Електроніка для споттера з того, що є під рукою
Прийшов знайомий, приніс два ЛАТР-а і поцікавився, а чи можна з них зробити споттер? Зазвичай, почувши таке запитання, на думку спадає анекдот про те, як один сусід цікавиться у іншого, чи вміє той грати на скрипці і у відповідь чує «Не знаю, не пробував» - так ось і в мене виникає таке ж відповідь - не знаю , напевно "так", а що таке «споттер»?
Подивившись в мережі схеми споттерів, стало ясно, що потрібен одновибратор, який буде «відкривати» на короткий час симистор і подавати мережеве напруга на силовий трансформатор. Вторинна обмотка трансформатора повинна видавати напругу 5-7 В з струмом, достатнім для «прихоплювання» шайб.
Для утворення імпульсу управління симистором використовуються різні способи - від простого розряду конденсатора до застосування мікроконтролерів з синхронізацією до фаз напруги. Нас цікавить та схема, що простіше - нехай буде «з конденсатором».
Пошуки «в тумбочці» показали, що не рахуючи пасивних елементів, є відповідні сімістори і тиристори, а також багато іншої «дріб'язку» - транзистори і реле на різні робочі напруги (рис.1). Шкода, що оптронов немає, але можна спробувати зібрати перетворювач імпульсу розряду конденсатора в короткий «прямокутник», що включає реле, яке буде своїм замикається контактом відкривати і закривати симистор.
Так само під час пошуку деталей знайшлося кілька блоків живлення з вихідними постійними напругами від 5 до 15 В - вибрали промисловий з «радянських» часів під назвою БП-А1 9В / 0,2А (рис.2). При навантаженні у вигляді резистора 100 Ом блок живлення видає напругу близько 12 В (виявилося, що вже перероблений).
Вибираємо з наявного електронного «сміття» сімістори ТС132-40-10, 12-тівольтовое реле, беремо кілька транзисторів КТ315, резисторів, конденсаторів і починаємо макетировать і перевіряти схему (на рис.3 один з етапів налаштування).
Те, що в результаті вийшло, показано на малюнку 4. Все досить просто - при натисканні на кнопку S1 конденсатор С1 починає заряджатися і на його правом виведення з'являється позитивне напруга, рівна напрузі харчування. Ця напруга, пройшовши через струмообмежувальні резистор R2, надходить на базу транзистора VT1, той відкривається і на обмотку реле К1 надходить напруга і в результаті контакти реле К1.1 замикаються, відкриваючи симистор Т1.
У міру заряду конденсатора С1, напруга на його правом виведення плавно зменшується і при досягненні рівня менше напруги відкривання транзистора, транзистор закриється, обмотка реле знеструмиться, разомкнувшійся контакт К1.1 перестане подавати напругу на керуючий електрод сімістора і він після закінчення поточної напівхвилі мережевої напруги закриється . Діоди VD1 і VD2 стоять для обмеження виникають імпульсів при відпуску кнопки S1 і при знеструмленні обмотки реле К1.
В принципі, все так і працює, але при контролі часу відкритого стану симистора виявилося, що воно досить сильно «гуляє». Здавалося б, навіть з урахуванням можливих змін всіх затримок включення-виключення в електронній та механічної ланцюгах воно повинно бути не більше 20 мс, але насправді виходило в рази більше і плюс до цього, то імпульс триває на 20-40 мс довше, а то і на всі 100 мс.
Після невеликих експериментів з'ясувалося, що ця зміна ширини імпульсу в основному пов'язано зі зміною рівня напруги живлення схеми і з роботою транзистора VT1. Перше «вилікувалося» установкою навісним монтажем всередині блоку живлення найпростішого параметричного стабілізатора, що складається з резистора, стабілітрона і силового транзистора (рис.5). А каскад на транзисторі VT1 був замінений тригером Шмітта на 2-х транзисторах і установкою додаткового емітерного повторювача. Схема набрала вигляду, показаного на малюнку 6.
