С. КОСЕНКО, г. Воронеж
Хотя эффективность малогабаритных ультразвуковых стиральных машин (УЗСМ) вызывает определенные сомнения, все же они находят своего потребителя, эксплуатируются, а значит, иногда выходят из строя. К сожалению, информации об устройстве и электрических схемах этих бытовых приборов в литературе и даже в Интернете очень мало, что создает определенные трудности, если УЗСМ приходится ремонтировать самостоятельно. Предлагаемая статья частично решает эту проблему.
Начнем с физических основ функционирования УЗСМ. Периодические колебания стенок погруженного в жидкость излучателя ультразвука приводят в движение соприкасающиеся с ними ее частицы. В результате в жидкости образуются движущиеся со скоростью звука в направлении от излучателя зоны повышенного и пониженного давления. Там, где давление понижено, микроскопические пузырьки растворенного в жидкости воздуха увеличиваются в диаметре, а в зонах сжатия - уменьшаются. Если амплитуда колебаний давления достаточно велика, силы, воздействующие на поверхность пузырьков, превышают силу поверхностного натяжения, и только что образовавшиеся пузырьки "схлопываются", порождая ударные волны, способные разрушать попадающие под их воздействие твердые частицы.
Это явление называют кавитацией. Возникая непреднамеренно, она бывает вредной, разрушая, например, лопасти гребных винтов. Однако кавитация, создаваемая искусственно с помощью ультразвука, эффективно очищает от загрязнений поверхность различных материалов. Частота ультразвука в промышленных моющих установках обычно лежит в диапазоне 20...800 кГц, а его удельная мощность - не менее 1 Вт/см3.
При стирке тканей доводить процесс до кавитации нет необходимости, более того, ее следует избегать, чтобы не разрушить волокна ткани. Но даже в результате докавитационной пульсации воздушных микропузырьков эффективность стирки повышается, поскольку моющая жидкость "работает" не только на поверхности ткани, но и в капиллярных каналах внутри нее.
Несмотря на сравнительно небольшую мощность ультразвуковых колебаний, создаваемых УЗСМ, образование пузырьков в жидкости можно наблюдать воочию. Подогрейте до 50...60°С небольшое количество (0,5...0,7 л) обычной водопроводной воды и налейте ее в двухлитровую пластиковую бутылку с обрезанной верхней частью. Излучатель УЗСМ поместите на дно бутылки. При включеном питании
УЗСМ образующиеся над излучателем микропузырьки объединяются в хорошо видимые скопления, разбегающиеся от него по замысловатым траекториям. Это может служить признаком работоспособности прибора. Другой способ проверки УЗСМ - с помощью специально изготовленного индикатора ультразвука . Используя такой прибор, можно убедиться, в частности, что возбужденный в жидкости ультразвук практически не выходит за пределы сосуда, отражаясь от его стенок и от границы раздела воздух-жидкость.
Исправность УЗСМ можно оценить и косвенно по потребляемому от питающей сети току. У проверенной автором вполне исправной УЗСМ "Ультратон МС-2000" этот ток находился в интервале 25...30 мА, что при напряжении 220 В соответствует потребляемой мощности около 5 Вт. Довольно далеко от указанных в паспорте "не более 15 Вт", хотя формальное соответствие документации налицо. В отсутствие генерации потребляемый ток еще в несколько раз меньше. Выпускаемые различными фирмами УЗСМ весьма просты по схеме, однако схемы эти найти очень сложно, так как сами изготовители их не распространяют и не прикладывают к продаваемым изделиям. Для того чтобы устранить самые простые неисправности, не прибегая к услугам сервисных центров, радиолюбителям приходится самостоятельно составлять схему отказавшего прибора, "расшифровывая" рисунок печатных проводников на его плате.
Составленная таким образом схема одной из УЗСМ уже была опубликована . Несколько более сложная схема УЗСМ "Ультратон МС-2000" изображена на рис. 1. Учтите, что позиционные обозначения ее элементов могут не соответствовать заводским, поскольку на исследованной автором печатной плате они отсутствуют.
