Gloeiplugmodulator
In de modelbouw wordt veel gebruik gemaakt van explosiemotoren die m.b.v. een z.g. gloeiplug gestart moeten worden. Nu komt het nogal eens voor dat zo'n gloeiplug vochtig of vuil wordt met als gevolg dat de motor niet aanslaat. Door de dissipatie van de plug dan tijdelijk te verhogen, wordt de gloeiplug a.h.w. schoongebrand. De schakeling is gebaseerd op het feit dat de gloeiplug een positieve temperatuurskoëfficiënt heeft. De schakeling rond IC3 geeft een driehoekvormig signaal van zo'n 1 kHz. Over C3 staat een spanning die varieert tussen 1/3 en 2/3 van de voedingsspanning.
Wanneer de gloeiplug nog koud is, is de weerstand naar verhouding gering. Daardoor is de spanning op pen 2 van IC1 hoger dan die op pen 3. De uitgang is dan laag, zodat ook pen 3 van IC2 laag is. Op pen 2 van dit IC staat de al genoemde variërende gelijkspanning waardoor de uitgang laag is. T2 en T1 geleiden dan waardoor een stroom, waarvan de grootte wordt beperkt door de waarde van R1, door de gloeiplug gaat lopen. Deze stroom kan het beste worden beperkt tot 2 × Inom. van de gloeiplug om te voorkomen dat bij een gedeeltelijk vochtige gloeispiraal het droge gedeelte doorbrandt.
Door de vrij hoge stroom wordt de plug snel heet en dankzij de positieve temperatuurskoëfficiënt neemt de spanning over 'Rx' dan toe. Wanneer de spanning op pen 3 hoger is dan de spanning op pen 2, zal de uitgangsspanning van IC1 ongeveer 220 maal zo groot zijn als het spanningsverschil. Hierdoor wordt C1 opgeladen, hetgeen te zien is aan het uitslaan van de meter. Wanneer de spanning op pen 3 van IC2 hoger wordt dan 1/3 van de voedingsspanning zal de uitgang van deze komparator de 1 kHz golf op pen 2 gaan volgen, waarbij de duty-cycle echter afhankelijk is van de precieze hoogte van de spanning op pen 3. Hoe hoger de spanning op pen 3 is, hoe kleiner de duty-cycle. Wordt de spanning hoger dan 2/3 van de voedingsspanning dan is de uitgang van IC2 voortdurend hoog en zijn T1 en T2 gesperd. Na de korte inschakel(gelijk)stroom, zal door de gloeiplug dus altijd een blokvormige stroom lopen waarvan de duty-cycle afhankelijk is van de gloeiplug-temperatuur. Bij een vuile of vochtige gloeiplug daalt de weerstand en zal de duty-cycle van de stroom toenemen en het meetinstrument minder ver uitslaan.
Figuur 1.
| R1 | 1Ω5 17W |
| R2 | 0,47 Ω 9W |
| R3,R4 | 100 Ω |
| R5 | 47 Ω |
| R6,R7,R11,R13,R16,R17,R18,R20 | 10k |
| R8 | 4M7 |
| R9 | 2M2 |
| R10,R14,R15 | 1 k |
| R12 | 1 M |
| R19 | 68 k |
| P1 | 100 Ω lin potentiometer |
| P2 | 50 k instelpotentiometer |
| C1 | 1µ5/16 V |
| C2 | 220 µ/16 V |
| C3 | 10n |
| T1 | 2N3055 |
| T2 | BD140 |
| D1 | 1N4148 |
| IC1 | 3140 |
| IC2,IC3 | 741 |
| knop | voor P1 met merkstreep |
| M1 | meetinstrument 100... 500 µA |
| EPS 78042 |
De spanning op pen 2 van IC1 is instelbaar (R2, Rx, R4, R5 en P1 vormen een brugschakeling) zodat daarmee in feite de gloeigraad (temperatuur) van de plug kan worden ingesteld.
De afregeling gaat als volgt in zijn werk:
P2 wordt op maximale weerstand ingesteld (mocht er geen meetinstrument worden aangesloten dan dienen de daarvoor bestemde klemmen te worden kortgesloten). Met P1 kan nu de gewenste temperatuur van de plug worden ingesteld. P2 wordt vervolgens afgeregeld op volle uitslag van de meter. Door de gloeiplug door . blazen af te koelen kan desgewenst een indikatie worden verkregen van het verband tussen de temperatuur van de plug en de meteruitslag. Zoals vermeld bepaalt de waarde van R1 de grootte van de stroom. Bij de aangegeven waarde van R1 bedraagt de stroom zo'n 4 A. Bij toepassing van een zogenaamde koude gloeiplug kan de waarde van R1 worden verkleind tot bv. 1 Ω.
Nu is geen gloeiplug gelijk aan een andere, dus voor iedere gloeiplug dient de juiste stand van P1 te worden bepaald. Een merkstreepje bij de juiste stand van P1 voor een bepaalde gloeiplug is dus niet alleen gemakkelijk, maar ook noodzakelijk daar het te ver verdraaien van P1 kan leiden tot oververhitting van de plug.
Een versie waarbij de gloeiplug volledig beveiligd is tegen een te grote warmte-ontwikkeling kan worden verkregen door R4 te vergroten totdat de maximale verdraaiing van P1 overeenkomt met de gewenste gloeigraad.
Al met al wordt m.b.v. deze schakeling ten eerste de gloeigraad geregeld, ten tweede eventueel vuil of vocht van de gloeiplug verwijderd en ten derde wordt een optische indikatie van de gloeigraad verkregen. Er dient te worden opgemerkt dat de 2N3055 van een voldoend, grote koelvin moet worden voorzien. De schakeling kan direkt uit de autoakku worden gevoed (bijvoorbeeld via de sigareaansteker) mits de akkuspanning niet lager is dan 9 V.
