Aluminijum ( Al ) je izvanredan materijal za mehaničke konstrukcije, a sve češće se upotrebljava i u elektronici. Lagan je i mekan pa se lako obrađuje, ali ima i jednu „negativnu osobinu“: ne može se lemiti. Malo je poznata jednostavna metoda lemljenja aluminijuma koju može izvesti svako sa prosečno opremljenom radionicom. U početku je taj posao i meni izgledao komplikovano, ali spretnost i dugogodišnja praksa u lemljenju pokazuju da nije baš tako.
Čitav problem proizilazi iz brze, gotovo trenutne oksidacije aluminijuma na njegovoj površini, što sprečava dodir aluminijuma sa sredstvom za lemljenje ( cin, tinol ). Da bi se omogućilo lemljenje, potrebno je na neki način brzo i efikasno sprečiti oksidaciju. Za manje komade ovog metala to se može učiniti vrlo jednostavno. Potrebna je lemilica veće snage ( preko 100 W ), cin, ili tinol, kantica sa mašinskim uljem za podmazivanje i nožić, ili žilet. Delove koje želimo zalemiti prvo ćemo prevući slojem cina, ili tinola na sledeći način: na površinu koju lemimo kapnemo nekoliko kapi mašinskog ulja, tako da se površina potpuno prekrije. Ulje će sprečiti dodir vazduha i aluminijuma i na taj način sprečiti oksidaciju. Žiletom, ili oštrim nožićem preko ulja ostružemo površinu aluminijuma tako da postane sjajna. Ostrugani delovi moraju biti stalno prekriveni sa uljem, jer će u protivnom ponovo doći do oksidacije. Pomoću dobro zagrejane lemilice kapnemo rastopljeni tinol sa visine od 10 mm na ostrugane delove koje spajamo, tako da prekrije sve ostrugane delove, jer će posle izgaranja ulja tinol preuzeti zaštitu površine. Dobro zagrejan vrh lemilice prislonimo na površinu aluminijuma i zagrevamo tako dugo dok ulje ne izgori i tinol se „uhvati“ za aluminijum. Potrebno je snažno lemilo zato što je aluminijum dobar provodnik toplote koja će se brzo prenositi.
Na taj način potrebno je prevući oba dela koje želimo zalemiti (čvrsto spojiti). Kada smo to učinili delove međusobno dodirnemo i ponovo zagrejemo dok se ne spoje. Ako je potreban bolji spoj, možemo dodati još tinola, ili cina. Spoj će biti veoma čvrst i posao je završen. Na kraju, za one koji ne veruju da se i aluminijum može lemiti preporučujem da pogledaju ceo postupak u mom serijalu „Mala škola elektronike“, emisija 9, koja se može preuzeti sa YouTube.
Cena fabričkih punjača akumulatora još uvek je relativno visoka, tako da se za dobrog konstruktora uvek isplati samostalna konstrukcija, uz napomenu da je najskuplja stavka odgovarajući transformator koji će dati potrebnu snagu prilikom punjenja akumulatora većeg kapaciteta. Ukoliko koristimo punjače koji daju izlazni napon preko 14,8 V brzo ćemo upropastiti ćelije akumulatora čiji je napon 12 V, što se često dešava sa punjačima koje smo jeftino nabavili na otpadu, ili na pijaci. Pored dozvoljenog napona, prilikom punjenja treba voditi računa i o jačini struje punjenja od koje zavisi vreme za koje se neki akumulator potpuno napuni. Kapacitet akumulatora izražava se u Ah, a manja jedinica je mAh (miliamper čas ), što moramo imati u vidu kod namenske gradnje punjača ( t = q/I ).