Основной элемент устройства - генератор импульсов с полумостовым выходом на микросхеме IR53HD420, подробное описание которой можно найти в , а упрощенная схема внутреннего устройства изображена на рис. 2. Эта гибридная микросхема предназначена для применения в маломощных двухтактных импульсных преобразователях и представляет собой известную микросхему IR2153 для "электронных балластов", дополненную выходными полевыми транзисторами и диодом с малым временем восстановления обратного сопротивления, назначение которого будет пояснено далее.
Максимальное напряжение питания транзисторного полумоста - 500 В; сопротивление каналов сток-исток полевых транзисторов в открытом состоянии - 3 Ом; максимальный средний ток стока этих транзисторов при температуре корпуса 85 °С - 0,5 А; максимальная частота коммутации - 1 МГц; максимальная рассеиваемая мощность - 2 Вт; время восстановления обратного сопротивления диода - 50 нс.
Сетевое напряжение через токоограничивающие резисторы R1R2 и фильтр L1C1C2 поступает на диодный мост VD1. Выпрямленное, пульсирующее с частотой 100 Гц напряжение, пройдя через плавкую вставку FU1, используется для питания устройства. Через 1...2с после включения прибора в сеть напряжение на конденсаторе СЗ достигает 9 В и микросхема DD1 начинает работать. Напряжение ее питания в установившемся режиме (12... 13 В) ограничено внутренним стабилитроном. При указанных на схеме номиналах элементов цепи C4R3R4 частота выходных импульсов микросхемы - около 20,5 кГц (точное значение устанавливают подстроечным резистором R4).
При поочередном включении коммутирующих транзисторов потенциал точки соединения истока "верхнего" транзистора VT1" и стока "нижнего" транзистора VT2" становится приблизительно равным либо поданному на сток транзистора VT1 напряжению +310 В, либо нулю. При этом напряжение между затвором и истоком транзистора VT1" должно изменяться от 0 до +12 В. Для того чтобы обеспечить такой режим, напряжение на выводе 6 микросхемы IR53HD420, питающее каскад, формирующий импульсы на затворе транзистора VT1, должно изменяться синхронно с потенциалом истока этого транзистора. Такой режим достигается подключением конденсатора С5 (см. рис. 1) между выводами 6 и 7 микросхемы. Когда транзистор VT2" открыт, этот конденсатор заряжается через диод VD1" и через открытый транзистор до напряжения приблизительно 12 В. При переключении транзисторов напряжение на выводах 6 и 7 растет и диод VD1" закрывается, но энергия, запасенная в конденсаторе, продолжает питать каскад, управляющий транзистором VT1". В зарубежной литературе такой способ организации питания каскада, управляющего транзистором в верхнем плече полумоста, называют "charge pump" - зарядовый насос.
К выходу микросхемы IR53HD420 через разделительный конденсатор С6 подключена первичная обмотка трансформатора Т1. Его вторичная обмотка нагружена пьезокерамическим излучателем ультразвука BQ1. Светодиод HL1, включаясь через 1...2 с после подачи на УЗСМ сетевого напряжения, сигнализирует о нормальной работе микросхемы DD1. Конечно, он будет светиться и при обрывах в обмотках трансформатора Т1 или при неисправном излучателе BQ1, но такая индикация все-таки лучше, чем простой контроль наличия сетевого напряжения.
Осциллограмма напряжения на выходе микросхемы показана на рис. 3. Флуктуация вершин импульсов - следствие питания выходных полевых транзисторов микросхемы практически несглаженным, пульсирующим с частотой 100 Гц напряжением. После разделительного конденсатора напряжение теряет постоянную составляющую и на обмотке I трансформатора Т1 приобретает форму, показанную на рис. 4.
На обмотке II трансформатора Т1 и на излучателе BQ1, благодаря резонансным свойствам последнего, напряжение почти синусоидально (рис. 5). Обратите внимание на значительную амплитуду этого напряжения. А ведь оно действует и в кабеле, соединяющем излучатель с генераторной частью УЗСМ. Создавае мые им наводки могут заметно исказить показания чувствительных акустических приборов, используемых для измерения интенсивности ультразвука, не говоря уж о возможности электротравмы при нарушении изоляции кабеля.
