Хочу температуру

Фото: Рэнди Клетт

Когда я впервые научился паять, Я сделал это с помощью дешевого утюга, не осознавая, насколько это ужасны. Лишь несколько лет спустя я купил паяльную станцию ​​с регулируемой температурой. Они используют тепловую обратную связь для поддержания заданной температуры жала, и вскоре я понял, что хорошие паяные соединения легко сделать, если у вас есть хорошее оборудование. Я пользуюсь той же самой паяльной станцией Weller WTCPN уже почти четыре десятилетия, полностью отказавшись от утюгов без контроля температуры.

Однако такая позиция в отношении паяльников недавно поставила меня в затруднительное положение, когда я начал изучать варианты беспроводных паяльников. Беспроводные утюги незаменимы в тех случаях, когда вам нужно что-то припаять, а розетки нет. Однако мне не удалось найти в продаже беспроводной утюг с регулировкой температуры. Поэтому я решил построить себе такой.

Моя любовь к моей верной паяльной станции Weller продиктовала первый критерий проектирования — она должна была обеспечивать такой же качественный контроль температуры — а также предложила стратегию достижения этой цели: систему Weller Magnastat [PDF]. Позволь мне объяснить. Веллер давно придумал умный способ обеспечить обратную связь и контроль температуры без использования какой-либо электроники. Он основан на физике ферромагнитных материалов, которые теряют свой магнетизм при нагревании выше определенной температуры, известной как точка Кюри. В системе Веллера Магнастат используются три магнитных компонента рядом с наконечником: два внутри нормально разомкнутого переключателя, а другой встроен в сам наконечник. Компоненты внутри переключателя (один подвижный) имеют очень высокую точку Кюри, тогда как компонент на наконечнике имеет точку Кюри, равную желаемой температуре пайки.

Когда утюг холодный, подвижный постоянный магнит в переключателе притягивается к ферромагнитному наконечнику, замыкая переключатель и посылая энергию на нагревательный элемент. Затем наконечник нагревается. Когда магнит в наконечнике превышает температуру Кюри и теряет свой магнетизм, подвижный магнит смещается в сторону неподвижного магнита в переключателе, вызывая размыкание переключателя и отключение питания. Когда наконечник остывает ниже точки Кюри, он намагничивается под действием поля ближайшего подвижного магнита, который затем притягивается к нему, замыкая переключатель и повторно подавая питание. Престо — температурная обратная связь!

Для своего беспроводного утюга я продублировал эту систему, заказав в компании Mouser Electronics некоторые запасные части Magnastat: магнитный переключатель, нагревательный элемент, наконечник и корпус, используемый для его удержания. Задача заключалась в том, чтобы подать на наконечник напряжение 24 В или около того. Моя паяльная станция Weller содержит массивный трансформатор, который работает от сетевой розетки, тогда как мой беспроводной утюг, очевидно, должен работать от батареек.

Вы можете легко взять целый паяльник Magnastat и запитать его от пары 12-вольтовых свинцово-кислотных батарей. Но я стремился к чему-то более портативному. Именно тогда мне пришло в голову упаковать свой беспроводной утюг в другое устройство, которое мне нравится: фонарик Maglite.

Маглиты изготовлены из тщательно обработанного анодированного алюминия с привлекательной накаткой. Я купил модель с двумя D-элементами без светодиодов в ближайшем хозяйственном магазине и разобрал ее, для чего потребовалось купить сменный переключатель для фонарика, чтобы я мог получить необходимый ключ Torx.

Конечно, две батарейки D обеспечат всего лишь 3 Вольта. Но в этом фонаре достаточно места для шести 14500 литий-ионных элементов, которые вместе могут обеспечить напряжение около 22 В. После долгих поисков я нашел источник трехэлементного держателя для батарей типа АА, который соединяет их последовательно и имеет размер примерно с батарею D. Так что все, что мне нужно было сделать, это купить два таких держателя и оснастить их 14500 литий-ионными аккумуляторными батареями, размером с батарейку типа АА.

Сложность здесь в том, что я хотел использовать защищенные литий-ионные элементы. В них встроена небольшая схема, которая решает такие проблемы, как перезарядка или короткое замыкание, из-за которых литий-ионные батареи могут совершать неприятные вещи, например, возгораться. Эти ячейки имеют тенденцию быть немного длинными, потому что схема защиты неуклюже увеличивает их длину. (Похоже, энтузиасты фонарей часто сталкиваются с этой проблемой.) Моим решением было купить шесть элементов Xtar, которые немного короче, чем большинство 14500-х. Я был рад, что сделал это, потому что они идеально вписались в мои держатели.