (bude vysv leno dále). K R3 musíme p i ís paralelní kombinaci odpor R a R2 (viz. Theveninova v a). Vsupní nap ovou nesymerii OZ, kerá má ádov velikos 1 mv, musíme kompenzova rimrem P. D li em z rezisor R1, R2, R10, R11 vyvo íme um lou nulu, j. p edp í, keré je rovné polovin napájecího nap í (p ípadn m že bý pon kud menší). Odpory R 0, R musí bý zhruba 1000 krá menší než odpory R a R2, abychom rimrem P1 m nili nap í ádu jednoek mv. Odpor rimru P1 není kriický, ale m l by bý co nejmenší, abychom jej mohli zanedba p i výpo u zesílení OZ1 (volíme P = 100 Ω). Odpory R a R2 volíme rovn ž co možná nejmenší (s ohledem na odb r proudu), ádov 1 kω, aby byly menší než sou e odpor P2 + R6 + R7. Pokud napájíme opné leso pájecího hrou ze zdroje s ídavého nebo usm rn ného a nevyhlazeného nap í, nesmíme zapomenou, že spole n s malým sejnosm rným nap ím z ermo lánku prochází sejnou š rou velký proud o kmio u 50 nebo 100 Hz. Rušivé nap í, keré se díky omu indukuje do p ívodních vodi ermo lánku, je pola ováno inegra ními lánky R4, C4 a R5, C5. Mezní kmio e f m lánk je dán vzahem: f m = 1/(2 π R C). V praxi volíme f m = 1 až 10 Hz. Pokud napájíme opné lísko filrovaným nap ím, m žeme rezisor R5 nahradi zkraem a C5 vynecha. Z obr. 50 p e eme závislos nap í ermo lánku na eplo, vynásobíme ji zesílením zesilova e s OZ1 a zjisíme ak závislos výsupního nap í OZ1 na eplo. Pak navrhneme d li z rezisor R6, R7 a poenciomeru P2 ak, aby nejnižší požadovaná eploa (nap. 250 C) odpovídala minimálnímu nasavení P2 a nejvyšší požadovaná eploa (nap. 400 C) odpovídala maximálnímu nasavení P2. P ípadn m žeme rozsah nasavovaných eplo voli užší. Zapojíme-li OZ2 jako komparáor bez hysereze (vynecháme R9), eká nás nep íjemné p ekvapení. Obvod kmiá, což výrazn zv šuje výkon, kerý se rozpyluje na spínacím ranzisoru T1. Spínací ranzisor bychom poom museli opa i chladi em (o ploše 10 až 20 cm 2 ), což by zv šovalo rozm ry celého. Zapoji na výsup OZ2 kondenzáor o kapaci 10 µf proi zemi nebo zapoji kondenzáor o kapaci 100 nf mezi výsup a inverující vsup OZ p íliš nepom že. Nezbývá proo, než zapoji rezisor R9 (o odporu 1,5 MΩ), aby m l komparáor hyserezi. Hysereze však zp sobuje kolísání eploy hrou, keré je ím v ší, ím je v ší hysereze. P evodní charakerisika komparáoru s hyserezí je na obr. 55. Když jednoduchý reguláor podle obr. 54 esujeme, zjisíme, že pr b h regulace eploy (viz obr. 56) není zrovna ideální. Jednolivé díly pájecího pera mají oiž ur iou epelnou serva nos a p i p enosu epla od opného lesa Uvýs [V] U vs [V] Obr. 55. P evodní charakerisika komparáoru s hyserezí U U 2 nasavená eploa Obr. 54. Jednoduchý reguláor Obr. 56. asový pr b h eploy u podle obr. 54 p i r zných napájecích nap ích U a U 2 22 Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000
k ermo lánku nasává zv. dopravní zpožd ní. Jedná se o sousavu, kerou popisujeme diferenciální rovnicí 2. ádu. V omo lánku se chci obejí bez vyšší maemaiky a díva se na celý problém pouze z prakické sránky. K maemaické analýze bychom po ebovali zná více echnologických údaj. P i napájecím nap í opného líska 23 V se hro oh eje na 300 C velmi rychle, asi za 40 s. Vlivem serva nosi a zpožd ní se však hro p eh eje a rvá zhruba jednu až dv minuy, než zchladne naolik, aby nasal další oh ev. Další oh evy rvají vždy jen velmi kráce a mezi nimi je pauza zhruba jedna minua. Zjisi p esn, jak p i popsaném d ji kolísá eploa hrou, jsem nem l možnos. Bylo by eba m i eplou hrou konakním eplom rem. Z pr b hu nap í na hrou p i chladnuí snadno odhadneme, že kráce po zapnuí se hro p eh eje až o 100 C vzhledem k nasavené eplo, akže jeho eploa kolísá o více než 50 C. V i pisolové páje ce je o sice zm na k lepšímu, ale k profesionální kvali má akový reguláor daleko. P i napájecím nap í opného líska 17 V rvá oh ev 90 až 110 s. První p ekmi rvá zhruba 1 minuu. Další p ekmiy rvají 40 až 50 s. To odpovídá kolísání eploy hrou p ibližn o 30 až 40 C. Exisují pájecí pera s mnohem menší serva nosí a s dobou oh evu n kolik sekund. Jejich cena je však p íliš vysoká. Z uvedených skue nosí vyplývá, že jednoduchým regula ním obvodem nelze splni všechny požadavky v po ebné kvali sou asn. P i menším napájecím nap í ( 3 až 7 