Низкочастотную модуляцию излучаемого УЗСМ ультразвука легко устранить или уменьшить, подключив параллельно конденсатору С7 еще один емкостью 10 и более микрофарад. Одновременно возрастет и средняя мощность колебаний. Экспериментальная проверка показывает, что дополнительный нагрев микросхемы DD1 и трансформатора Т1 при этом практически неощутим. Почему же этого не делают?
Основное назначение низкочастотной модуляции излучаемого УЗСМ ультразвука заключается, по мнению автора, отнюдь не в облегчении теплового режима коммутирующих транзисторов или в снижении температуры магнитопровода. Необходимость модуляции обусловлена известным физическим явлением, называемым интерференцией волн. В объеме жидкости, находящейся в тазу при стирке, возникают стоячие ультразвуковые волны - результат интерференции прямых волн с отраженными от поверхности раздела "вода-воздух" и от стенок таза. В результате при постоянной частоте ультразвуковых колебаний неминуемо образуются "мертвые зоны", где интенсивность ультразвука минимальна. Модуляция способствует "размыванию" таких зон, поскольку фаза приходящих в них ультразвуковых колебаний разной частоты, образующихся в результате модуляции, различна и их сложение уже не дает нулевого результата.
В заключение привожу таблицу неисправностей УЗСМ "Ультратон МС-2000" и их возможных причин. Работоспособность прибора восстанавливают заменой отказавшего элемента. Частоту внутреннего генератора микросхемы DD1 регулируют подстроечным резистором R4 по максимуму напряжения на излучателе BQ1.
Автор надеется, что изложенный материал поможет радиолюбителям в самостоятельном ремонте УЗСМ. При этом не следует забывать о наличии в устройстве гальванической связи его элементов с сетью, а также переменного напряжения амплитудой более 600 В, что представляет большую опасность для человеческого организма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Косенко С. Ультразвуковой индикатор. - Радио, 2006, № 12,с.37-39.
2. Сакевич Н. Ремонт ультразвуковой стиральной машинки "Ретона". - Радио, 2006, № 6, с. 44.
3. Self-oscillating Half Bridge IR53H(D)420. - .
От редакции. Для проявления описанного автором эффекта "размывания" мертвых зон необходимо, чтобы разность хода интерферирующих волн была сравнима с четвертью длины волны модулирующей частоты (для 100 Гц - приблизительно 4 м в воде). Вряд ли это возможно при стирке в небольшом тазу
.
Редактор - А. Долгий, графика - А. Долгий
Ультразвуковой массажёр для лица SuperSonic M350 способен в домашних условиях проводить высококлассный косметический уход за кожей тела и лица, улучшая её эластичность и упругость. Если использовать прибор регулярно, совместно со специализированной косметикой, он способен эффективно очищать поры, избавлять своего владельца от веснушек и пигментных пятен. Также техническая новинка эффективно разглаживает морщины на лице, способствует общему омоложению кожи.
M350 является передовой разработкой, входящей в целую серию приборов. Он предназначен для ухода за кожей в домашних условиях. Такой техникой могут пользоваться все члены семьи. Он комфортен и гигиеничен, прост в управлении и имеет удобные регулировки по мощности. Благодаря точным настройкам каждый пользователь сможет подобрать себе подходящий режим воздействия на кожу лица и тела. Благодаря этому домашнему тренажёру ваше лицо станет моложе.
Принцип работы
Судя по отзывам, SuperSonic Gezatone M350 - это современная разработка, которая предназначена для ежедневного ухода за собой в домашней обстановке. Принцип его работы заключается в генерации волн на частоте 1 мГц, благодаря чему проводится глубокая очистка кожи и точечный массаж лица. Он поможет избавиться от морщин, воспалений и загрязнений на теле. Кроме того, техника готова бороться с целлюлитом в проблемных областях (талия, ягодицы, бёдра и др.).
