Ультразвуковая ванна: устройство и апгрейд
Наиболее дешевые и доступные УЗ-ванны — на 0.5 л с продолговатым баком, наподобие CT-400, AOYUE-9050, тысячи их. Бывают они в двух вариантах — однорежимные на 30-35 Вт и двухрежимные 30/50 или 35/60 Вт. Ну, еще бывают с разными блоками управления, но это тема другой статьи. Двухрежимные, разумеется, дороже. Но, на самом деле, различия минимальны и для апгрейда однорежимной ванны до двухрежимной потребуется горстка деталек рублей так на 10-20. Благо, плата как правило предусматривает оба варианта (так дешевле) и в однорежимной просто не установлены некоторые элементы.
Как видно из блок-схемы, режимы отличаются только питанием УЗ генератора — через однополупериодный выпрямитель или двухполупериодный. В однорежимных ваннах отсутствуют мостик и реле, переключающее мощность (реле заменяется перемычкой, а вместо мостика — только его левый нижний диод, или перемычка на его месте), а также отличается схема управления. Собственно, достаточно допаять эти элементы, допилить/переделать схему управления — и ванна станет двухрежимной.
Дополнительно можно сделать вывод — в режиме повышенной мощности амплитуда колебаний та же, т.е. он эквивалентен увеличению выдержки примерно вдвое. Зато ванна в нем работает гораздо тише.
У меня ванна CT-Brand CT-400A, однорежимная 35 Вт с пятиминутным таймером на дискретной логике (не помню, как они сами называют этот вариант). Аналогичная ей двухрежимная 35/60 Вт — CT-400C, в нее-то и будем переделывать.
После разборки внутри обнаруживается плата с тучей пустых мест. На фото их правда уже нет)
На верхней половине корпуса установлены бак с излучателем (таблетка диаметром 50 мм и толщиной 3-6 мм, приклеена в центре на эпоксидку, как раз там где под нее выштампована ямка) и плата с кнопкой и СИДом. Плата опять универсальная, с дырками и под А, и под С 🙂 Этим следует незамедлительно воспользоваться, запаяв второй СИД, кнопку и разъем (и переставив первый СИД — он на месте второй кнопки). Бак же желательно выдавить, почистить от говна, которым он крепился (впрочем, у айоя там вполне нормальный силиконовый герметик — лучше не выдавливать, смысла нет) и посадить на автомобильный герметик, который не разрушает металл (т.е. не выделяет уксусную кислоту или еще какую дрянь).
Крепление таблетки (правда, из другой ванны, но в плане бака они практически идентичны):
Белые потеки — герметик. Если будете садить бак на герметик — аккуратней, эта штука медленно, но верно течет вниз. Так что заливать им надо в два присеста, чтобы герметику было некуда течь (сперва залить в бортик бака, вставить в корпус и выдержать в перевернутом состоянии, пока не засохнет, затем залить щель между корпусом и баком снаружи). Голубоватая сопля на проводе — акрилатовый клей, это тоже моя работа.
Основная плата чуть интересней. Вот снятая с нее схема (с уже дорисованными элементами двухрежимки).
Как видно из схемы, генератор представляет собой автогенерирующий полумост, нагруженный на резонансную цепь L1/C5/Z1. Z1 — УЗ излучатель (пьезотаблетка), L1 — здоровый дроссель, намотанный красным проводом. Небольшой транс на колечке — Т1, трансформатор ОС. В принципе, схема довольно типичная и в версии А представлена в полном варианте. Кстати, из гальванической развязки — только изоляция, положенная китайцами между баком и пьезиком. Так что совать пальцы во включенную в сеть ванну не стоит. Фиг их знает, что они там положили, да и инструкция не советует.
Чуть ниже конденсаторный питальник логики и реле, еще ниже сама логика. Логика представляет собой два реле времени, запускаемые/останавливаемые нажатием кнопки. В их конструкции я так и не разобрался, а впрочем, и не старался. Благо оба одинаковые и можно просто продублировать имеющуюся часть. Узел на VT5/VT6 выключает реле на IC1, если ванна выключена.
В варианте А отсутствуют реле K1 с обвязкой (заменено перемычкой, соответсвующей выключенному состоянию реле), большая часть моста VD2 (стоит только один диод, странно, что не перемычка), IC1 с обвязкой и узел на VT5/VT6.
