Строительный фен схема электрическая: Как отремонтировать профессиональный фен Интерскол. Схема фена – схема и устройство, как сделать из обычного монтажный, как намотать спираль

РЕМОНТ ФЕНА

   Недавно ко мне на ремонт принесли фен не из самых старомодных, но времена ныне иные, кто ремонтирует фен за 10$, а иногда проще купить новый, с учетом, что весь рынок буквально забит дешевыми китайскими фенами. Так что пользуясь случаем, рассмотрим конструкцию и работу фенов для волос. 

Работа бытового фена

   Фен работает от сети 220 В, 50 Гц. Любой фен для волос имеет две основные части — обогревательный элемент и электродвигатель. 

Работа бытового фена

   В качестве обогревательного элемента как правило используется нихромовая спираль, именно она обеспечивает теплый воздух. В фенах в основном применяются электродвигатели постоянного тока с мощностью до 50 ватт, бывают и исключения. 

В качестве обогревательного элемента как правило использована нихромовая спираль

   Проходя через спираль, ток теряет свою начальную силу, поскольку спираль имеет определенное сопротивление, именно этот ток выпрямляется диодным мостом и подается на электродвигатель. 

ток выпрямляется диодным мостом и подается на электродвигатель

   Электродвигатели в фенах рассчитаны на напряжение 12, 24 и 36 Вольт, только в очень редких моделях используются электродвигатели с питанием 220 Вольт, в таком случае, напряжение из сети напрямую подается на электромотор. К ротору двигателя укреплен винт (пропеллер) который обеспечивает отдув тепла со спирали, именно благодаря этому на выходе получается достаточно сильный направленный поток теплого воздуха. Мощность фена зависит от толщины использованной спирали и мощности установленного электродвигателя. 

описание особенностей ремонта бытового фена для волос

   Принесенный фен был разобран, оказалось, что проблема заключалась в оборванной дорожке на плате с выключателями. После заливки её припоем — устройство заработало нормально.

Обрыв дорожки - РЕМОНТ ФЕНА

   Но чаще всего, основные причины неработоспособности — оборванная спираль, нерабочий двигатель, расплавившиеся от тепла контакты выключателей, оборванный сетевой провод или вилка.

Из чего состоит фен:

Из чего состоит фен

   Элементы на схеме: 1 — насадка-диффузор, 2 — корпус, 3 — воздуховод, 4 — ручка, 5 — предохранитель от перекручивания шнура, 6 — кнопка режима «Холодный воздух», 7 — переключатель температуры потока воздуха, 8 — переключатель скорости потока воздуха, 9 — кнопка режима «Турбо» — максимальный поток воздуха, 10 — петля для подвешивания фена.

Электросхема простого фена

Электросхема простого фена

   На электродвигатель подается напряжение постоянного тока, полученное посредством диодного моста, состоящего из четырех диодов (или просто от одного диода).

РЕМОНТ и схема ФЕНА

   Выделим два элемента цепи, которые являются потребителями (нагрузками), это — спираль и диодный мост (двигатель не считаем, т.к. является нагрузкой моста). В цепи элементы расположены последовательно (один за другим), значит, падение напряжения на каждом из них будет зависеть от его же сопротивления и их сумма будет равна напряжению сети при третьем положении переключателя.

РЕМОНТ и схема ФЕНА

   Большинство фенов начального уровня имеют простейшую электросхему, в таких фенах только один переключатель, которым включается вентилятор и ТЭН. Нагреватели могут выполняться в различных модификациях, но во всех фенах они выполнены из нихрома, свитого в пружину.

РЕМОНТ и схема ФЕНА

   Однако почти все простые современные фены имеют 2-3 ступени регулировки мощности и потока воздуха.

простые современные фены имеют 2-3 ступени регулировки мощности

   Более продвинутые фены имеют плавные регуляторы скорости обдува и температуры обдуваемого воздуха.

Дорогие фены имеют плавные регуляторы скорости обдува и температуры

Правила эксплуатации фенов

Правила эксплуатации фенов

   Рекомендуемое максимально время работы — 5 минут. По завершении работы регулятор температуры убрать на минимум, оставить на холодном продуве на пол минуты, и только затем выключить фен. Старайтесь не брать его мокрыми руками, иначе возможно попадание влаги на внутренние элементы схемы, что может привести к замыканию. Автор: АКА КАСЬЯН. 

схема, как починить строительный инструмент, а также какие могут возникнуть поломки?

Хороший строительный фен стоит достаточно дорого. Но даже самые качественные модели со временем могут выйти из строя. Ремонтировать их самостоятельно выгоднее, чем отдавать в сервисный центр. Устройство фена простое, каждый может починить его в домашних условиях. В статье подробно разобрано какие поломки могут возникнуть, как их устранить самостоятельно не обращаясь к мастеру, дана схема ремонтных работ, а так же приведены советы экспертов.

Устройство прибора

Основные элементы, из которых состоит строительный фен:

  • двигатель;
  • нагревательный элемент;
  • вентилятор.

Мощность у аппарата большая, а производительность зависит от количества литров воздуха, которое пропускает фен за минуту.

У многих современных моделей есть такие функции:

  • регулировка потока воздуха и температуры;
  • выбор нужного рабочего режима;
  • насадки, упрощающие работу с материалами различной прочности;
  • определяющий температуру нагрева светодиодный индикатор.

Совет

В отличие от обычного фена строительный имеет намного более мощный электромотор и нагревательный элемент. Внутри корпуса из ударопрочного пластика сосредоточены электромотор, спирали и вентиляторы. Последние представляют собой нагревательные элементы.

Кроме этих элементов, внутри механизма есть дополнительные, которые играют важную роль в работе фена:

  1. Кнопка выключения. Иногда со встроенным регулятором температуры.
  2. Регулятор температуры. Выходящий из сопла инструмента воздух нагревается за счёт этого датчика.
  3. Сменные насадки. Они крепятся на сопло.

Принцип работы

Принцип работы можно описать следующими пунктами:

  1. Запуск инструмента одновременно с работой электродвигателя и ТЭНа.
  2. Вентилятор, который прикрепляется на вал двигателя, обеспечивает вывод потока горячего воздуха из сопла. Его функция состоит в охлаждении нагревательной спирали, предотвращении её расплавления.

Без работы двигателя не смогут работать ТЭНы. Они просто выйдут из строя через несколько минут или даже секунд. Если на них прикреплена дополнительная защита, то есть вероятность, что ТЭН не перегреется, не сломается. Без работы этих элементов из сопла не сможет выходить прогретый воздух. Будет дуть только холодный.

Важно

Если фен перестаёт работать, то его не следует выбрасывать и менять на новый. Вероятно, что проблема кроется в выходе из строя некоторых деталей. Не стоит обращаться в сервисный центр, так как это дорого вам выйдет. Наилучший вариант — самостоятельный разбор фена, выяснение причины поломки, её исправление.

Какие могут возникнуть поломки?

Проблемы с кнопками и переключателями

Кнопки фена заедают из-за того, что на переключателе появляются нагар, окись. Эти дефекты не позволяют пройти электрическому току по контактам. Для выявления неисправности переключателя и кнопки пользуются мультиметром.