Ультразвуковые волны, воздействуя на кожу, запускают процессы синтеза АТФ, эластина и коллагенов. Такие соединения отвечают за восстановление клеток кожи, возвращению ей былую упругость. Домашний массажер помогает избавиться от акне и пигментных пятен на лице, ускоряет заживление рубцов. Кожа уже после нескольких процедур обретает свежий и здоровый вид. Аппарат обладает уникальными способностями.
Ультразвуковой массажер для лица показывает превосходный результат при использовании, как на сухой, так и на жирной коже.
Сигналы, исходящие от прибора, производят волновые колебания на обрабатываемых поверхностях. Они воздействуют на кожные покровы человека, заставляя мышцы сжиматься и разжиматься. Массаж на клеточном уровне активизирует обмен веществ, при этом, не деформируя кожу. После такой процедуры организм активно вырабатывает коллаген, эластин и гиалоурановую кислоту, который отвечает за красоту и молодость вашей кожи.
Преимущества аппарата
Этот современный домашний массажер способен решать сразу несколько проблем в домашних условиях:
- борьба с целлюлитом;
- эффективная и глубокая очистка лица и кожи;
- дополнительная функция у этой современной массажной техники позволяет вводить в клетки кожи косметические средства настолько глубоко, что желаемый эффект от процедуры сохраняется на долгое время.
Используя ультразвуковые волны, устройство делает лёгкий точечный массаж тела. При этом человек ощущает лишь лёгкую вибрацию во время процедуры. Все проводимые с аппаратом операции безболезненны, в отличие от классических приборов для антицеллюлитного массажа, инъекций или пластической хирургии.
Кому необходим ультразвуковой прибор
Благодаря отзывам о Gezatone SuperSonic M350 можно выяснить, на что способен прибор:
- Борьба со старением кожных покровов, избавление от морщин и пигментных пятен.
- Исправление проблем с тонусом кожи, а именно с носогубными складками, двойным подбородком. Аппарат может убрать с лица пигментацию, исправить бледный или неравномерный цвет лица, подравнять опущенные уголки губ.
- Массаж для сжигания лишнего жира на различных областях тела. Аппарат, благодаря воздействию ультразвука, способен сжечь лишний жир на бёдрах, руках, икрах, в области талии.
- Решение проблем с высыпаниями на коже, вызванных различными причинами, например, экзема, купероз, акне или послеоперационные рубцы.
- Улучшение кровообращения в организме. Препарат способствует рассасыванию отёков, мешков под глазами.
Gezatone SuperSonic применяют и специалисты
В косметологических салонах также применяют ультразвуковое устройство Gezatone для внесения активных косметических компонентов в глубокий подкожный слой. Этот метод нанесения называется «фонофорез».
Ультразвуковой массаж считают одной из самых эффективных лифтинговых и омолаживающих методик. Благодаря колебаниям ультразвука косметические средства проникают в живые клетки тканей. Попадая в глубокий слой эпидермиса, питательные вещества увлажняют и питают кожный покров изнутри.
Для борьбы с целлюлитом SuperSonic Gezatone просто незаменим в косметологических салонах. Ведь благодаря высокой мощности и большой площади рабочей поверхности, прибор успешно справляется с лишним весом. Ультразвуковые волны выводят застоявшиеся вещества из организма, выравнивают кожные покровы в проблемных местах, усиливают метаболизм. В сочетании со специальными косметическими препаратами, генератор ультразвука избавляет людей от ненавистной «апельсиновой корки» на теле.
Технические характеристики аппарата Gezatone SuperSonic M350
Здесь стоит указать:
- Массажер питается от розетки. Его мощность потребления - 50 Вт.
- Максимальный ток - 230 мА.
- Общий вес прибора - 190 г.
- Габариты: 250 х 180 х 65 мм.
Комплектация
В комплекте с прибором поставляется сетевой адаптер, инструкция для правильного использования Gezatone SuperSonic M350 и гарантийный талон.
Генератор ультразвука производит компания из Франции Gezanne ITC. Гарантия составляет 1 год со дня продажи товара.