Точность выдержки у такого таймера фиговая. При заявленной 5 минут реально оно работает около 3:40. Зато дешево.
Еще из апгрейда надо бы сделать поддончик, но пока не придумал конструкцию. Правда ванна и так довольно маленькая, разобранный до потрохов сотовый в нее влазит с трудом (хотя собранных туда два влезут).
Тест на фольге девайс проходит, а вот палец в нем держать можно спокойно (если не считать опасений на тему «а ну как долбанет»). В опробованных растворах (разведенный «Мистер Мускул», жидкость для стеклоомывателей автомобильных) флюс не отмывает. Зато вполне неплохо отмывает грязь, в том числе окислы с плат «утопленничков». На специальную жидкость жабу я еще не уговорил (да и нету ее поблизости), изопропанола тоже маловато, чтобы платы в нем купать, так что одна из основных целей, для которых покупал — не выполняется.
Источник
Ремонт ультразвуковой ванны ULTRASONIC CLEANER УЗИ-1.5-100
Принесли нерабочую ультразвуковую ванну, попросили посмотреть, можно ли её отремонтировать. Сразу сказали, что уже «заглядывали внутрь» и что она даже работала после этого. Проблема, вроде бы в излучателе. Соглашаюсь «посмотреть», хоть опыта по ремонту подобной техники почти никакого, но, надо полагать, поиск поломок всегда примерно одинаков – последовательный осмотр и проверка деталей на целостность.
Начинаю с внешнего осмотра. Повреждений корпуса нет, внутри ничего не болтается и не гремит, сетевой переключатель перещёлкивается без заеданий. На передней панели имеется русскоязычная наклейка «Ванна ультразвуковая УЗИ-1.5-100» (рис.1 и рис.2). Провод питания выходит через днище (рис.3), никакого управления временем работы и мощностью нет – только выключатель питания и индикация включения.
Ванна хоть и называется по-русски «УЗИ-1.5-100», а на задней стенке корпуса приклеен длинный стикер (рис.4), на котором англицкими буквами написано, что это ULTRASONIC CLEANER и приведены некоторые технические характеристики (выходная мощность 50 Вт, частота преобразователя – 40 кГц, объём ванны – 1,3 литра, питание – 220 В, 50 Гц). А ещё чуть ниже имеются предупреждения о том, что температура воды должна быть не выше 70 гр. по Цельсию, что нельзя включать устройство без воды и что при доставании предметов из ванны и погружении в неё, устройство должно быть выключено (рис.5).
Разбирается ванна через донышко, прикрученное к корпусу 6-ю винтами М4. Прозвонка тестером шнура питания и сетевого выключателя никаких проблем не выявила.
Смотрю дальше. Плата электроники установлена на донышке на трёх пластиковых стойках (рис.6), проводники питания и индикации режима работы коммутируются через пластиковый четырёхштырьковый разъём (на рисунке 7 он нижний), выводы пьезоизлучателя подключаются к двум ножевым разъёмам (на рисунке 7 провода в изоляции красного и чёрного цвета в верхней части фото). В корпусе ванны остаются сетевой выключатель и гнездо под светодиод, индицирующий включение питания, всё остальное свободно вынимается (рис.8).
Провод заземления (на рисунке 9 в жёлто-зелёной изоляции) просто подсунут под пластиковый хомут, который крепится к днищу крепёжным винтом и прижимает провод к корпусу.
На фотографиях виден некий серый налёт на металлическом днище, но сама плата электроники находится в более-менее нормальном состоянии – налёт мелкий и редкий, легко убирается кисточкой, потёков на плате нет, ржавчины на металлических выводах элементов тоже (рис.10). Только со стороны печати видны остатки флюса в некоторых местах (рис.11).
Похоже, что сначала паялись все мелкие элементы, плата промывалась, а потом были впаяны транзисторы (рис.12), дроссель фильтра сетевого питания (рис.13), трансформатор и дроссель преобразователя. И плата уже «не мылась».
После очистки платы и проведения более тщательного осмотра никаких внешних признаков повреждения найдено не было. При позвонке тестером поочерёдно всех элементов обнаружилось, что пятиваттный трёхомный резистор находится «в обрыве» (белый керамический прямоугольник на рисунке 7 вверху). Все остальные детали целые. Резистор менять пока не стал, начал осматривать пьезоизлучатель, приклеенный к днищу моечной ванны (рис.14) и вот тут нашлась самая главная и самая нехорошая неисправность – возле одного из выводов видна копоть и сам пьезоэлемент в этом месте частично разрушен (рис.15). Измерение сопротивления по выводам излучателя показывает около 10 кОм – это, скорее всего, «звонится» сажа. Также виден обломанный контактный лепесток и по внешнему виду пайки заметно, что провода уже перепаивались.