Для этого в режиме прозвона нужно коснуться щупами выводов кнопки. Если прибор отключён, то он не должен издавать никаких посторонних шумов. Особенно подозрительны посвистывания. При включении первого — второго режимов в исправном состоянии переключателей должен издаваться еле слышный звук. В этом кроется причина: неисправны другие узлы в системе.

Разобрав фен, нужно прочистить все соединительные контакты, которые на поверхности имеют ржавчину или иные попавшие извне элементы. Иногда достаточно заменить переключатели на новые, чтобы устройство исправно заработало.

Неисправность сетевого провода

Визуально обнаружить неисправность сетевого провода невозможно. Происходит повреждение жил внутри изоляции, которые снаружи совсем не видны.

Повреждение провода возникает как по механическим причинам, например, передавливание провода дверью, так и из-за долгой эксплуатации прибора на максимальной мощности. Жила перегревается, перегорает, медный материал в результате этого становится хрупким, ломким.

Мультиметром можно диагностировать поломку этой части, следуя инструкции:

  1. разбирается фен;
  2. включается на мультиметре режим прозвона;
  3. к контакту вилки подключается один щуп от мультиметра;
  4. второй щуп поочерёдно прикладывают к контактам на клеммной колодке;
  5. если какой-то из контактов подаёт сигнал при такой манипуляции, значит, одна из жил ещё рабочая, а проблема заключается в другой жиле;
  6. подключается щуп на второй контакт вилки, и процедура продолжается;
  7. мультиметр должен издать звук при прикосновении ко второй клеммной колодке.

Внимание

Слабый контакт в проводе может также влиять на неисправность фена. Самовыключение прибора при этом происходит регулярно. Перебои в работе можно исправить путём замены сетевого провода.

Неисправность коллекторного двигателя

Чтобы уточнить проблему с коллекторным двигателем, необходимо применить мультиметр. Выполняют им прозвон, а затем подключают к источнику постоянного напряжения необходимой величины. Плату с диодным мостом отсоединяют, если нет источника переменного напряжения необходимой величины.

Чтобы осуществить прозвон электромотора мультиметром, необходимо к щупам подвести выводные контакты устройства. Появившееся сопротивление — сигнал, что обмотка не повреждена. Двигатель неисправен, когда издаются нехарактерные звуки. В данном случае можно услышать пощёлкивание или скрежет.

Нужно разобрать устройство, вытащить двигатель. Починить его можно путём прочистки соединительных деталей. От долгой работы пружины двигателя могут засоряться. Но проблема может состоять и в другом. Движок может быть выпущен производителем с браком, который никак невозможно исправить подручными средствами. Необходимо поменять коллекторный двигатель на более надёжный.

Перегорела плата и спираль

Диагностику неисправности спирали и платы выполняют по следующей схеме:

  1. извлекается нагревательный элемент из металлической колбы;
  2. осматриваются провода на наличие подключения их к контактам спирали ТЭНа;
  3. на этом этапе уже можно увидеть возможную поломку: окисление контактов или отсоединение одного из проводов;
  4. в режиме измерения сопротивления включается мультиметр, подключается к контактам спирали;
  5. нарушение целостности нихромовой нити определяется нулевым значением прибора: спирали должны показывать сопротивление.

Внимание

В результате эксплуатации электрофена нихромовая нить теряет свои первоначальные характеристики, не имеет присущих ей свойств. Она становится хрупкой, выводит из строя многие составные элементы прибора — первыми перегорают плата и спираль.

Если спираль имеет обрыв и повреждения в разных местах, то её нужно заменить на новую. Простой обрыв можно устранить путём соединения двух частей спирали. Для этого потребуется воспользоваться маленькими болтиками и гайками.

Неполадки с платой зависят от используемой модели этого элемента. Устаревшие модели содержат только одну плату – выпрямительный диодный мост. Его можно исправить простым паяльником. Если строительный фен снабжён инверторной платой, то, осмотрев, можно обнаружить неисправность. Перегоревшие детали имеют потемневший окрас. Паяльником удаляется весь ненужный налёт.

Как отремонтировать инструмент: схема

Сначала проводят диагностику строительного фена. Выполняют это визуальным путём и опытным. Для непосредственного ремонта своими руками применяют отвёртку и паяльник. Чтобы заменить нужную деталь, необходимо заранее её приобрести.

  1. Замена спирали производится с учётом значения сопротивления. Отсоединённые проводники припаиваются на место.
  2. Чтобы заменить конденсатор, деталь выбирают с учётом характеристик мощности и по номинальному значению напряжения.
  3. Внешний провод меняется путём разбора фена (его корпуса). Сначала отсоединяют повреждённый провод, проверяют исправность остальных. Когда новый провод будет подсоединён, то проверяют исправность всех проводов и самого устройства. Только потом собирают корпус инструмента, подключают к электрической сети.

Схема ремонта строительного фена:

Советы экспертов

Эксперты советуют придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Причина поломки выявляется путём диагностики строительного фена. Не лишним будет выполнить разбор прибора, даже если дефект виден визуально.
  2. Чтобы после разбора и устранения неполадки правильно собрать прибор, необходимо фиксировать все расположенные детали путём фотоаппарата. Можно начертить схему, но это труднее и требует детального, кропотливого разбора составляющих элементов.
  3. При включении прибора исходит характерный еле слышимый звук. Если его вовсе нет либо появляются скрипы или шелест, то однозначно проблема — в движке.

Отремонтировать строительные фены достаточно легко, если всё делать правильно. Для этого нужно соблюдать чёткую последовательность действий, чтобы выявить поломку и быстро её устранить.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео о разборке и ремонте строительного фена:

Доработка строительного фена

alt   Строительный фен, в радиолюбительстве незаменимая вещь. Не буду перечислять все возможности использования, я его купил, когда пришлось упаковывать 3м гибкой шины в термоусадочную трубку. Взял самый дешевый по тому, что использовать его намеревался не в профессиональных, а  любительских целях.

С первой задачей, (упаковка гибкой шины), фен справился прекрасно, и я даже порадовался за удачную покупку.

 

  

Потом были еще, какие то применения, и в один прекрасный момент было замечено, плохое включение на повышенной мощности.

 Быстренько раскидав его на запчасти, убедился, что причина в переключателе, (плохой контакт клемм сделал свое дело). 

alt

Замена переключателя не была проблемой, проблема была в другом. Перед глазами лежала «заготовка», которую можно было модернизировать под свои запросы.

  1. Чтобы была возможность применять насадки, необходима стабилизация температуры.
  2. Для применения в монтаже радиодеталей, необходимо менять силу воздушного потока.
  3. Чтобы сложить фен в коробку, он должен остыть. То есть, должна быть возможность отключения нагрева спирали, без выключения вентилятора.
  4. В свою очередь работа одного вентилятора, дает возможность использования фена для охлаждения чего-либо, и т.д.

Собственно, все выше изложенное и было внедрено в корпус самого дешевого фена. 

alt

Включение питания фена.