В этой статье описана самая первая моя разработка функционального аналога электромиостимулятора типа SNH-2000 «Умный доктор» производства «Rosella», фото которого показано ниже.
Подробно о принципе действия массажеров такого типа описано в статье «Микрокомпьютерный электромассажер «Умный доктор» , поэтому здесь лишь будет рассмотрена конструкция устройства.
Описание схемы устройства
Принципиальная электрическая схема электромассажера показана на рисунке:
Почему этот электромассажер назван «опасным» видно из схемы - в нем отсутствует маломощный преобразователь напряжения, а высокое напряжение снимается со вторичной обмотки сетевого трансформатора TV1, выпрямляется и подается на простейший параметрический регулятор на транзисторе Т1 и переменном резисторе R12.
Сама логика электромассажера заключена в микроконтроллере DD1. Он формирует импульсы управления и подает их на базы ключевых транзисторов VT1-VT4, которые коммутируют регулируемое высокое напряжение в нагрузку, то есть на электроды.
Управляется массажер одной кнопкой SA1, назначение которой будет описано ниже.
Для индикации работы массажера служат светодиоды VD7, VD8, которые загораются в такт с выдачей управляющих импульсов на ключи.
второй вот такой
как оказалось – такого рода массажеров на рынке довольно много. В том числе дома оказался аналогичный но с логотипом DeSheli.
Честно говоря я ожидал хуже картину увидеть внутри. Начнем с белого:
Порадовало наличие металлических закладных элементов в пластике, что плюс с точки зрения долговечности и ремонтопригодности. Минус – нет уплотнительных элементов между пластинкой с УЗ излучателем. Хоть все довольно плотно подогнано, но со временем в зазор может забиваться крем, что не очень гигиенично.
на плате расположен микроконтроллер без маркировки. Возбуждение ультразвуковых колебаний возложено на генератор из одного транзистора и катушки индуктивности с небольшим количеством обвязки, т.е. трансформаторов нет вообще.
Сам пьезоэлемент довольно большой
Мощность такова, что если включить в режим ультразвука то капля воды на пластинке эффектно превращается в струю холодного пара (ультразвуковая диспергация).
Как и заявлено в инструкции – работает на частоте 1 МГц
При этом режим характерный для УЗ моек, а не УЗ увлажнителей воздуха, колебания создаются не все время, а пачками с частотой 50Гц (половину периода колебания есть, половину – нет)
У массажера несколько режимов:
1) Свет. На выбор красный, синий, зеленый. В комплекте защитные очки из тонированного силикона. ИМХО полная ерунда, при мощности и спектре установленных светодиодов толку никакого, и опасности тоже.
2) УЗ излучение. Идет пачками, ощущается при скольжении пальцев по полированному излучателю
3) Электрофорезный режим. Центральный круглый металлический диск – первый электрод. металлизированная рамка в торце вдоль всей ручки – второй электрод. Между ними в этом режиме создается разность потенциалов в 16В. Полярность задается режимом или чередуется.
4) EMS режим – по сути электроимпульсный стимулятор. В комплекте перчатки из металлизированного полотна, кожные электроды. На максимальной мощности ощутимо щиплет током – импульсы до 150В. При этом пачка импульсов чередуется с отдыхом, осциллограф увы показывает из как непереодический процесс.
Штука забавная но не безопасная, если одеть перчатки то ток пойдет через сердце. Силы тока убить не хватит, но только в случае если человек здоров и не имеет аномальных реакций или слабого сердца.