V) bude eploa hrou kolísa jen málo, ale hro se bude déle oh íva a bude mí malý epelný výkon. P i v ším napájecím nap í se bude hro oh íva rychle a bude mí velký epelný výkon, ale jeho eploa bude zna n kolísa. Napájecí nap í pro ídicí obvod musíme filrova kondenzáorem C2 a doporu uji je sabilizova monoliickým sabilizáorem IO3. Když p ivádíme na napájecí svorky TRAFO s ídavé nap í menší než 12 V nebo sejnosm rné nap í menší než 16 V, doporu uji použí sabilizáor 78L10, aby byla dosae ná rezerva velikosi vsupního nap í sabilizáoru. Vidíme, že nejjednodušší a nejlevn jší ešení ídicího obvodu nemusí bý vždy kvaliní, a už si páje ku koupíme, nebo sami vyrobíme. Vždy se vyplaí dá p ednos dokonalejšímu výrobku nebo zapojení. M l jsem možnos posuzova n kolik r zných yp mikropáje ek. Myslím, že eské výrobky jsou dosae n kvaliní a pln se vyrovnají výrobk m renomovaných zahrani ních firem. nasavená eploa Obr. 57. asový pr b h eploy p i dvousup ové regulaci Obr. 58. Princip zapojení dvousup ového Obr. 59. Dvousup ový reguláor s p epínáním vinuí ransformáoru Nyní si ukážeme r zné další principy zapojení reguláor. V nuji jim zde více mísa, proože jsou zajímavé z eoreického hlediska, a proože je m žeme využí i v jiných aplikacích, jako nap. p i regulaci eploy v mísnosi nebo p i regulaci jiných neelekrických veli in. Sou e výhod, keré poskyuje napájení hrou velkým a malým nap ím, získáme použiím dvousup ového. Po zapnuí se hro rychle oh eje velkým výkonem p i velkém napájecím nap í. Po dosažení eploy nap. o 50 C menší, než je eploa nasavená (podle nap í na ermo- lánku), se dodávaný výkon zmenší, nap. p epnuím na menší napájecí nap í. Tím se minimalizuje p ekmi eploy hrou a omezí kolísání eploy hrou. K realizaci dvousup ového musíme použí dva komparáory, keré ovládají dva spínací prvky. Vsupní obvod je sejný jako v p edchozím p ípad. Vsupní nap í pro druhý komparáor zv šíme nap. odporovým d li em, na kerý zavedeme kladné napájecí nap í. Výkon opného líska zmenšíme bu p idáním rezisoru do série s lískem (na rezisoru se rozpyluje výkon zhruba 5 W) nebo p epnuím vinuí ransformáoru (je nuno použí p epínací relé). Další varianou ešení je spojiý reguláor. Na rozdíl od p vodního zapojení je OZ2 zapojen jako rozdílový zesilova s kone ným zesílením. Principiální schéma zapojení spojiého je na obr. 60. Pokud je eploa hrou výrazn nižší než nasavená eploa, je na výsupu OZ2 maximální nap í a opné lísko má maximální výkon. S rosoucí eploou se výsupní nap í OZ2 zmenšuje, a ím se zmenšuje i výkon líska. V usáleném savu je eploa hrou konsanní. Tranzisor, p es kerý se p ivádí proud do líska, pracuje jako prom nný odpor a d lí se s opným lískem o výkon (podobn jako u sabilizáoru nap í). P i napájecím nap í U n = 24 V bude na ranzisoru úbyek nap í p ibližn 12 V a p i proudu lískem asi 1 A bude výkonová zráa ranzisoru asi 12 W. K rozpýlení akového výkonu je nuný chladi o ploše 0,8 až 1 dm 2, chladi musí bý ern ný a umís ný ve svislé poloze. Mechanická konsrukce akového obvodu by jis nebyla bez problém. Chování spojiého po zapnuí napájecího nap í závisí (krom na dalších paramerech, keré nem žeme ovlivni) na zesílení opera ních zesilova OZ1 a OZ2. asové pr b hy eploy p i spojié regulaci jsou pro r zné zesílení OZ1 a OZ2 na obr. 61. Obr. 60. Princip spojiého A A 2 A 3 nasavená eploa Obr. 6. asové pr b hy eploy p i spojié regulaci a p i r zném zesílení OZ a OZ2. A - velké zesílení, A2 - opimální zesílení (kriické lumení) a A 3 - malé zesílení Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000 23
P i velkém zesílení ve smy ce eploa hrou po zapnuí napájecího nap í p ekmine (obvod se chová podobn jako komparáor) - viz pr b h A1 na obr. 61, p i malém zesílení je náb h eploy pomalý - viz pr b h A3. Nejrychlejší náb h eploy s minimálním p ekmiem (eoreicky bez p ekmiu) je p i opimálním zesílení - viz pr b h A2. Opimální zesílení m žeme zjisi bu experimenáln (zesílení plynule m níme ak, až najdeme minimální p ekmi a minimální dobu usálení), nebo použjeme následující úvahu. Uvážíme, že v obvodu s komparáorem je p ekmi eploy asi 100 C a zjisíme, jaká zm na nap í na vsupu OZ1 odpovídá omuo p ekmiu. Pak vypo íáme zesílení OZ1 ak, aby OZ1 p ešel z