После включения питания, устанавливается режим охлаждения:

  • Нагрев спирали отключен.
  • Вентилятор работает на первом положении скорости.
  • Установлен нижний предел уставки температуры воздушного потока.
  • На семисегментном индикаторе высвечивается температура воздушного потока.
  • Светодиод «температура», показывает выше или ниже уставки, температура воздушного потока. Если температура выше уставки,- светит зеленый. Если ниже,- красный. 

?

Установка температуры воздушного потока.

Температура воздушного потока, устанавливается при помощи кнопок +/-.

alt

Минимальная уставка 60*С, максимальная 630*С.

Изменение температуры происходит с шагом 10 градусов.

Первое, кратковременное нажатие на кнопки изменения температуры, включает меню уставки температуры. Последующие кратковременные нажатия кнопок +/-, будут изменять уставку температуры с дискретностью 10 градусов. В случае удержания кнопки, больше одной сек., включается ускоренная прокрутка значений уставки.

Если кнопки не нажимались более одной секунды, происходит автоматический возврат в меню индикации температуры воздушного потока.  

Изменение скорости воздушного потока.

Изменение скорости производится при помощи кнопок +/-, и имеет семь градаций. При удержании кнопки более одной секуны, включается ускоренная «прокрутка».

Индикатор скорости представляет из себя линейку светодиодов. 

Количество светящихся светодиодов, пропорционально скорости воздушного потока.

alt

Включение нагрева спирали.

Включение нагрева, производится при помощи кнопки «нагрев». 

Каждое нажатие кнопки, будет включать или отключать нагрев спирали.

Свечение красного светодиода показывает, что нагрев спирали, включен.

Отсутствие свечения,- нагрев отключен.

alt

Конструкция и детали.

Вся конструкция регулятора температуры и скорости воздушного потока, собрана на двух платах. 

alt

На первой:

  • Импульсный блок питания. На выходе имеет +16В для питания мотора вентилятора,    и два по +5В, для питания цифровой и аналоговой частей регулятора.
  • Симисторный регулятор, мощности нагрева спирали фена. Используется метод пропуска периодов сетевого напряжения, с равномерным распределением во времени.
  • Силовой ключ, ШИМ регулятора оборотов мотора вентилятора. Используется аппаратный ШИМ микроконтроллера, частотой 30кГц.

?

?alt

На второй: 

  • Блок управления и индикации. Включает в себя, пять кнопок управления, один трехразрядный семисегментный индикатор измеренной температуры воздушного потока, и ее уставки. Десять светодиодов, из них семь,- линейка индикации скорости воздушного потока. Два,- индикатор состояния температуры (выше, ниже уставки). Один,- индикатор включения нагрева спирали.
  • Усилитель термопары, и МК. 

?

?alt

Обе платы выполнены по методу лазерно-утюжной технологии. Первая плата с односторонним монтажом радиодеталей, крепится пайкой, на клеммах мотора вентилятора. Вторая, с двухсторонним монтажом, крепление при помощи четырех саморезов к крышке корпуса фена. Она же является лицевой панелью модуля управления.

Электрическая схема.

Вся схема разбита на семь функциональных узлов:

  1. Импульсный блок питания.
  2. Блок управления нагревом спирали.
  3. Блок усилителя термопары.
  4. Нагревательный элемент и термопара.
  5. Блок управления двигателем вентилятора.
  6. Микроконтроллер.
  7. Модуль ввода-вывода.

?alt

Импульсный блок питания.

Блок питания собран на микросхеме TOP224, по оригинальной схеме https://www.premiermag.com/pdf/pol-12017.pdf

alt

Блок питания обеспечивает схему тремя напряжениями:

16v — для питания мотора вентилятора, максимальный ток 1А.

5vc — для питания цифровой части схемы, ток до 0,5А.

5v  — для питания аналоговой части схемы, ток до 0,05А.

Узлы самостоятельного изготовления, дроссель L1 и  трансформатор TV1. Дроссель намотан на каркасе «катушка», и должен иметь индуктивность до 10мкГн, а также иметь возможность пропускать соответствующий ток 1,5А.

Трансформатор взят с 20ватной энергосберегайки. Центральная часть сердечника 5х5мм. Число витков первичной обмотки подбиралось по «калькулятору лысого». И в моем случае составила 72 витка. Моталось проводом диаметром 0,23мм.  Вторичная обмотка имеет 8 витков сложенных в четверо, того-же провода 0,23мм. Обмотка обратной связи имеет 7 витков, так же сложенного в четверо провода. При максимальной нагрузке, когда вентилятор питается от полного напряжения 16В, начинает нагреваться трансформатор и микросхема TOP224. Однако, в виду пропорционального увеличения охлаждения, (потока воздуха), температура не превышала 45*С, при окружающей температуре 32*С. Измерения проводились инфракрасным термометром DT8220, кстати, очень удобным в этом отношении.

Конечно же, перед самостоятельным изготовлением таких трансформаторов желательно проштудировать соответствующую литературу. Т.к. многие моменты, сборки и намотки трансформатора здесь не рассматриваются.

Блок управления нагревом спирали.

Схема управления нагревом спирали, построена на симисторе BTA41-600. 

Взята из даташита на MOC3063, и особенностей не имеет. Оптрон с детектором нуля сетевого напряжения, обеспечивает «тихое управление нагрузкой». Но в виду того, что нагрузка порядка двух киловатт, то лампа накаливания, включенная в ту же розетку, будет «показывать» работу ПИ регулятора (попросту будет слегка помаргивать). 

alt

Блок усилителя термопары.

Схема усилителя термопары собрана на операционном усилителе AD8551. 

alt

На этот раз схема включения взята не из даташита, но довольно стандартна. Задача усилителя, усилить ЭДС термопары, по этому емкость ООС С10, имеет большое значение при фильтрации импульсных помех. Фильтр нижних частот на выходе U4, подавляет 50герцовую составляющую выходного сигнала. Коэффициент усиления подбирается при помощи резистора R24 (грубо).  Более точное вычисление происходит уже программно.

Нагревательный элемент и термопара.

Конструкция нагревательного элемента, претерпела легкое изменение. Была удалена спираль питания двигателя вентилятора. И вставлена термопара.

alt

На фото девственное состояние нагревателя, состояние после переделки, к сожалению не увековечилось. Но там ничего сложного нет. Белые провода, идущие на питание мотора, — удаляются в месте со своей спиралью. Термопредохранитель подключается при помощи обжимки (не пайки), к противоположному концу спирали имеющей сопротивление 33 Ома.  Черный провод дополнительной спирали, просто откусывается, а конец спирали остается в керамике. Красный провод остается нетронутым.

alt

Термопара пропускается через освободившийся канал, где раньше был термопредохранитель. Конец термопары с холодным спаем подключается к плате при помощи винтов. Холодный спай спрятан под красной термоусадочной трубкой. Температура холодного спая контролируется внутренним термометром МК. И на практике имеет не большую разницу, (1-2*С).

Блок управления двигателем вентилятора.

Управление воздушным потоком происходит за счет изменения оборотов двигателя вентилятора. Обороты в свою очередь зависят от питающего напряжения. Одним из простых способов управления является ШИМ (широтно-импульсная модуляция). 

alt

Аппаратный ШИМ обеспечивает МК. Частота выбрана 30кГц, что дает возможность обойтись без драйвера управления ключом. В качестве ключа, использован интеллектуальный транзистор  BTS113A. И может быть заменен полевым транзистором с «логическим входом».