Второй массажер имеет автономное питание от литиевого аккумулятора:
У центрального электрода есть силиконовая уплотнительная прокладка, что порадовало. Сам пьезокристалл мельче, от чего и мощность пониже, и частота работы повыше
Имеет следующие режимы:
1) Свет, как и у предыдущего
2) Вибрация, но такая слабая, что не ощутима
3) Электрофорез. Те же самые 16В
4) Ультразвук
В целом интерес представляют две вещи – электрофорез и ультразвук. Электрофорез конечно будет требовать правильного хвата, так как нужно максимально плотно пережимать ладонью вставки для хорошего контакта, и будет способствовать проникновению веществ из крема в кожу. И ультразвук, который в теории способен заметно интенсифицировать проникновение веществ из кремов поры кожи. Свет, вибрация – по степени полезности не больше чем поглаживание пятки, тоесть абсолютно бесполезны при представленной мощности. Электрические импульсы скорее баловство чем эффективный миостимулятор
Случилось так, что в доме, в качестве подарка, появился электромассажёр «Чародей». И совершенно не удивительно, что он некоторое время «был не у дел». Проще говоря, про него попросту забыли. Напомнил о нём медицинский диагноз - «Воспаление корешка нерва». С тех пор периодически общаемся. Электромассажёр представляет собой моноблок из ударопрочной пластмассы, в который заключёно абсолютно всё, что является составными частями устройства.
Габариты корпуса следующие: 240 х 170 х 85 мм, вес прибора 1,8 кг. Номинальное напряжение источника питания 220 вольт переменного тока, потребляемая мощность 20 ватт. На внешней панели управления располагаются два потенциометра (для регулировки температуры нагрева и размаха виброперемещения массажной мембраны), восемь квадратных кнопок переключения частоты колебаний массажной мембраны и кнопка выключателя (красного цвета). Ниже её и правее окно световой индикации включения аппарата. Выше панели управления находится крышка пенала, снабжённая клавишей для приведения в действие запорного устройства крышки.
Внутренний объём пенала оптимален - входит всё необходимое, но при условии правильного размещения. Содержимое пенала включает в себя рабочие насадки, непосредственно сам вибратор с соединительным кабелем, сетевой шнур. Наличие данного пенала внутри корпуса массажёра делает его хранение в период нерабочего состояния весьма удобным, позволяющим всей комплектации аппарата находится в одном месте.
Вибратор представляет собой цилиндр диаметром 70 мм и длиной 50 мм, с одной стороны которого есть резьбовое соединение для установки сменных насадок различного вида. Вибратор имеет рукоятку длиной 110 мм, для его удерживания и перемещения во время работы. Вес вибратора 200 грамм.
Рабочих насадок не много: шиповая, плоская, полушаровая и шариковая, но и этого более чем достаточно. Фактически используется одна только плоская насадка, как-то доверия к ней больше, вероятно как наиболее напоминающая своей формой человеческую ладонь специалиста по массажу?
Кнопки переключения частот на лицевой панели подписаны символами реального количества выдаваемых прибором частот. Регуляторы интенсивности и нагрева имеют удобные ручки для их поворота от начальной точки обозначенной цифрой «0». Также на ручках имеются риски красного цвета для визуальной ориентации степени их поворота.
На боковой стороне корпуса расположен разъём для подключения сетевого шнура, место установки предохранителя и дополнительный технологический разъём про который никаких упоминаний лично я в руководстве не обнаружил.
Для того чтобы открыть корпус необходимо вывернуть четыре самореза. Слева понижающий трансформатор, хорошо видны мощные резисторы марки ППБ-15Г и транзисторы в металлическом корпусе КТ602А, электролитические конденсаторы, подстроечный резистор. Остальное с другой стороны платы.
Схема электрического массажёра «Чародей» не более чем средней сложности, вполне можно и самостоятельно собрать. Если что и вызовет затруднение так это изготовление вибратора. Без наглядного образца обойтись будет сложно. Схема в более читабельном виде и перечень электронных компонентов в архиве . Самый большой недостаток конкретно в моём экземпляре это цвет. Белая пластмасса маркая чрезвычайно. Второй минус это инструкция по применению (100 страниц убористого текста), вот к той, что уже есть надо бы сокращённый вариант. Нам ведь не на медиков учиться, а слегка подлечиться при лёгких формах недомоганий. В общем электрический массажёр «Чародей» это простота и доступность самостоятельного проведения лечебного массажа, а также реальная возможность ускорить процесс выздоровления. Желаю всем научится быстро выздоравливать, а лучше вообще не болеть!