oblasi saurace do akivní oblasi p i eplo o 100 C nižší, než je nasavená požadovaná eploa. Využí výhodu spojiého (konsanní eploa hrou) a odsrani jeho nevýhodu (velká výkonová zráa regula ního ranzisoru) umí reguláor s fázovým ízením výkonu. Blokové schéma fázového s yrisorem je na obr. 62a, blokové schéma fázového s riakem je na obr. 62b. Topné lísko p ipojujeme k napájecímu nap í p es yrisor (pokud je nap í usm rn né m skovým usm r- ova em) nebo p es riak (pokud je nap í s ídavé). ídicí obvod ovírá yrisor nebo riak po dobu ási periody sí ového nap í. Dobu oev ení ur- uje ídicí obvod na základ nap í z ermo lánku ak, aby eploa hrou byla konsanní. Pr b hy nap í na zá ži p i fázovém ízení výkonu yrisorem nebo riakem jsou na obr. 63a a obr. 63b. U reguláor s fázovým ízením výkonu si však musíme dá pozor na rušení, jehož p í inou jsou srmé náb žné hrany nap í a proudu opného líska. Abychom rušení odsranili, musíme do napájecího p ívodu za adi filr LC. Rušení (v pásmu kmio nad Obr. 62a. Blokové schéma fázového s yrisorem U Obr. 63a. Nap í na zá ži p i fázovém ízení výkonu yrisorem U Obr. 63b. Nap í na zá ži p i fázovém ízení výkonu riakem 100 khz) však m že vyza ova i opné lísko. Každý výrobek by m l mí zaru enou zv. elekromagneickou kompaibiliu (EMC). M ení v oboru EMC je však náro né na vybavení m icími p ísroji. Zkouška p ísroje z hlediska odrušení sojí ve sání zkušebn (EZÚ) od 10 000 K výše. Je edy pro amaéry nedosupná. áska za zkoušku rovn ž p esahuje finan ní možnosi v šiny auor konsruk ních návod (honorá e za publika ní innos jsou mnohem nižší). Nelze se proo auomaicky spoléha, že uve ejn né návody ohoo ypu jsou z hlediska odrušení v po ádku. Rušivé nap í by v pro páje ku bylo sice áse n pola eno v ransformáoru, p eso si myslím, že by zapojení oho ypu m la bý používána jen v profesionálních výrobcích. Amaér m, ke í jsou jiného názoru a používají zapojení s fázovým ízením výkonu (nap. reguláor výkonu žárovky, vra ky apod.) chci dá dv rady: 1) Odrušovacích lumivek a kondenzáor není nikdy dos. 2) Je nuné vyzkouše odrušení alespo pomocí rozhlasového p ijíma e. Rušení se nejvíce projevuje na rozsazích DV a SV. Reguláor s fázovým ízením výkonu má pro nás ješ jednu nevýhodu. Není univerzální, akže jej nelze napáje ze zdroje sejnosm rného nap í. Tyrisor a riak se oiž vypínají pouze p i pr chodu napájecího nap í nulou. Problém m s rušením se vyhneme, posavíme-li riakový (yrisorový) reguláor se spínáním v nule. Takový reguláor pusí do zá že bu celou nebo žádnou p lvlnu s ídavého nap í. Rušení ak v bec nem že vzniknou, páje ku m žeme používa i v blízkosi vf obvod. Jako spínací prvek m žeme využí oporiak se spínáním v nule, kerý však má v i b žným yp m ranzisor nebo yrisor pon kud vyšší cenu. Páje ku s ímo ypem regulace vyrábí eská spole nos Diameral pod názvem SLB 530. A. Nejdokonalejší reguláor posavíme s využiím mikroprocesoru. Blokové schéma s mikroprocesorem je na obr. 64. Zesílené nap í z ermo lánku a pomocné nap í z poenciomeru P2, keré odpovídá nasavené eplo hrou, se vede p es muliplexer MPX a p evodník A/D do mikroprocesoru µp. Mikroprocesor na základ ídicího programu spíná spína S ak, aby byl vykompenzován vliv zpožd ní a epelné serva nosi hrou. S dobrým programem lze dosáhnou ideálního pr b hu regulace (viz obr. 53). Nasavenou a skue nou eplou hrou zobrazíme na displeji. Reguláor s mikroprocesorem je nejdokonalejší yp. P i amaérské realizaci ohoo ypu bych doporu oval použí mikroprocesor PIC16C71, kerý v sob obsahuje osmibiový p evodník A/D s y násobným muliplexerem. Nevýhodou je nezanedbaelná cena mikroprocesoru a nunos jej naprogramova. Vývoj programu není rovn ž snadný. Kvaliní programy jsou schopné se u i, zn. zjisi vlasnosi pros edí a p izp sobi mu pr b h regulace. Amaérská realizace akového není snadná ani levná. Popis eploy mikropáje ky V šinu yp reguláor jsem v p edchozím exu popsal z eoreických d vod, nikoliv jako návody k realizaci. Pro po eby radioamaér jsem vyvinul kvaliní reguláor pro mikropáje ku s co možná nejjednodušším zapojením, s minimálními po izovacími náklady, s malými rozm ry a s jednoduchým nasavením. Blokové schéma je na obr. 65. V omo zapojení je spínací ranzisor buzen z nap ím ízeného mulivibráoru (N M) s OZ3. Kmio- e mulivibráoru je ovládán ídicím nap ím z výsupu opera ního zesilova e OZ2. ídicímu nap í p ibližn +2 V odpovídá nízké saura ní nap í (asi +2 V) na výsupu OZ3, p i kerém je spínací ranzisor (MOSFET) vypnu. P i ídicím nap í asi 10 až 11 V je výsup OZ3 ve vysoké sauraci. Na vý- Obr. 62b. Blokové schéma fázového s riakem Obr. 64. Blokové schéma s mikroprocesorem 24 Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000