Микроконтроллер.

В схеме использован МК PIC16F1823, это четырнадцативыводный камень. Тактовая частота 30МГц, что позволяет довольно шустро, обрабатывать поступающую информацию.  Выводы RA0, RA1, RA3, не используются, оставлены на развитие (если будет).

alt

Модуль ввода-вывода.

В виду малого количества выводов у МК, и большого количества элементов индикации и ввода (кнопок), было решено использовать сдвиговой регистр 74HC164.

alt

Транзисторы VT1-VT4 выпаяны из какой то платы, и по обозначению на корпусе подходят под BC817 или BC337, в корпусе SOT23.

alt

Светодиоды LED1-LED10, так же в SMD исполнении, но могут быть заменены на 3мм, без значительного изменения печатной платы.

Вопросы задаем на форуме.

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

П.С. Эта статья представлена не столько для повторения, сколько для стимула к поиску новых подходов и решений, при создании своих любительских конструкций. 

Доработка строительного фена

alt   Строительный фен, в радиолюбительстве незаменимая вещь. Не буду перечислять все возможности использования, я его купил, когда пришлось упаковывать 3м гибкой шины в термоусадочную трубку. Взял самый дешевый по тому, что использовать его намеревался не в профессиональных, а  любительских целях.

С первой задачей, (упаковка гибкой шины), фен справился прекрасно, и я даже порадовался за удачную покупку.

 

  

Потом были еще, какие то применения, и в один прекрасный момент было замечено, плохое включение на повышенной мощности.

 Быстренько раскидав его на запчасти, убедился, что причина в переключателе, (плохой контакт клемм сделал свое дело). 

alt

Замена переключателя не была проблемой, проблема была в другом. Перед глазами лежала «заготовка», которую можно было модернизировать под свои запросы.

  1. Чтобы была возможность применять насадки, необходима стабилизация температуры.
  2. Для применения в монтаже радиодеталей, необходимо менять силу воздушного потока.
  3. Чтобы сложить фен в коробку, он должен остыть. То есть, должна быть возможность отключения нагрева спирали, без выключения вентилятора.
  4. В свою очередь работа одного вентилятора, дает возможность использования фена для охлаждения чего-либо, и т.д.

Собственно, все выше изложенное и было внедрено в корпус самого дешевого фена. 

alt

Включение питания фена.

После включения питания, устанавливается режим охлаждения:

  • Нагрев спирали отключен.
  • Вентилятор работает на первом положении скорости.
  • Установлен нижний предел уставки температуры воздушного потока.
  • На семисегментном индикаторе высвечивается температура воздушного потока.
  • Светодиод «температура», показывает выше или ниже уставки, температура воздушного потока. Если температура выше уставки,- светит зеленый. Если ниже,- красный. 

?

Установка температуры воздушного потока.

Температура воздушного потока, устанавливается при помощи кнопок +/-.

alt

Минимальная уставка 60*С, максимальная 630*С.

Изменение температуры происходит с шагом 10 градусов.

Первое, кратковременное нажатие на кнопки изменения температуры, включает меню уставки температуры. Последующие кратковременные нажатия кнопок +/-, будут изменять уставку температуры с дискретностью 10 градусов. В случае удержания кнопки, больше одной сек., включается ускоренная прокрутка значений уставки.

Если кнопки не нажимались более одной секунды, происходит автоматический возврат в меню индикации температуры воздушного потока.  

Изменение скорости воздушного потока.

Изменение скорости производится при помощи кнопок +/-, и имеет семь градаций. При удержании кнопки более одной секуны, включается ускоренная «прокрутка».

Индикатор скорости представляет из себя линейку светодиодов. 

Количество светящихся светодиодов, пропорционально скорости воздушного потока.

alt

Включение нагрева спирали.

Включение нагрева, производится при помощи кнопки «нагрев». 

Каждое нажатие кнопки, будет включать или отключать нагрев спирали.

Свечение красного светодиода показывает, что нагрев спирали, включен.

Отсутствие свечения,- нагрев отключен.

alt

Конструкция и детали.

Вся конструкция регулятора температуры и скорости воздушного потока, собрана на двух платах. 

alt

На первой:

  • Импульсный блок питания. На выходе имеет +16В для питания мотора вентилятора,    и два по +5В, для питания цифровой и аналоговой частей регулятора.
  • Симисторный регулятор, мощности нагрева спирали фена. Используется метод пропуска периодов сетевого напряжения, с равномерным распределением во времени.
  • Силовой ключ, ШИМ регулятора оборотов мотора вентилятора. Используется аппаратный ШИМ микроконтроллера, частотой 30кГц.

?

?alt

На второй: 

  • Блок управления и индикации. Включает в себя, пять кнопок управления, один трехразрядный семисегментный индикатор измеренной температуры воздушного потока, и ее уставки. Десять светодиодов, из них семь,- линейка индикации скорости воздушного потока. Два,- индикатор состояния температуры (выше, ниже уставки). Один,- индикатор включения нагрева спирали.
  • Усилитель термопары, и МК. 

?

?alt

Обе платы выполнены по методу лазерно-утюжной технологии. Первая плата с односторонним монтажом радиодеталей, крепится пайкой, на клеммах мотора вентилятора. Вторая, с двухсторонним монтажом, крепление при помощи четырех саморезов к крышке корпуса фена. Она же является лицевой панелью модуля управления.

Электрическая схема.

Вся схема разбита на семь функциональных узлов:

  1. Импульсный блок питания.
  2. Блок управления нагревом спирали.
  3. Блок усилителя термопары.
  4. Нагревательный элемент и термопара.
  5. Блок управления двигателем вентилятора.
  6. Микроконтроллер.
  7. Модуль ввода-вывода.

?alt

Импульсный блок питания.

Блок питания собран на микросхеме TOP224, по оригинальной схеме https://www.premiermag.com/pdf/pol-12017.pdf

alt

Блок питания обеспечивает схему тремя напряжениями:

16v — для питания мотора вентилятора, максимальный ток 1А.

5vc — для питания цифровой части схемы, ток до 0,5А.

5v  — для питания аналоговой части схемы, ток до 0,05А.

Узлы самостоятельного изготовления, дроссель L1 и  трансформатор TV1. Дроссель намотан на каркасе «катушка», и должен иметь индуктивность до 10мкГн, а также иметь возможность пропускать соответствующий ток 1,5А.

Трансформатор взят с 20ватной энергосберегайки. Центральная часть сердечника 5х5мм. Число витков первичной обмотки подбиралось по «калькулятору лысого». И в моем случае составила 72 витка. Моталось проводом диаметром 0,23мм.  Вторичная обмотка имеет 8 витков сложенных в четверо, того-же провода 0,23мм. Обмотка обратной связи имеет 7 витков, так же сложенного в четверо провода. При максимальной нагрузке, когда вентилятор питается от полного напряжения 16В, начинает нагреваться трансформатор и микросхема TOP224. Однако, в виду пропорционального увеличения охлаждения, (потока воздуха), температура не превышала 45*С, при окружающей температуре 32*С. Измерения проводились инфракрасным термометром DT8220, кстати, очень удобным в этом отношении.