Do sada sam u mom višegodišnjem konstruktorskom radu koristio različite ispravljače i punjače, kako fabričke, tako i samostalne konstrukcije. Dobar ispravljač, figurativno rečeno, je dobar “izvor hrane” za bilo koji uređaj, a posebno za pravilno punjenje akumulatora. Ovim ispravljačem može se podesiti struja punjenja kontinualno od 0,5 A – 7,5 A, za akumulatore od 6 V, ili 12 V, a punjenje se automatski prekida kod napunjenog akumulatora. Na sekundaru mrežnog transformatora potrebno je imati naizmenične napone od 10 V i 20 V ( ili samo jedan od njih, pri čemu ne treba preklopnik za izbor napona) koji se ispravlja u mostu D1 - D4. Napon baze T3 određen je sa R1, P3, D6 i R2, a kako struja kroz tranzistor T4 zavisi od napona baze na T3, sa P3 se podešava jačina struje punjenja akumulatora. Preklopnik Pr1/Pr2 je dvopolni sa kontaktima do 10 A. U položaju “12 V” baza od T1 dobija preko R4 i razdelnika D7, D8 i D9, P1 i R5 takvu polarizaciju da T1 blokira, a time blokira i T2, pa T2 nema uticaja na potenciometar P3. Kada napon akumulatora dostigne oko 14,1 V ( 90% napunjena baterija ), usled nastale pozitivne polarizacije, baza T1 počinje da provodi, a sa njime i T2, usled čega baza od T3 postaje pozitivnija, što dovodi do blokiranja T3, a preko njega i do blokiranja T4, tj. do prekida struje punjenja. Dioda D5 ( 10 A ) sprečava povratnu struju iz akumulatora u ispravljač.
Ako je preklopnik Pr1/2 u položaju “6 V” prestaje dalje punjenje kod napona akumulatora od 7 V. Trimerima P1 i P2 podešava se napon isključivanja kod 14,1 V, odnosno 7 V. Sa C2 i C3 sprečava se pojava neprijatnih VF oscilacija u kolima ispravljača. Zbog velike disipacije oba tranzistora ( T3 i T4 ) treba odvojeno montirati na odgovarajuće hladnjake, što je označeno i na šemi.
Struja punjenja meri se ampermetrom M1 za koji se koristi miliampermetar od 1 mA, koji se preko trimera P4 veže paralelno na R1. Sa P4 baždari se M1 uz pomoć spoljnjeg ampermetra opsega 10 A, koji je vezan između ispravljača i akumulatora. Tranzistori T1 i T2 su tipa BC107, odnosno BC157, D6 - D8 i D10 su tipa BA209, ili BA517, a D1 - D5 su za 10 A tipa BY284. Transformator je motan na jezgru 3,6 x 3,6 cm ( S = 12,96 cm2, P = 168 W ) sa E/I limom broj 7. Primar ima 760 namotaja CuL 0,5 mm, a sekundar 38 + 38 namotaja CuL prečnika 1,6 mm.
Navedena konstrukcija je prilikom rada dala odlične rezultate, ne samo kod stabilnog napajanja većine uređaja, već i kod punjenja akumulatora različitih vrsta i namena. Posebno su na punjenje osetljivi čelični akumulatori. Pravilno dimenzionisana struja i napon punjenja produžuju njihov vek trajanja. Sa ovakvim ispravljačem baterija čeličnog akumulatora ( 12 V, 7 Ah ) me služila preko deset godina, dok sa ispravljačem koji nema stabilan napon i odgovarajuću struju punjenja slična baterija nije mogla da izdrži ni godinu dana. Ovakav sistem je veoma upotrebljiv kod nekih rešenja rezervnog napajanja, ili kod preklapanja mreža-baterija, o čemu sam detaljnije pisao u mojim ranijim člancima.
Ponekad se desi da neka jednostavna konstruktorska rešenja budu bolja i praktičnija od složenih, posebno ako je u pitanju mali prostor i preciznost rada elektronike uređaja. Regulatori temperature fabričke izrade daleko su složeniji, sa nešto većim brojem funkcija, ali su opravdano skuplji u odnosu na konstrukcije date na šemi koje, zavisno od potreba, u praksi mogu dati zadovoljavajuće rezultate. Eksperimentisao sam sa različitim regulatorima temperature koji imaju daljinsko relejno upravljanje pomoću senzora od NTC otpornika, ali i sa termistorima fabričke proizvodnje. Kod jednog složenog aparata, sa nekoliko povezanih funkcija, zahtev je bio da se temperatura zadaje sa dva bliska mesta kontrole, pod uslovom da regulator radi u režimu povišene temperature ( 20 - 80 stepeni C ).