Obr. 65. Blokové schéma Uvýs [V] 0 2 0 0 kmiá 2 6 0 U [V] Obr. 66. Pr b h nap í na výsupu nap ím ízeného mulivibráoru v závislosi na ídicím nap í supu OZ3 je saura ní nap í 10 až 11 V a spínací ranzisor je sepnu. Když je na výsupu OZ2 ídicí nap í asi 6 V, je na výsupu N M obdélníkové nap í o kmio ech p ibližn 1 Hz se s ídou 1:1. P i zv šování ídicího nap í se m ní s ída kmiání a prodlužuje se doba sepnuí ranzisoru. P i zmenšování ídicího nap í se naopak zkracuje doba sepnuí ranzisoru. Pr b h nap í U výs na výsupu N M v závislosi na ídicím nap í U je na obr. 66. Schéma je na obr. 67, schéma indikáoru eploy, kerý je sou ásí, je na obr. 68. Zapojení vsupního zesilova e p ibližn odpovídá popisu jednoduchého na sr. 22. Opera ní zesilova OZ2 je zapojen jako zesilova spojiého signálu. P i nízké eplo hrou je na výsupu OZ2, a ím i na výsupu N M s OZ3, vysoká úrove nap í, ranzisor je oev en a oh ev probíhá s maximální rychlosí. P iblíží-li se eploa ermo lánku nasavené hodno (eploa hrou je o n co vyšší) nap í na výsupu OZ2 se zmenší. N M s OZ3 za ne kmia a výkon se omezí. Perioda N M je p ibližn 10x kraší než asová konsana epelné serva nosi pájecího pera. Proo p i omo zp sobu regulace eploa hrou nekolísá. S ída kmiání mulivibráoru se sama nasaví ak, aby se vyvo il sav rovnováhy. Na výsupu N M je zapojena LED D3, abychom sav mohli konrolova. P i napájení s ídavým nap ím 23 V ze sí ového ransformáoru o výkonu 30 W je v rovnovážném savu na výsupu OZ2 ypické nap í -3,6 V oproi s edu napájecího nap í. Reguláor nemá nevýhody ch yp reguláor, keré byly uvedeny v kapiole o eorii elekronické regulace eploy páje ky. Výkon, rozpylovaný spínacím ranzisorem je minimální, chlazení ranzisoru proo není zapo ebí. Na výsupu mulivibráoru nem že bý neur iá úrove nap í. Kmio e mulivibráoru je naolik nízký, že p ípadné rušení je zanedbaelné. Pro jisou je možné p ida filra ní kondenzáor C8, aby se omezily proudové nárazy do sí. To vše je dosaženo p i minimálních nákladech. Domnívám se že každá mikropáje ka by m la d razným zp sobem indikova zapnuý sav. Jinak ji p i práci zapomeneme vypína, což nám bude zkracova její živonos a zv šova spo ebu elek iny. Zapomenuá zapnuá páje ka m že bý i p í inou úrazu nebo požáru. U mnoha ovárn vyráb ných páje- ek není problém indikace zapnuého savu uspokojiv vy ešen. Jedinou indikací zapnuí je LED, kerá svíí pouze p i zapnuém opení. Vy eši eno problém m žeme r znými zp soby, keré byly v lierau e mnohokrá popsány. Proo zp soby ešení jen sru n p ipomenu. Sav zapnuí m žeme nap. indikova diodu BLIK. K indikaci m žeme použí éž blika s obvodem 555 v základním zapojení s diodou LED (viz li. [1]). Jako indika ní blika m žeme zapoji volný opera ní zesilova, kerý zbývá v pouzdru y násobného OZ. OZ1 Obr. 67. Reguláor eploy mikropáje ky Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000 25
Obr. 68. Indikáor eploy k Schéma blika e je shodné se zapojením N M s OZ3 na obr. 67. Rezisor v blika i, odpovídající rezisoru R12 v N M, p ipojíme na polovinu napájecího nap í. V [1] je publikováno zapojení meronomu s NE 556, keré po malé úprav m že generova každou minuu kráké písknuí. V je, sejn jako u nejkvalin jších profesionálních výrobk, použio auomaické vypínání páje ky, pokud není pájecí pero po dobu 5 až 10 minu vyjmuo ze sojánku. P íkladem výrobku s auomaickým vypínáním je mikropáje ka SBL 530. B, kde však auomaické vypínání pracuje na jiném principu, než dále popisuji. V využívám asova CMOS 4521 (IO2), kerý obsahuje osciláor a dvacei y sup ový binární ía (d li kmio u). Po zapnuí napájecího nap í je ía vynulován úrovní H na vsupu MR (vývod 2) impulsem p es C6. Pokud není pájecí hro ve sojánku, je obvod nulován p es OZ4 úrovní H. Pokud je Obr. 