Принцип роботи залишився колишнім, додана можливість дискретного зміни тривалості імпульсу перемикачами S3 і S4. Тригер Шмітта зібраний на VT1 і VT2 [1], його «поріг» можна міняти в невеликих межах зміною опорів резисторів R11 або R12.
Для перевірки тимчасової стабільності освіти імпульсів було проведено чотири послідовних включення з контролем напруги в навантаженні (файл в тому ж додатку). На узагальненому малюнку 10 видно, що всі імпульси в навантаженні досить близькі за тривалістю - близько 275 ... 283 мс і залежать від того, на яке місце напівхвилі мережевої напруги припав момент включення. Тобто максимальна теоретична нестабільність не перевищує часу однієї напівхвилі мережевої напруги - 10 мс.
При установці R7 = 1 кОм і R8 = 10 кОм при С1 = 1 мкФ вдалося отримати тривалість одного імпульсу менш одного напівперіоду мережевої напруги. При 2 мкФ - від 1 до 2 періодів, при 8 мкФ - від 3 до 4 (файл в додатку).
В остаточний варіант споттера були встановлені деталі з номіналами, зазначеними на малюнку 6. Те, що вийшло на вторинної обмотці силового трансформатора, показано на малюнку 11. Тривалість найкоротшого імпульсу (першого на малюнку) близько 50 ... 60 мс, другого - 140 ... 150 мс, третього - 300 ... 310 мс, четвертого - 390 ... 400 мс (при ємкості времязадающего конденсатора в 4 мкФ, 8 мкФ, 12 мкФ і 16 мкФ).
Після перевірки електроніки саме час зайнятися «залізом».
В якості силового трансформатора був використаний 9-тіамперний ЛАТР (правий на рис. 12). Його обмотка виконана проводом діаметром близько 1,5 мм (рис.13) і магнітопровід має внутрішній діаметр, достатній для намотування 7-ми витків з 3-х паралельно складених алюмінієвих шин загальним перетином близько 75-80 кв.мм.
Розбирання ЛАТР-а проводимо акуратно, про всяк випадок весь конструктив «фіксуємо» на фото і «змальовувати» висновки (рис.14). Добре, що провід товстий - зручно вважати витки.
Після розбирання уважно оглядаємо обмотку, очищаємо її від пилу, сміття та залишків графіту за допомогою малярської кисті з жорстким ворсом і протираємо м'якою тканиною, злегка змоченою спиртом.
Підпоюємо до висновку «А» пятіамперний скляний запобіжник, підключаємо тестер до «серединному» висновку котушки «Г» і подаємо напругу 230 В на запобіжник і висновок «безіменний». Тестер показує напругу близько 110 В. Нічого не гуде і не гріється - можна вважати, що трансформатор нормальний.
Потім первинну обмотку обмотуємо фторопластовой стрічкою з таким нахлестом, щоб виходило не менше двох-трьох шарів (рис.15). Після цього мотаємо пробну вторинну обмотку з декількох витків гнучким проводом в ізоляції. Подавши харчування і заміривши на цій обмотці напруга, визначаємо потрібну кількість витків для отримання 6 ... 7 В. В нашому випадку вийшло так, що при подачі 230 В на висновки «Е» і «безіменний» 7 В на виході виходить при 7 витках. При подачі живлення на «А» і «безіменний», отримуємо 6,3 В.
Для вторинної обмотки використовувалися алюмінієві шини «ну дуже б / у» - вони були зняті зі старого зварювального трансформатора і місцями зовсім не мали ізоляції. Для того, щоб витки не замикатися між собою, шини довелося обмотати стрічкою-серпянкой (рис.16). Обмотка велася так, щоб вийшло два-три шари покриття.
Після намотування трансформатора і перевірки працездатності схеми на робочому столі, всі деталі споттера були встановлені в підходить за розмірами корпус (схоже, що теж від якогось ЛАТР-а - рис.17).