Конечно же, перед самостоятельным изготовлением таких трансформаторов желательно проштудировать соответствующую литературу. Т.к. многие моменты, сборки и намотки трансформатора здесь не рассматриваются.

Блок управления нагревом спирали.

Схема управления нагревом спирали, построена на симисторе BTA41-600. 

Взята из даташита на MOC3063, и особенностей не имеет. Оптрон с детектором нуля сетевого напряжения, обеспечивает «тихое управление нагрузкой». Но в виду того, что нагрузка порядка двух киловатт, то лампа накаливания, включенная в ту же розетку, будет «показывать» работу ПИ регулятора (попросту будет слегка помаргивать). 

alt

Блок усилителя термопары.

Схема усилителя термопары собрана на операционном усилителе AD8551. 

alt

На этот раз схема включения взята не из даташита, но довольно стандартна. Задача усилителя, усилить ЭДС термопары, по этому емкость ООС С10, имеет большое значение при фильтрации импульсных помех. Фильтр нижних частот на выходе U4, подавляет 50герцовую составляющую выходного сигнала. Коэффициент усиления подбирается при помощи резистора R24 (грубо).  Более точное вычисление происходит уже программно.

Нагревательный элемент и термопара.

Конструкция нагревательного элемента, претерпела легкое изменение. Была удалена спираль питания двигателя вентилятора. И вставлена термопара.

alt

На фото девственное состояние нагревателя, состояние после переделки, к сожалению не увековечилось. Но там ничего сложного нет. Белые провода, идущие на питание мотора, — удаляются в месте со своей спиралью. Термопредохранитель подключается при помощи обжимки (не пайки), к противоположному концу спирали имеющей сопротивление 33 Ома.  Черный провод дополнительной спирали, просто откусывается, а конец спирали остается в керамике. Красный провод остается нетронутым.

alt

Термопара пропускается через освободившийся канал, где раньше был термопредохранитель. Конец термопары с холодным спаем подключается к плате при помощи винтов. Холодный спай спрятан под красной термоусадочной трубкой. Температура холодного спая контролируется внутренним термометром МК. И на практике имеет не большую разницу, (1-2*С).

Блок управления двигателем вентилятора.

Управление воздушным потоком происходит за счет изменения оборотов двигателя вентилятора. Обороты в свою очередь зависят от питающего напряжения. Одним из простых способов управления является ШИМ (широтно-импульсная модуляция). 

alt

Аппаратный ШИМ обеспечивает МК. Частота выбрана 30кГц, что дает возможность обойтись без драйвера управления ключом. В качестве ключа, использован интеллектуальный транзистор  BTS113A. И может быть заменен полевым транзистором с «логическим входом».

Микроконтроллер.

В схеме использован МК PIC16F1823, это четырнадцативыводный камень. Тактовая частота 30МГц, что позволяет довольно шустро, обрабатывать поступающую информацию.  Выводы RA0, RA1, RA3, не используются, оставлены на развитие (если будет).

alt

Модуль ввода-вывода.

В виду малого количества выводов у МК, и большого количества элементов индикации и ввода (кнопок), было решено использовать сдвиговой регистр 74HC164.

alt

Транзисторы VT1-VT4 выпаяны из какой то платы, и по обозначению на корпусе подходят под BC817 или BC337, в корпусе SOT23.

alt

Светодиоды LED1-LED10, так же в SMD исполнении, но могут быть заменены на 3мм, без значительного изменения печатной платы.

Вопросы задаем на форуме.

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

П.С. Эта статья представлена не столько для повторения, сколько для стимула к поиску новых подходов и решений, при создании своих любительских конструкций. 

Доработка строительного фена

alt   Строительный фен, в радиолюбительстве незаменимая вещь. Не буду перечислять все возможности использования, я его купил, когда пришлось упаковывать 3м гибкой шины в термоусадочную трубку. Взял самый дешевый по тому, что использовать его намеревался не в профессиональных, а  любительских целях.

С первой задачей, (упаковка гибкой шины), фен справился прекрасно, и я даже порадовался за удачную покупку.

 

  

Потом были еще, какие то применения, и в один прекрасный момент было замечено, плохое включение на повышенной мощности.

 Быстренько раскидав его на запчасти, убедился, что причина в переключателе, (плохой контакт клемм сделал свое дело). 

alt

Замена переключателя не была проблемой, проблема была в другом. Перед глазами лежала «заготовка», которую можно было модернизировать под свои запросы.

  1. Чтобы была возможность применять насадки, необходима стабилизация температуры.
  2. Для применения в монтаже радиодеталей, необходимо менять силу воздушного потока.
  3. Чтобы сложить фен в коробку, он должен остыть. То есть, должна быть возможность отключения нагрева спирали, без выключения вентилятора.
  4. В свою очередь работа одного вентилятора, дает возможность использования фена для охлаждения чего-либо, и т.д.

Собственно, все выше изложенное и было внедрено в корпус самого дешевого фена. 

alt

Включение питания фена.

После включения питания, устанавливается режим охлаждения:

  • Нагрев спирали отключен.
  • Вентилятор работает на первом положении скорости.
  • Установлен нижний предел уставки температуры воздушного потока.
  • На семисегментном индикаторе высвечивается температура воздушного потока.
  • Светодиод «температура», показывает выше или ниже уставки, температура воздушного потока. Если температура выше уставки,- светит зеленый. Если ниже,- красный. 

?

Установка температуры воздушного потока.

Температура воздушного потока, устанавливается при помощи кнопок +/-.

alt

Минимальная уставка 60*С, максимальная 630*С.

Изменение температуры происходит с шагом 10 градусов.

Первое, кратковременное нажатие на кнопки изменения температуры, включает меню уставки температуры. Последующие кратковременные нажатия кнопок +/-, будут изменять уставку температуры с дискретностью 10 градусов. В случае удержания кнопки, больше одной сек., включается ускоренная прокрутка значений уставки.

Если кнопки не нажимались более одной секунды, происходит автоматический возврат в меню индикации температуры воздушного потока.  

Изменение скорости воздушного потока.

Изменение скорости производится при помощи кнопок +/-, и имеет семь градаций. При удержании кнопки более одной секуны, включается ускоренная «прокрутка».

Индикатор скорости представляет из себя линейку светодиодов. 

Количество светящихся светодиодов, пропорционально скорости воздушного потока.

alt

Включение нагрева спирали.

Включение нагрева, производится при помощи кнопки «нагрев». 

Каждое нажатие кнопки, будет включать или отключать нагрев спирали.

Свечение красного светодиода показывает, что нагрев спирали, включен.

Отсутствие свечения,- нагрев отключен.

alt

Конструкция и детали.

Вся конструкция регулятора температуры и скорости воздушного потока, собрана на двух платах. 

alt

На первой:

  • Импульсный блок питания. На выходе имеет +16В для питания мотора вентилятора,    и два по +5В, для питания цифровой и аналоговой частей регулятора.
  • Симисторный регулятор, мощности нагрева спирали фена. Используется метод пропуска периодов сетевого напряжения, с равномерным распределением во времени.
  • Силовой ключ, ШИМ регулятора оборотов мотора вентилятора. Используется аппаратный ШИМ микроконтроллера, частотой 30кГц.