69. Obrazec plošných spoj ( : ) hro ve sojánku, osciláor a ía b ží. Kmio e osciláoru je dán vzorcem: f = 1/(2,3 R22 C3). Objeví-li se na výsupu Q24 asova e (na vývodu IO2) úrove H, zablokuje se p es D2 osciláor asova e a íání skon í. Zárove se vypne opení a rozsvíí se LED D9. Pokud nap. chceme, aby se na výsupu Q24 objevila úrove H po p i minuách (omu odpovídá perioda T = 10 min. = 600 s a z periody odvozený kmio e f = 0,00166 Hz), musí bý p i d lícím pom ru 2 24 = 16772216 kmio e osciláoru asova e 28 khz. V osciláoru zvolíme odpor R22 ádu desíek kω a dopo íáme kapaciu kondenzáoru C3. K deekci polohy pájecího pera je použia opická závora s fooranzisorem T2 a LED D10 (T2 i D10 musí pracova na sejné vlnové délce zá ení, nejlépe v infra erveném pásmu). Sou ásky T2 a D10 jsou zasunuy každá do jednoho konce kovové rubi ky. Trubi ka je upevn na ke sojánku ak, aby se pájecí hro o ni opíral. V mís doeku s pájecím perem je rubi ka oparn na íznua (nesmí se zlomi). Pájecí hro p i zasunuí do sojánku prochází rubi kou a p erušuje paprsek mezi LED a fooranzisorem. P i p erušení paprsku se fooranzisor uzav e a na výsupu OZ4 bude úrove L. Opera ní zesilova OZ4 je zapojen jako komparáor s hyserezí, aby na jeho výsupu byla vždy definovaná úrove H nebo L (na vsup obvod CMOS se nesmí p ivés po delší dobu polovina napájecího nap í, poom vzr sá odb r proudu a hrozí, že se obvod poškodí). Pozor! Pájecí pero je vodiv spojeno s ermo lánkem. Aby obvod správn fungoval, musí bý LED D10 i fooranzisor dob e izolovány od rubi ky. Trubi ka musí mí vni ní pr m r minimáln 6 mm. Pájecí pero se smí doýka pouze hrany rubi ky, aby se rubi ka p íliš nezah ívala, a aby se LED nebo fooranzisor nepoškodily. Trubi ka (opická závora) ve sojánku drží i bez p ichycení, po odzkoušení ji m žeme upevni nap. kouskem vázacího dráu (rubi ku na obou koncích provráme enkým vrákem a drá upevníme ke sojánku nap. epoxydovou prysky icí). Sou ásí je indikáor eploy hrou (obr. 68), kerý je vo- en adou LED. Po e LED si m žeme zvoli prakicky libovoln s ohledem na rozm ry krabi ky, do keré chceme obvod umísi. V popisovaném indikáoru jsou OZ zapojeny jako spojié zesilova e (nikoli komparáory), na keré se p ivádí zesílené nap í z ermo lánku (z výsupu OZ1 ) a referen ní nap í z odporového d li e R6, P2, R7. Když dosáhnou nap í na obou vsupech jednolivých OZ indikáoru shodné velikosi, svíí sou- asn ob LED, zapojené k p íslušnému OZ. Po e indikovaných úrovní eploy se ak p i sejném po u LED zv ší ém dvojnásobn.velikosi odpor R30 až R36 na obr. 68 jsou vhodné pro LED s v ší ú innosí. Použiý zp sob indikace eploy je rozm rov i finan n mén náro ný než íslicová indikace eploy. Pro v ší p ehlednos jsou sou- ásky indikáoru o íslovány ísly od icei výše. Savba Všechny sou ásky v en indikáoru eploy hrou jsou umís ny na desce s plošnými spoji. Obrazec plošných spoj je na obr. 69, rozmís ní sou ásek na desce je na obr. 70, rozmís ní sou ásek SMD na desce na sran spoj je na obr. 71. V ím, že i, ke í si eno p ísroj budou sav, se nebudou bá používa sou ásky SMD. Proo jsem je v éo konsrukci v n kolika p ípadech použil. Inegrované obvody, kondenzáory, diody a v šina rezisor je pro jisou v klasickém provedení. Rozm ry desky jsou pom rn malé i p i rozumné huso sou ásek a v ší ší ce spoj. Žádné spoje nevedou mezi noži kami inegrovaných obvod, ani mezi ploškami sou ásek SMD. Pouze n kolik rezisor bude nuno zapáje nasojao nebo jim bude nuno 26 Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000
ohnou vývody. I bez použií nepájivé masky proo bude pro v šinu zájemc osazování desky jis bez problém. Poenciomer P2 a všechny LED jsou umís ny p ímo na desce. Sou ásky m žeme na desku páje pájecím perem, keré p ipojíme ke zdroji konsanního nap í. Rozm ry desky jsou navrženy pro vesav ní do sk í ky U6, ve keré je navíc dosaek mísa pro sí ový ransformáor. K vrání d r do p edního panelu sk í ky použijeme vrací šablonu, kerá je na obr. 72. Na p ední panel nalepíme šíek s popisem, návrh šíku je na obr. 73. Deska má velmi malé rozm ry a s použiím dvou disan ních rubi ek ji m žeme p išroubova i do jakékoliv jiné vhodné sk í ky, eba i do již hoového napájecího zdroje. I zde využijeme vrací šablonu z