Висновки вторинної обмотки трансформатора затиснуті болтами і гайками М6-М8 і виведені на передню панель корпусу. До цих болтів з іншого боку передньої панелі кріпляться силові дроти, що йдуть до корпусу автомобіля і «зворотного молотка». Зовнішній вигляд на стадії домашньої перевірки показаний на малюнку 18. Вгорі зліва розташовані індикатор напруги La1 і мережевий вимикач S1, а праворуч - перемикач напруги імпульсу S5. Він комутує підключення до мережі або виведення «А», або виведення «Е» трансформатора.
Внизу знаходяться роз'єм для кнопки S2 і висновки вторинної обмотки. Перемикачі тривалості імпульсу встановлені в самому низу корпусу, під відкидною кришкою (рис.19).
Всі інші елементи схеми закріплені на днище корпусу і передньої панелі (рис.20. Рис.21. Рис.22). Виглядає не дуже акуратно, але тут головним завданням було зменшення довжини провідників з метою зменшення впливу електромагнітних імпульсів на електронну частина схеми.
Друкована плата не розлучалася - все транзистори і їх «обв'язування» припаяні до макетної платі з склотекстоліти, з фольгою, порізаної на квадратики (видно на рис.22).
Вимикач живлення S1 - JS608A, що допускає комутацію 10 А струмів ( "парні" висновки Запаралеленими). Другого такого вимикача не знайшлося і S5 поставили ТП1-2, його висновки теж Запаралеленими (якщо користуватися ним при вимкненому мережевому живленні, то він може пропускати через себе досить великі струми). Перемикачі тривалості імпульсу S3 і S4 - ТП1-2.
Кнопка S2 - КМ1-1. Роз'єм для підключення проводів кнопки - COM (DB-9).
Індикатор La1 - ТН-0.2 у відповідній настановної фурнітури.
На малюнках 23. 24. 25 показані фотографії, зроблені під час перевірки працездатності споттера - меблевий куточок розмірами 20х20х2 мм точково приварюють до жерстяної пластині товщиною 0,8 мм (кріпильна панель від комп'ютерного корпусу). Різні розміри «п'ятачків» на рис.23 і рис.24 - це при різних «виручених» напружених (6 У і 7 В). Меблевий куточок в обох випадках приварюється міцно.
На рис.26 показана зворотна сторона пластини і видно, що вона прогрівається наскрізь, фарба підгорає і відлітає.
Після того, як віддав споттер знайомому, він приблизно через тиждень подзвонив, сказав, що зворотний «молоток» зробив, підключив і перевірив роботу всього апарату - все нормально, все працює. Виявилося, імпульси великої тривалості в роботі не потрібні (тобто елементи S4, С3, С4, R4 можна не ставити), але є потреба підключення трансформатора до мережі «безпосередньо». Наскільки я зрозумів, це для того, щоб за допомогою вугільних електродів можна було прогрівати поверхню пом'ятого металу. Зробити подачу харчування «безпосередньо» нескладно - поставили перемикач, що дозволяє замикати «силові» висновки сімістора. Трохи бентежить недостатньо велике сумарне перетин жив у вторинній обмотці (за розрахунками треба більше), але раз пройшло вже більше двох тижнів, а господар апарату попереджений про «слабкості обмотки» і не дзвонить, значить нічого страшного не сталося.
Під час експериментів зі схемою був перевірений варіант симистора, зібраного з двох тиристорів Т122-20-5-4 (їх видно на малюнку 1 на задньому плані). Схема включення показана на рис.27 [2], діоди VD3 і VD4 - 1N4007.
- Горошків Б.І. «Радіоелектронні пристрої», Київ, «Радіо і зв'язок», 1984.
- Масова радіобібліотека, Я.С. Кублановський, «Тиристорні пристрої», М. «Радіо і зв'язок», 1987, вип.1104.
Андрій Гольцов, м Іскітім.