Звоню хозяину ванны, рассказываю о неисправности. Он говорит, что да, это он паял и что он найдёт новый рабочий излучатель, только нужен старый для образца. Хорошо, значит надо разбираться, как он приклеен. Внешне клей очень похож на эпоксидную смолу, имеет тёмно-серый матовый цвет, не откалывается, царапается только при сильном нажиме. Проблемка… Посидел в сети, почитал, нашёл «экзотический» способ размягчать эпоксидный клей с помощью муравьиной кислоты. Попробовал отмачивать в течении 20-30 минут – ничего не получилось, клей всё такой же твёрдый. Оставил на сутки – результат тот же… Но, как обычно, всё оказалось намного проще – при нагревании термофеном, выставленным на 250 градусов, клей становится пластичным и начинает крошиться при нажатии лезвием отвёртки. После откалывания всего клея, выступающего по окружности пьезоэлемента и интенсивного прогревания донышка ванны в том месте, где он приклеен, излучатель отвалился при несильном нажатии «на излом». На всю процедуру ушло примерно 20-30 минут. Кстати, в процессе откалывания клея копоть возле вывода была стёрта руками и в какой-то момент пьезоэлемент ударил током. Скорее всего, проводимости по слою копоти и сажи не стало (тестер показывает бесконечное сопротивление) и пьезоэлемент начал преобразовывать приложенную к нему вибрацию в электричество (вибрация передавалась по корпусу ванны от термофена при их касаниях). Напряжение вырабатывалось приличное – при замыкании контактов отвёрткой была видна искра и слышен щелчок. Чтобы избежать повторных ударов током, выводы излучателя были «закорочены» оплёткой от коаксиального кабеля.
Снятый излучатель показан на рис.16. Маркировок на нём никаких нет, максимальная высота около 53 мм, диаметр подошвы, которой приклеивается к ванне – 50 мм. Излучатель состоит из двух пьезопластин диаметром 38 мм и толщиной по 5 мм. Между пластинами зажата металлическая кольцевая пластина с лепестком, выполняющим роль вывода, а второй вывод такой же кольцевой пластины находится между «подошвой» и нижней пьезопластиной. Так как «подошва» гальванически соединяется с верхней массивной металлической частью через болт (чёрный шестигранник), то получается, что излучатель имеет три вывода – средний и два крайних, но крайние конструктивно соединены между собой.
После промывки места пробоя излучателя стало более подробно видно, какие разрушения он имеет (рис.17).
На самый низ «подошвы» сбоку нанесена рифлёная поверхность (рис.18). Надо полагать, для лучшего сцепления с клеем.
На приклеиваемой поверхности «подошвы» видно, что клей не очень равномерно нанесён по всей поверхности, а присутствует немного в центре тонким слоем и более толстым по краю (рис.19 и рис.20).
А при осмотре места приклеивания излучателя к ванне видно, что оно немного смещено в сторону от центра (рис.14). Хотя, может быть, это было сделано с умыслом – для недопущения лишних механических резонансов конструкции. Но днище ванны не строго плоское, оно имеет изгиб тем больший, чем ближе к краю и, соответственно, точек соприкосновения плоскости излучателя с металлом при таком местоположении становится меньше. Что, скорее всего, и явилось причиной неравномерного слоя клея.
Пока хозяин ванны искал излучатель, попробовал разобраться в схеме преобразователя напряжения. Плата большая, детали достаточно крупные, все связи отлично видно. В итоге получилась схема, показанная на рисунке 21 и на всякий случай была разведена плата (рис.22) с размерами и монтажом, максимально приближенными к оригиналу (файл разводки печатной в формате программы LAYOUT 5 находится в приложении, вид сделан со стороны печати, для изготовления по лазерно-утюжной технологии нужно включать режим «зеркально»).
На принципиальной схеме есть резисторы, не имеющие порядкового номера – на оригинальной плате они никак не обозначены. Кроме того, на плате есть дополнительные дорожки для установки других элементов (в приведённых схеме и «самопальной» плате они отсутствуют). Транзисторы тоже не пронумерованы, но они одинаковые и их как не путай, всё равно будет правильно. На рисунке 10 видно, что оригинальная плата имеет маркировку 5А6077-1.