obr. 72 a návrh šíku s popisem na obr. 73. Konsrukce opické závory, umís né na odkládacím sojánku pro pájecí pero, je z ejmá z popisu funce opické závory a obvodu pro auomaické vypínání páje ky. Ná rek opické závory je na obr. 74. Na desce je míso i pro usm r ova, akže reguláor m žeme p ipoji p ímo k sekundárnímu vinuí vhodného ransformáoru. Filrova sa í pouze nap í pro ídící obvod (k omu slouží dioda D4 a kondenzáor C2), do opného líska m žeme pouš pulzující nap í. Páje ku m žeme napáje i z jiného p ísroje (laboraorní zdroj nap í, nabíje ka, zesilova ), pokud z n j m žeme odebíra proud alespo 1,5 A (minimáln 1 A, nejlépe 2 A, dosažielný proud má vliv na dobu oh evu a na vyzá ený epelný výkon hrou). Sí ový ransformáoru pro páje ku by m l mí sekundární nap í maximáln 24 V a m l by bý pro výkon 50 W. Menší nap í a výkon nejsou na závadu (posa í sekundární nap í 13 V a výkon 15 W), prodlouží se však doba oh evu páje ky. Do sk í ky U6 je možné umísi ransformáor s výkonem 30 až 40 W, do sk í ky U61 (sejná jako U6, ale vypouklý spodní kry má z plasické hmoy) se vejde ransformáor ješ o n co v ší... Do sk í ky je nuno umísi doupólový sí ový spína a dva p ipólové konekory. P ipojení k síi doporu uji provés ížilovou š rou, ochranný vodi se spojí se záporným pólem napájecího nap í (ochrana p ed saickým nap ím). Transformáor, kerý jsem použil, a kerý bude sou ásí dodávané savebnice, má výsupní nap í naprázdno 23 V. P i zaížení opným lískem se nap í ransformáoru zmenší na 20 V a doba oh evu se ak prodlouží asi o 30 s. Reguláor je vhodný i pro použií ve školních dílnách, kde je zpravidla vybudován rozvod nap í 24 V. Obr. 70. Rozmís ní sou ásek na desce - pohled na sranu sou ásek Obr. 7. Rozmís ní sou ásek SMD na desce - pohled na sranu spoj Oživení Osazenou desku d kladn p ekonrolujeme. Pak k desce oparn p ipojíme sejnosm rné napájecí nap í z regulovaného zdroje s proudovou pojiskou (nap í posupn zv šujeme od nuly). Topné lísko necháme nejprve nezapojené, aby jeho eploa byla sejná, jako eploa okolí. Trimrem P1 nasavíme nulové nap í na výsupu Obr. 72. Vrací šablona pro p ední panel OZ1 v i polovin napájecího nap í z d li e R10 a R11. Ov íme vypo ené velikosi nap í na d li i pro indikáory a na poenciomeru. M íme-li nap í na na neinverujících vsupech OZ30 až OZ36, je m ení zaíženo zna nou chybou i p i použií moderního m icího p ísroje s velkým vsupním odporem. P ipojíme opné lísko a zkonrolujeme funkci obvodu. M ením ov íme, zda zesílení OZ1 odpovídá vypo ené hodno. Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000 27
Zm íme nap í na R19 a p ípadn upravíme odpor R 9 ak, aby OZ4 p i vkládání pájecího pera do držáku spolehliv p ekláp l. Pokud je pájecí pero v držáku, m lo by bý nap í na R19 výrazn v ší než +6 V (polovina napájecího nap í), p i vyažení pera z držáku musí bý nap í na R19 výrazn menší než +6 V. P i p ípadných úpravách asova e m žeme pro úsporu asu m i nap í na výsupu Q18 obvodu IO2, asový inerval je pak 64x menší. Výpo e sou ásek fooranzisor p ívody ez pájecí pero epoxyd rubi ka LED Obr. 74. Mechanické provedení opické závory Obr. 73. Návrh šíku s popisem p edního panelu Zvolíme odpory R a R2 co možná nejmenší (R = R2 = 1,2 kω). R 0 a R zvolíme o i ády menší než R a R2 (R 0 = R = 1,8 Ω). Odpor poenciomeru P1 zvolíme minimální (P = = 100 Ω). Odpor R4 zvolíme ádu jednoek MΩ (R4 = 1,5 MΩ). Ur íme odpor R3 ak, aby se p i zm nách eploy pájecího hrou v požadovaném rozsahu eplo (250 až 450 C) pohybovalo nap í na výsupu OZ1 v rozmezí +7 až +10 V. P i výpo u zesílení zesilova e s OZ1 musíme vzí v úvahu, že k odporu R3 musíme p i ís vni ní odpor d li e s R1, P1 a R2. Ur íme-li R3 = 10 kω (osaní rezisory mají odpor podle seznamu sou ásek), má zesilova s OZ1 nap ové zesílení A u = 144. V om p ípad je na výsupu OZ1 p i eplo hrou 250 C nap í 7,333 V, p i eplo 300 C nap í 7,617 V, p i eplo 350 C nap í 7,902 V, p i eplo 400 C nap í 8,186 V a p i eplo 450 C nap í 8,471 V. Zvolíme rozsah regulace eploy (270 až 390 C) a vypo íáme odpovídající odpory R6, R7 a P2 (R6 = 39 kω, R7 = 18 kω a P2 = 10 kω). Poenciomer P2 použijeme lineární. Pokud by neplaila podmínka, že R << R6 + R7 + P2, museli bychom R zmenši ak, aby v