?

?alt

На второй: 

  • Блок управления и индикации. Включает в себя, пять кнопок управления, один трехразрядный семисегментный индикатор измеренной температуры воздушного потока, и ее уставки. Десять светодиодов, из них семь,- линейка индикации скорости воздушного потока. Два,- индикатор состояния температуры (выше, ниже уставки). Один,- индикатор включения нагрева спирали.
  • Усилитель термопары, и МК. 

?

?alt

Обе платы выполнены по методу лазерно-утюжной технологии. Первая плата с односторонним монтажом радиодеталей, крепится пайкой, на клеммах мотора вентилятора. Вторая, с двухсторонним монтажом, крепление при помощи четырех саморезов к крышке корпуса фена. Она же является лицевой панелью модуля управления.

Электрическая схема.

Вся схема разбита на семь функциональных узлов:

  1. Импульсный блок питания.
  2. Блок управления нагревом спирали.
  3. Блок усилителя термопары.
  4. Нагревательный элемент и термопара.
  5. Блок управления двигателем вентилятора.
  6. Микроконтроллер.
  7. Модуль ввода-вывода.

?alt

Импульсный блок питания.

Блок питания собран на микросхеме TOP224, по оригинальной схеме https://www.premiermag.com/pdf/pol-12017.pdf

alt

Блок питания обеспечивает схему тремя напряжениями:

16v — для питания мотора вентилятора, максимальный ток 1А.

5vc — для питания цифровой части схемы, ток до 0,5А.

5v  — для питания аналоговой части схемы, ток до 0,05А.

Узлы самостоятельного изготовления, дроссель L1 и  трансформатор TV1. Дроссель намотан на каркасе «катушка», и должен иметь индуктивность до 10мкГн, а также иметь возможность пропускать соответствующий ток 1,5А.

Трансформатор взят с 20ватной энергосберегайки. Центральная часть сердечника 5х5мм. Число витков первичной обмотки подбиралось по «калькулятору лысого». И в моем случае составила 72 витка. Моталось проводом диаметром 0,23мм.  Вторичная обмотка имеет 8 витков сложенных в четверо, того-же провода 0,23мм. Обмотка обратной связи имеет 7 витков, так же сложенного в четверо провода. При максимальной нагрузке, когда вентилятор питается от полного напряжения 16В, начинает нагреваться трансформатор и микросхема TOP224. Однако, в виду пропорционального увеличения охлаждения, (потока воздуха), температура не превышала 45*С, при окружающей температуре 32*С. Измерения проводились инфракрасным термометром DT8220, кстати, очень удобным в этом отношении.

Конечно же, перед самостоятельным изготовлением таких трансформаторов желательно проштудировать соответствующую литературу. Т.к. многие моменты, сборки и намотки трансформатора здесь не рассматриваются.

Блок управления нагревом спирали.

Схема управления нагревом спирали, построена на симисторе BTA41-600. 

Взята из даташита на MOC3063, и особенностей не имеет. Оптрон с детектором нуля сетевого напряжения, обеспечивает «тихое управление нагрузкой». Но в виду того, что нагрузка порядка двух киловатт, то лампа накаливания, включенная в ту же розетку, будет «показывать» работу ПИ регулятора (попросту будет слегка помаргивать). 

alt

Блок усилителя термопары.

Схема усилителя термопары собрана на операционном усилителе AD8551. 

alt

На этот раз схема включения взята не из даташита, но довольно стандартна. Задача усилителя, усилить ЭДС термопары, по этому емкость ООС С10, имеет большое значение при фильтрации импульсных помех. Фильтр нижних частот на выходе U4, подавляет 50герцовую составляющую выходного сигнала. Коэффициент усиления подбирается при помощи резистора R24 (грубо).  Более точное вычисление происходит уже программно.

Нагревательный элемент и термопара.

Конструкция нагревательного элемента, претерпела легкое изменение. Была удалена спираль питания двигателя вентилятора. И вставлена термопара.

alt

На фото девственное состояние нагревателя, состояние после переделки, к сожалению не увековечилось. Но там ничего сложного нет. Белые провода, идущие на питание мотора, — удаляются в месте со своей спиралью. Термопредохранитель подключается при помощи обжимки (не пайки), к противоположному концу спирали имеющей сопротивление 33 Ома.  Черный провод дополнительной спирали, просто откусывается, а конец спирали остается в керамике. Красный провод остается нетронутым.

alt

Термопара пропускается через освободившийся канал, где раньше был термопредохранитель. Конец термопары с холодным спаем подключается к плате при помощи винтов. Холодный спай спрятан под красной термоусадочной трубкой. Температура холодного спая контролируется внутренним термометром МК. И на практике имеет не большую разницу, (1-2*С).

Блок управления двигателем вентилятора.

Управление воздушным потоком происходит за счет изменения оборотов двигателя вентилятора. Обороты в свою очередь зависят от питающего напряжения. Одним из простых способов управления является ШИМ (широтно-импульсная модуляция). 

alt

Аппаратный ШИМ обеспечивает МК. Частота выбрана 30кГц, что дает возможность обойтись без драйвера управления ключом. В качестве ключа, использован интеллектуальный транзистор  BTS113A. И может быть заменен полевым транзистором с «логическим входом».

Микроконтроллер.

В схеме использован МК PIC16F1823, это четырнадцативыводный камень. Тактовая частота 30МГц, что позволяет довольно шустро, обрабатывать поступающую информацию.  Выводы RA0, RA1, RA3, не используются, оставлены на развитие (если будет).

alt

Модуль ввода-вывода.

В виду малого количества выводов у МК, и большого количества элементов индикации и ввода (кнопок), было решено использовать сдвиговой регистр 74HC164.

alt

Транзисторы VT1-VT4 выпаяны из какой то платы, и по обозначению на корпусе подходят под BC817 или BC337, в корпусе SOT23.

alt

Светодиоды LED1-LED10, так же в SMD исполнении, но могут быть заменены на 3мм, без значительного изменения печатной платы.

Вопросы задаем на форуме.

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

П.С. Эта статья представлена не столько для повторения, сколько для стимула к поиску новых подходов и решений, при создании своих любительских конструкций. 

Устройство и ремонт бытовых фенов

Страница 1 из 2

Этот электроприбор — фен для сушки волос — очень популярен и зачастую незаменим в быту. В связи с высоким потребительским спросом, конструкции большинства фенов стали очень схожими, а качество изготовления и цена упали. На сегодняшний день купить по-настоящему долговечный фен очень непросто. Практика ремонта фенов различных марок говорит о том, что случающиеся поломки однотипные и, как правило, не фатальные, а легко устранимые без серьезных денежных трат.

 

 

 

Любой электрический фен в своей конструкции содержит два основных, крупных элемента:  вентилятор и нагреватель. Вентилятор гонит воздух через нагреватель (нагревательный элемент), засасывая его позади фена и выбрасывая спереди нагретым.