Привезённый новый излучатель имел более высокую «подошву» и, соответственно, бОльшую высоту — около 70 мм, хотя размеры самих пьезоэлементов такие же, как и у «родного». Из-за бОльшей высоты установить излучатель на старое место не получалось – мешали детали печатной платы. Но, оказалось, что если его сдвинуть в сторону (рис.23), то он нормально входит и его «макушка» будет располагаться над «низкорослыми» деталями С4, R4, С5. Так как других вариантов нет, то осталось уточнить местоположение. «Макушка» излучателя была обмотана изолентой и малярным скотчем таким слоем, что её размер увеличился на 4-5 мм. Это сделано для того, чтобы после удаления изоленты со скотчем, вокруг «макушки» получилось некоторое свободное пространство до ближайших элементов схемы.
Клей использовался эпоксидный – ЭДП (рис.24). Для придания небольшой пластичности в него были добавлены мелкие опилки стеклотекстолита в объёмном отношении 1:1. Полученную массу нанёс тонким слоем на дно ванны (рис.25) и «подошву» излучателя (рис.26). Затем установил излучатель «по месту» и несколькими круговыми движениями с небольшим прижимом «притёр» к поверхности. Как видно по фотографиям, клея надо около 1 кубического сантиметра (или 1 миллилитра).
Так как дно ванны имеет некоторую покатость, а излучатель приклеивается ближе к краю дна, то для того, чтобы излучатель не «съехал в сторону» надо устранить наклон, выровняв поверхность по горизонтали. Для этого достаточно подложить под ту сторону корпуса ванны, куда идёт наклон, деревянную линейку или небольшой напильник. Пока клей жидкий, ещё раз проверил, не будет ли плата задевать за излучатель.
Клей с наполнителем схватывался дольше «чистого», поэтому проверку работоспособности провёл через двое суток. За это время немного почистил дно-закрывашку от налёта, заменил крепёжные стойки на меньшей высоты (рис.28), что дополнительно дало прибавление расстояния от излучателя до деталей схемы, и вместо сгоревшего резистора R4 3 Ом/ 5 Вт поставил два МЛТ-2 10 Ом в параллельном включении (рис.29). Судя по схеме, правильнее было бы поставить 3 резистора по 10 Ом, но третий резистор никак не вмещается по высоте.
При первой послеремонтной проверке ничего не взорвалось и даже не сгорело – налив в ванну воды и дав ей поработать 1-2 минуты, выключил и быстренько разобрал для осмотра и проверки тепловых режимов. На плате ничего не нагрелось (даже резисторы МЛТ-2), на клее никаких трещин и повреждений не видно. При повторном включении добавил в воду чистящее средство и на сантиметровый слой поролона положил небольшие металлические изделия (рис.30). Ванна проработала 15 минут, очистив «железяки» от грязи и остатков лака на их поверхности. Во время проверки стоял рядом и слушал, не будет ли меняться звук работающей ванны – но, нет, всё нормально, звук не менялся.
Опять разобрал и осмотрел внутренности – клей в норме, резисторы МЛТ-2 и радиаторы транзисторов чуть тёплые. Заметно теплее были сердечники трансформатора и дросселя, но не горячие – температура менее 50 градусов. Надо полагать, это не критично.
Несколько замечаний и дополнений.
Во-первых, на всякий случай, более «крупные» фотографии дросселя, выходного трансформатора и возбуждающего (рис.31, рис.32 и рис.33).
Во-вторых, во время осмотра оказалось, что сама моечная ванна гальванически не соединяется с корпусом, а держится на силиконовом герметике (рис.34). Это, наверное, сделано для того, чтобы вибрация не передавалась на корпус.
И в-третьих, конструктивное крепление излучателя к дну моечной ванны говорит о их возможном гальваническом контакте, и поэтому, глядя на схему, логично было бы предположить, что два левых вывода излучателя, что соединяются с «подошвой», должны идти не к левому выводу конденсатора С5, а к правому. Т.е. надо бы поменять выводы на ножевых разъёмах Х2. Хотя, может быть, это и не важно, но мысль о том, что хозяин ванны при сборке мог случайно поменять выводы излучателя, не даёт покоя.
Источник