bod 0 byla polovina napájecího nap í (+6 V). Zesílení zesilova e s OZ2 zvolíme ak, aby se p i zm n eploy o 30 až 40 C zm nilo výsupní nap í OZ2 o 4,2 V (což je posa ující na o, aby se zasavlo kmiání N M s OZ3). Kmio e N M s OZ3 m žeme zmenši zv šením asové konsany R 3, C7. Odpor R 9 zvolíme ak, aby p i zvednuí pájecího pera ze sojánku byla zm na nap í na emioru fooranzisoru T2 co možná nejv ší. Dobu, za kerou se páje ka auomaicky vypne, m žeme prodlouži zv šením asové konsany R22, C3. Kondenzáor C6 nuluje ía v IO2 p i zapnuí napájecího nap í. Diody LED D30 až D36, keré jsou uspo ádány na kružnici okolo poenciomeru P2, vo í zárove supnici ohoo poenciomeru. Opera ní zesilova e, keré ídí LED D30 až D36, pracují v lineárním režimu. Pokud jsou nap í na obou vsupech keréhokoliv z OZ30 až OZ35 shodná, svíí vždy ob LED, p ipojené k výsupu p íslušného OZ. Zvolíme p im ená zesílení OZ30 až OZ35 ak, aby p i malé zm n eploy (o 4 C) jedna LED zhasla. Zesílení OZ30 až OZ35 musí bý proo akové, aby požadované zm n eploy pájecího hrou (20 C) odpovídala zm na výsupního nap í o 4 V (z 6 V na 2 V nebo z 6 V na 10 V). Jednolivá porovnávací nap í vyvá í d li R37 až R43. Vsupní nap ová nesymerie opera ních zasilova OZ30 až OZ35, kerá je ádu jednoek mv, ovlivní pon kud p esnos indikace (p esnos indikace zhorší i nep esnos osaních sou ásek). Domnívám se, že ao malá chyba indikace eploy (jednoky C) nebude pro v šinu uživael podsaná. Proože nejv ší oleranci odporu má poenciomer P2, doporu uji nasavi nap í 1,6 V a 2,5 V na krajních vývodech poenciomeru P2 zm nou odpor R6 a R7 (p ipojením rezisor R6A a R7A paraleln k R6 a k R7). Správnou velikos zesílení zesilova e s OZ1 musíme ov i m ením jeho vsupního a výsupního nap í (vsupní nap í m íme p ed R5). Na základ p edchozího popisu by jis nebyl žádný problém upravi zapojení v p ípad po eby, nap. zm ni po e LED v indikáoru, rozsah eplo pájecího hrou nebo odpor poenciomeru P2. Je eba upozorni i na možné nep esnosi p i indikaci eploy. P i zapnuí proudu do opného líska se zna n zmenší nap í na vyhlazovacím kondenzáoru C2 (o jednoky V), což zp sobí zm nu napájecího nap í na výsupu sabilizáoru IO3 v ádu jednoek mv. Vzhledem k velkému zesílení kaskády zesilova OZ1 a OZ30 až OZ35 (zesílení je asi 27 000) by se ao zm na napájecího nap í projevila na indikáoru podsaným zp sobem. áse n se eno problém poda ilo odsrani kaskádním zapojením dvou monoliických sabilizáor IO3 a IO4. P ed adi p ed IO3 sabilizáor se Zenerovou diodou nesa ilo. Použiím IO4 se aké zmenšila výkonová zráa na IO3. M ením konakním eplom rem jsem zjisil, že na špi ce pájecího hrou je eploa o 40 C nižší než uvedené vypo ené hodnoy. Popis p edního panelu bere uo skue nos v úvahu. Teplou pájecího pera m žeme pro konrolu velmi p ibližn odhadnou z jeho barvy. Sundáme pájecí hro a díváme se dovni pájecího pera. P i eplo 220 C za neme uvni vid ervený proužek, kerý se s rosoucí eploou rozši uje. P i eplo 400 C je pájecí pero již rozžhaveno do ervena ak, že je o vid i zven í. V šina zájemc, ke í se rozhodnou si eno p ísroj posavi, nebude mí možnos eplou hrou p esn zm i. Je ale možné m i nap í na ermo lánku a zkonrolova funkci obvodu. I když eba nasavený údaj absoluní velikosi eploy nebude p esn odpovída skue nosi (odchylka o 30 až 50 C je p ijaelná), máme vždy zajiš nou sabiliu eploy, kerou m žeme konrolova indikáorem. Poom není problém nasavi opimální eplou ak, aby spoje byly kvaliní a v p ípad po eby (p i v ším odvodu epla z pájeného spoje) ji zvýši. Seznam sou ásek R1 1,2 kω R2 1,2 kω R3 10 kω ± 1 % 28 Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000