Устройство фена для сушки волос.
1 — пропеллер; 2 — электродвигатель; 3 — нагреватель; 4 — термозащита; 5 — переключатель режимов; 6 — кабель питания.

 

У бытовых фенов вентилятор построен на базе низковольтных (12-18 В) коллекторных электродвигателей постоянного тока. Такой двигатель нельзя питать напрямую от сети 220 В переменного тока. Для достижения необходимого падения напряжения применяется отдельная спираль (назовём её понижающей) внутри нагревательного элемента. Для выпрямления напряжения применяется двухполупериодный выпрямитель (диодный мост), смонтированный навесным монтажом на контактах электродвигателя. На металлический вал двигателя посажен пластмассовый пропеллер, состоящий из трёх или более лопастей.


 

 

Нагревательный элемент фена представляет собой каркас из несгораемого материала с несколькими обмотками из нихромовой проволоки (спирали). В зависимости от количества режимов работы фена, обмоток может две или три, одна из которых понижающая.


Нагревательный элемент с двумя обмотками.

 

Горячие спирали нагревательного элемента должны постоянно обдуваться холодным воздухом, особенно при работе на максимальной мощности. Если по какой-либо причине поступление воздуха стало недостаточным или вовсе прекратилось (например, вышел из строя двигатель), то, из соображений пожарной безопасности и во избежание перегорания нагревательного элемента, фен должен автоматически отключиться. Такое аварийное отключение происходит благодаря присутствию в устройстве фена сразу двух термочувствительных элементов — двух «рубежей защиты» внутри нагревателя.

Первый «рубеж» — термостат. Он представляет собой пару замкнутых контактов, закреплённых на биметаллической пластине. Находясь близко к выходу нагретого воздуха, контакты интенсивно им обдуваются. При достижении выходящим воздухом критической температуры, контакты отдаляются друг от друга, цепь питания фена размыкается. Через несколько минут, когда биметаллическая пластина остынет, контакты вновь сомкнуться и фен включится.


Термостаты на основе биметаллических пластин.

 

В случае если вышеуказанная защита по какой-либо причине в нужное время не сработала, то несколькими секундами позже задействуется «второй рубеж» защиты – термопредохранитель. Этот предохранитель одноразовый и, после срабатывания, нуждается в замене.


Плавкий термопредохранитель.

Устройство фена Rowenta CV 4030.

Чтобы увидеть внутреннее устройство бытового фена, разберем его типичного представителя – Rowenta CV 4030. Данная модель оснащена вентилятором на основе низковольтного двигателя, нагревательный элемент состоит из одной понижающей спирали и двух нагревательных. Фен имеет три рабочих режима, на первом режиме обороты вентилятора ниже, чем на двух других. Принципиальная схема этого фена представлена ниже.

 

В первом положении переключателя SW1 сетевое питание, прошедшее через вилку XP1, фильтр C1R1, защитные элементы F1, F2, диод VD5 (необходимый для отсечения одной полуволны переменного напряжения) поступает на понижающую спираль h2, через неё питается электродвигатель M1. Диоды VD1-VD4 необходимы для выпрямления пониженного спиралью h2 переменного напряжения. Катушки индуктивности L1, L2 и конденсаторы C2, C3 служат для снижения помех, возникающие при работе щеточного электродвигателя. Через диод VD5 питание так же подается и на нагревательную спираль h3.

При переведении переключателя SW2 в положение «2», диод VD5 замыкается накоротко и «выходит из игры». Двигатель начитает работать на максимальных оборотах, спираль h3 нагревается сильнее. Третье положение движка переключателя SW2 соответствует режиму максимальной потребляемой мощности, когда параллельно спирали h3 подключается спираль h4. В таком положении температура выходящего воздуха самая высокая. Кнопка «cool» включена в разрыв обеих нагревательных спиралей, при её нажатии остается включенным только электродвигатель через спираль h2, спирали h3 и h4 обесточиваются.





Процесс вскрытия фена Rowenta cv4030.

 



Фен в полуразобранном виде.


Фен без корпуса.
Снизу вверх: переключатель SW1, конденсатор C1 с припаянным к нему резистором R1, кнопка SB1, нагревательный элемент, двигатель с пропеллером (в черном кожухе).



Нагревательный элемент.


Диод VD5 (фото слева) и катушки индуктивности (фото справа одной катушки) фена Rowenta CV 4030 смонтированы внутри нагревательного элемента.


Термостат (фото слева).
Термопредохранитель (фото справа)


Предыдущая   1 2   Далее

Доработка строительного фена

alt   Строительный фен, в радиолюбительстве незаменимая вещь. Не буду перечислять все возможности использования, я его купил, когда пришлось упаковывать 3м гибкой шины в термоусадочную трубку. Взял самый дешевый по тому, что использовать его намеревался не в профессиональных, а  любительских целях.

С первой задачей, (упаковка гибкой шины), фен справился прекрасно, и я даже порадовался за удачную покупку.

 

  

Потом были еще, какие то применения, и в один прекрасный момент было замечено, плохое включение на повышенной мощности.

 Быстренько раскидав его на запчасти, убедился, что причина в переключателе, (плохой контакт клемм сделал свое дело). 

alt

Замена переключателя не была проблемой, проблема была в другом. Перед глазами лежала «заготовка», которую можно было модернизировать под свои запросы.

  1. Чтобы была возможность применять насадки, необходима стабилизация температуры.
  2. Для применения в монтаже радиодеталей, необходимо менять силу воздушного потока.
  3. Чтобы сложить фен в коробку, он должен остыть. То есть, должна быть возможность отключения нагрева спирали, без выключения вентилятора.
  4. В свою очередь работа одного вентилятора, дает возможность использования фена для охлаждения чего-либо, и т.д.

Собственно, все выше изложенное и было внедрено в корпус самого дешевого фена. 

alt

Включение питания фена.

После включения питания, устанавливается режим охлаждения:

  • Нагрев спирали отключен.
  • Вентилятор работает на первом положении скорости.
  • Установлен нижний предел уставки температуры воздушного потока.
  • На семисегментном индикаторе высвечивается температура воздушного потока.
  • Светодиод «температура», показывает выше или ниже уставки, температура воздушного потока. Если температура выше уставки,- светит зеленый. Если ниже,- красный. 

?

Установка температуры воздушного потока.

Температура воздушного потока, устанавливается при помощи кнопок +/-.

alt

Минимальная уставка 60*С, максимальная 630*С.

Изменение температуры происходит с шагом 10 градусов.

Первое, кратковременное нажатие на кнопки изменения температуры, включает меню уставки температуры. Последующие кратковременные нажатия кнопок +/-, будут изменять уставку температуры с дискретностью 10 градусов. В случае удержания кнопки, больше одной сек., включается ускоренная прокрутка значений уставки.

Если кнопки не нажимались более одной секунды, происходит автоматический возврат в меню индикации температуры воздушного потока.  

Изменение скорости воздушного потока.

Изменение скорости производится при помощи кнопок +/-, и имеет семь градаций. При удержании кнопки более одной секуны, включается ускоренная «прокрутка».

Индикатор скорости представляет из себя линейку светодиодов. 