Upotreba IC za tražene uslove rada nije bila moguća, tako da sam pribegao veoma jednostavnim šemama koje sam našao u nemačkom časopisu („Radio Fernsehen Elektronik“) koje su se pokazale dosta pouzdanim. Ključ rešenja je upotreba isključivo silicijumskih tranzistora. Regulator sa slike 1. napravljen je na bazi Šmitovog okidnog kola sa temperaturno-zavisnim deliteljem napona u bazi tranzistora T1. U jednoj grani ovog delitelja nalazi se senzor-termistor R8, a u drugoj otpornik R2. Delitelj se napaja stabilnim naponom sa cener diode D1. Okidno kolo upravlja sa naponom koji vlada na termistoru R8. Napon pri kome nastupa prelazak iz jednog u drugi režim tranzistora T1, a time i celog okidnog kola, iznosi oko 1,3 V. Pomoću promenljivog otpornika R4 moguće je podesiti režim u kolu tako da se izabrana temperatura održava konstantnom, a opseg izbora temperature kreće se od 20 do 80 stepeni (C).
U drugoj šemi regulatora temperature izabrani su komplementarni tranzistori (slika 2.). Ovde je davač (senzor) R7 vezan u jednu granu mosta, a ostale grane sačinjavaju otpornici: R2/R3-R4-R1/R8. U jednu od dijagonala mosta vezan je stabilan izvor napajanja od 12 V, a u drugu spoj baza-emiter tranzistora T1. Napon na otporniku R4 iznosi približno 5,8 V. Ako ovom naponu dodamo napon praga tranzistora T1, dobićemo napon preklapanja regulatora temperature, tj. napon pri kome kolo prelazi iz jednog stanja u drugo stanje, odnosno kada se uključuje, ili isključuje zagrevanje preko nekog odabranog grejnog tela.
Tranzistori T1 i T2 u šemi na slici 1. mogu biti poznati domaći, tipa BC-107 - BC109, cener dioda D1 može da bude BZ5, a za D2 i D3 mogu se upotrebiti domaće AAZ21. U šemi na slici 2. za T1 u obzir dolazi neki od domaćih tranzistora BC212 - BC214. Tranzistor T2 može da bude iz klase BC107 - BC109, a dioda domaća AAZ21. Relej treba sigurno da privlači kotvu pri struji od 30 mA ( 12 V ), ili manjoj, a za prebacivanje se koriste mirni kontakti releja. Kao termistor može da se koristi neki manji NTC otpornik, uz uslov da mu se pogodnom obradom ( na šmirgl-šajbni ) debljina tela znatno smanji i tako poveća otpornost, a istovremeno smanji toplotna inercija, jer mu se time smanjuje i masa. Navedenu radnju treba pažljivo uraditi kako ne bi došlo do oštećenja NTC otpornika. Najbolje je, naravno, upotrebiti fabričke termistore od kojih zavisi preciznost regulacije željene temperature. Izbor odabrane temperature najbolje je kontrolisati, a ujedno podešavati nekim preciznim živinim, ili elektronskim termometrom.
Na kraju, šta se korisno dobilo ovom jednostavnom elektronskom konstrukcijom: pouzdan rad regulatora temperature sa komponentama koje nisu preterano osetljive na visoku temperaturu, male dimenzije uređaja koji nema elektrolitičkih kondenzatora, koji se na visokim temperaturama veoma brzo suše i tačnost regulacije pri izabranoj temperaturi: vrednosti od +/- 1 stepen ( C ) za uređaj sa slike 1. i +/- 0,1 stepen ( C ) za uređaj sa slike 2, što znači da je ovaj dosta precizniji u kontroli zadate temperature. Šeme su proverene u praksi sa rezultatom koji je iznad očekivanog, pošto regulator brzo reaguje i na najmanju promenu temperature. Za stabilan rad regulatora treba koristiti stabilan izvor napajanja vrednosti 12 V ( 300 mA ).