R4 1,5 MΩ ± 1 % R5 220 kω R6 39 kω R7 18 kω R8 33 kω R9 680 kω R10 1,8 Ω R11 1,8 Ω R12 120 kω R13 120 kω R14 120 kω R15 2,7 kω R16 2,7 kω R17 120 kω R18 27 kω R19 4,7 kω R20 1,5 MΩ R21 27 kω R22 15 kω R23 2,7 kω R30 1,2 kω (2,7 kω) R31 1,2 kω (2,7 kω) R32 1,2 kω (2,7 kω) R33 1,2 kω (2,7 kω) R34 1,2 kω (2,7 kω) R35 1,2 kω (2,7 kω) R36 1,2 kω (2,7 kω) R37 120 kω R38 120 kω R39 120 kω R40 120 kω R41 120 kω R42 120 kω R43 120 kω R44 1,5 MΩ R45 8,2 kω R46 8,2 kω R47 1,5 MΩ R48 1,5 MΩ R49 8,2 kω R50 8,2 kω R51 1,5 MΩ R52 1,5 MΩ R53 8,2 kω R54 8,2 kω R55 1,5 MΩ P1 100 Ω, rimr P2 10 kω/n, poenciomer lineární C1 100 nf C2 100 µf/35 V C3 10 nf C4 100 nf C5 100 nf C7 4,7 µf/16 V C8 100 µf/35 V C9 100 nf D1 1N4007 (KA136) D2 1N4007 (KA136) D3 LED, zelená D4 1N4007 (KA136) D5 až D8 1N5408 D9 LED, ervená D10 IRS 5 D30 LED (s v ší ú innosí) D31 LED (s v ší ú innosí) D32 LED (s v ší ú innosí) D33 LED (s v ší ú innosí) D34 LED (s v ší ú innosí) D35 LED (s v ší ú innosí) D36 LED (s v ší ú innosí) D37 1N4007 (KA136) T1 BUZ10 T2 IRE 5 OZ1 až OZ4 TL074 IO2 CMOS 4521 IO3 78L12 IO4 78L15 OZ30, OZ31 TL072 OZ32, OZ33 TL072 OZ34, OZ35 TL072 Po pojiska, T 2 A sí ový ransformáor 230 V/2x 11,5 V/ 30 W sk í ka U61 pájecí pero PP 530 sojánek na pájecí pero deska s plošnými spoji PAJECKA Díly páje ky s elekronickým reguláorem eploy je možné zakoupi od auora - viz sr. 40. V knize [14] je popsán jednoduchý reguláor s levn jším pájecím perem CSI 40 (viz foo na obálce). Napájecí zdroj s L200 N co o napájecích zdrojích Napájecí zdroj pa í k základnímu vybavení každé elekroechnické dílny. Každý, kdo se o elekroniku vážn zajímá, by m l mí napájecí zdroj, u kerého je možné regulova výsupní nap í v rozsahu od 0 až 2 V do 15 až 30 V. Velmi d ležié je, aby napájecí zdroj m l proudovou pojisku (auomaické omezení výsupního proudu), kerá by m la bý nasavielná v rozsahu proud od 20 až 50 ma výše. V p ípad chybného zapojení je oživovaný obvod chrán n proudovou pojiskou p ed poškozením. To má význam hlavn pro za áe níky. Maximální velikos výsupního proudu zdroje není ak d ležiá. Nej- as ji se ze zdroje odebírají proudy menší než 100 ma. Profesionální zdroje v šinou dodávají maximální proud 0,5 až 1 A. Používání b žných zdroj nap í, jako nap. baerie, akumuláor nebo sí ový adapér k oživování výrobk je nouzovým ešením. Zkraový proud akových zdroj m že v p ípad jakékoliv chyby zp sobi velké škody. Napájecí zdroj obsahuje vždy ransformáor, usm r ova, filra ní kondenzáor a sabilizáor. Blokové schéma zdroje je na obr. 75. Sí ové nap í 230 V/50 Hz se ransformuje sí ovým ransformáorem na požadovanou velikos U 0. asový pr b h nap í u 0 () na sekundárním vinuí ransformáoru je na obr. 76a. sí U 0 U U 2 230 V/50 Hz ransformáor usm r- ova filr sabilizáor Obr. 75. Blokové schéma napájecího zdroje U U u 0 () u () a) U b) u() c) U d) U u 2 () U 2 Obr. 76. asový pr b h nap í: a) na sekundárním vinuí ransformáoru, b) na výsupu usm r ova e, není-li zapojen filra ní kondenzáor, c) na filra ním kondenzáoru, d) na výsupu sabilizáoru Transformované nap í se usm r uje nej as ji m skovým (Graezovým) usm r ova em (obr. 76b) a filruje se filra ním kondenzáorem (obr. 76c). Vrcholové nap í na filra ním kondenzáoru ozna íme U. Vyfilrované ss nap í se p ípadn sabilizuje na velikos U 2 (obr. 76d). Mezi U 0 a U plaí vzah: U = (U 0 2) - 1,4 [V]. Uvedený vzah vyplývá ze skue nosi, že U 0 je efekivní nap í, zaímco filra ní kondenzáor se nabíjí na maximální nap í. Menšiel 1,4 V p edsavuje úbyek nap í na usm r- ova i, ve kerém pracují vždy dv k emíkové diody v sérii. Aby bylo nap í na filra ním kondenzáoru co nejmén zvln né, musí mí filra ní kondenzáor dosae n velkou kapaciu. Slouží nám oiž jako akumuláor elekrické energie v dob, kdy sí ové nap í prochází nulou. Po ebná kapacia filra ního kondenzáoru je závislá na proudovém odb ru. ím v ší po ebujeme odebíra proud, ím v ší filra ní kondenzáor po ebujeme. Doporu ená kapacia filra ního kondenzáoru je asi 2000 µf (= 2 mf) na každý ampér odebíraného proudu. Použií v ší kapaciy není na závadu. Sabilizáor si m žeme p edsavi jako prom nný rezisor, kerý auomaicky nasavuje sv j odpor ak, že výsupní nap í je vždy konsanní. Zm ny odb ru proudu a kolísání sí ového nap í se auomaicky vyrovnávají. Ke spolehlivé funkci sabilizáoru po ebujeme, aby mezi vsupním a výsupním nap ím sabilizáoru byl rozdíl minimáln 2 V, podle možnosí rad ji o n co více (až 5 V). P íliš velký úbyek nap í na sabilizáoru však zv šuje epelnou zráu sabilizáoru a zmenšuje jeho ú innos. Zapojení sí ové ási b žného zdroje je na obr. 77. Sou ásí každého elekrického p ísroje musí bý avná pojiska (Po), kerá chrání p edevším ransformáor p ed p ípadným poškozením, a kerou z bezpe nosních d vod nesmíme vynecha. Konsruk ní elekronika A Radio - 2/2000 29