Количество светящихся светодиодов, пропорционально скорости воздушного потока.

alt

Включение нагрева спирали.

Включение нагрева, производится при помощи кнопки «нагрев». 

Каждое нажатие кнопки, будет включать или отключать нагрев спирали.

Свечение красного светодиода показывает, что нагрев спирали, включен.

Отсутствие свечения,- нагрев отключен.

alt

Конструкция и детали.

Вся конструкция регулятора температуры и скорости воздушного потока, собрана на двух платах. 

alt

На первой:

  • Импульсный блок питания. На выходе имеет +16В для питания мотора вентилятора,    и два по +5В, для питания цифровой и аналоговой частей регулятора.
  • Симисторный регулятор, мощности нагрева спирали фена. Используется метод пропуска периодов сетевого напряжения, с равномерным распределением во времени.
  • Силовой ключ, ШИМ регулятора оборотов мотора вентилятора. Используется аппаратный ШИМ микроконтроллера, частотой 30кГц.

?

?alt

На второй: 

  • Блок управления и индикации. Включает в себя, пять кнопок управления, один трехразрядный семисегментный индикатор измеренной температуры воздушного потока, и ее уставки. Десять светодиодов, из них семь,- линейка индикации скорости воздушного потока. Два,- индикатор состояния температуры (выше, ниже уставки). Один,- индикатор включения нагрева спирали.
  • Усилитель термопары, и МК. 

?

?alt

Обе платы выполнены по методу лазерно-утюжной технологии. Первая плата с односторонним монтажом радиодеталей, крепится пайкой, на клеммах мотора вентилятора. Вторая, с двухсторонним монтажом, крепление при помощи четырех саморезов к крышке корпуса фена. Она же является лицевой панелью модуля управления.

Электрическая схема.

Вся схема разбита на семь функциональных узлов:

  1. Импульсный блок питания.
  2. Блок управления нагревом спирали.
  3. Блок усилителя термопары.
  4. Нагревательный элемент и термопара.
  5. Блок управления двигателем вентилятора.
  6. Микроконтроллер.
  7. Модуль ввода-вывода.

?alt

Импульсный блок питания.

Блок питания собран на микросхеме TOP224, по оригинальной схеме https://www.premiermag.com/pdf/pol-12017.pdf

alt

Блок питания обеспечивает схему тремя напряжениями:

16v — для питания мотора вентилятора, максимальный ток 1А.

5vc — для питания цифровой части схемы, ток до 0,5А.

5v  — для питания аналоговой части схемы, ток до 0,05А.

Узлы самостоятельного изготовления, дроссель L1 и  трансформатор TV1. Дроссель намотан на каркасе «катушка», и должен иметь индуктивность до 10мкГн, а также иметь возможность пропускать соответствующий ток 1,5А.

Трансформатор взят с 20ватной энергосберегайки. Центральная часть сердечника 5х5мм. Число витков первичной обмотки подбиралось по «калькулятору лысого». И в моем случае составила 72 витка. Моталось проводом диаметром 0,23мм.  Вторичная обмотка имеет 8 витков сложенных в четверо, того-же провода 0,23мм. Обмотка обратной связи имеет 7 витков, так же сложенного в четверо провода. При максимальной нагрузке, когда вентилятор питается от полного напряжения 16В, начинает нагреваться трансформатор и микросхема TOP224. Однако, в виду пропорционального увеличения охлаждения, (потока воздуха), температура не превышала 45*С, при окружающей температуре 32*С. Измерения проводились инфракрасным термометром DT8220, кстати, очень удобным в этом отношении.

Конечно же, перед самостоятельным изготовлением таких трансформаторов желательно проштудировать соответствующую литературу. Т.к. многие моменты, сборки и намотки трансформатора здесь не рассматриваются.

Блок управления нагревом спирали.

Схема управления нагревом спирали, построена на симисторе BTA41-600. 

Взята из даташита на MOC3063, и особенностей не имеет. Оптрон с детектором нуля сетевого напряжения, обеспечивает «тихое управление нагрузкой». Но в виду того, что нагрузка порядка двух киловатт, то лампа накаливания, включенная в ту же розетку, будет «показывать» работу ПИ регулятора (попросту будет слегка помаргивать). 

alt

Блок усилителя термопары.

Схема усилителя термопары собрана на операционном усилителе AD8551. 

alt

На этот раз схема включения взята не из даташита, но довольно стандартна. Задача усилителя, усилить ЭДС термопары, по этому емкость ООС С10, имеет большое значение при фильтрации импульсных помех. Фильтр нижних частот на выходе U4, подавляет 50герцовую составляющую выходного сигнала. Коэффициент усиления подбирается при помощи резистора R24 (грубо).  Более точное вычисление происходит уже программно.

Нагревательный элемент и термопара.

Конструкция нагревательного элемента, претерпела легкое изменение. Была удалена спираль питания двигателя вентилятора. И вставлена термопара.

alt

На фото девственное состояние нагревателя, состояние после переделки, к сожалению не увековечилось. Но там ничего сложного нет. Белые провода, идущие на питание мотора, — удаляются в месте со своей спиралью. Термопредохранитель подключается при помощи обжимки (не пайки), к противоположному концу спирали имеющей сопротивление 33 Ома.  Черный провод дополнительной спирали, просто откусывается, а конец спирали остается в керамике. Красный провод остается нетронутым.

alt

Термопара пропускается через освободившийся канал, где раньше был термопредохранитель. Конец термопары с холодным спаем подключается к плате при помощи винтов. Холодный спай спрятан под красной термоусадочной трубкой. Температура холодного спая контролируется внутренним термометром МК. И на практике имеет не большую разницу, (1-2*С).

Блок управления двигателем вентилятора.

Управление воздушным потоком происходит за счет изменения оборотов двигателя вентилятора. Обороты в свою очередь зависят от питающего напряжения. Одним из простых способов управления является ШИМ (широтно-импульсная модуляция). 

alt

Аппаратный ШИМ обеспечивает МК. Частота выбрана 30кГц, что дает возможность обойтись без драйвера управления ключом. В качестве ключа, использован интеллектуальный транзистор  BTS113A. И может быть заменен полевым транзистором с «логическим входом».

Микроконтроллер.

В схеме использован МК PIC16F1823, это четырнадцативыводный камень. Тактовая частота 30МГц, что позволяет довольно шустро, обрабатывать поступающую информацию.  Выводы RA0, RA1, RA3, не используются, оставлены на развитие (если будет).

alt

Модуль ввода-вывода.

В виду малого количества выводов у МК, и большого количества элементов индикации и ввода (кнопок), было решено использовать сдвиговой регистр 74HC164.

alt

Транзисторы VT1-VT4 выпаяны из какой то платы, и по обозначению на корпусе подходят под BC817 или BC337, в корпусе SOT23.

alt

Светодиоды LED1-LED10, так же в SMD исполнении, но могут быть заменены на 3мм, без значительного изменения печатной платы.

Вопросы задаем на форуме.

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

Ссылка для скачивания доступна только авторизованным пользователям сайта !

П.С. Эта статья представлена не столько для повторения, сколько для стимула к поиску новых подходов и решений, при создании своих любительских конструкций. 

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.