[Toster TO-40 750W] Analiza, naprawa i modyfikacja

Motywacja
Od kilkunastu lat używam poczciwego tostera, który wygląda jak powyżej (jednak poradnik może być użyteczny też i dla innych modeli o podobnej budowie/wyglądzie), ponadto ma ciekawy walor dydaktyczny:

Dawno, dawno temu wpadłem na szatański pomysł umycia go pod bieżącą wodą. Od tego momentu przestała działać funkcja FROZEN (zamysł był chyba taki, że wydłużała ona czas opiekania).
Druga denerwującą funkcją była długość czasu opiekania - do białego i tostowego pieczywa nie miałem zastrzeżeń, ale w przypadku razowego - ustawienie nawet na maksymalny czas dawało w efekcie tylko podgrzany chleb, dopiero ponowne włączenie na podobną długość przypiekało chleb.

Postanowiłem rozebrać, wyczyścić, przeanalizować, naprawić i zmodyfikować toster to potrzeb. Fascynujące ile okruchów i innych śmieci, których nie da się wyczyścić bez całkowitego rozebrania, można znaleźć w środku.

Do odtworzenia schematu użyłem programu KrzysioPCB, do korzystania z którego zachęcam




Budowa
Toster składa się ze:
* Płytki sterującej (scalaki 4060, 4066, kilka elementów dyskretnych) - nie znalazłem w sieci nigdzie opisanego takiego rozwiązania,
* Dwóch spiral grzejnych, połączonych szeregowo, które formują dzielnik rezystorowy (z 230V do 12V), wytwarzający napięcie do zasilania części cyfrowej - ciekawe rozwiązanie, bo z uwagi na identyczne nagrzewanie obu spiral, niezależnie od czasu po włączeniu, napięcie na dzielniku nie zmienia się.
* Przycisku opuszczającego tosty zintegrowanego z elektromagnesem - po wciśnięciu przycisku zamyka się obwód grzania spiral i jednocześnie podawane jest napięcie na część cyfrową, która włącza przepływ pradu przez elektromagnes, przytrzymując przycisk. Po odpowiednim czasie elektromagnes jest otwierany i przycisk odskakuje.


Część cyfrowa
Toster udostępnia:
* Pokrętło regulujące czas opiekania,
* Przycisk REHEAT, włączający przypiekanie na stały odcinek czasu, niezależny od nastawy pokrętła
* Przycisk FROZEN, wydłużający czas opiekania

Działanie
Przyciski podłączone są do dwóch przerzutników monostabilnych (Eccles-Jordan). Początkowo, poziom logiczny na liniach REHEAT/FROZEN jest niski, ale wciśnięcie któregoś z przycisku "zatrzaskuje" na odpowiadającej mu linii stan wysoki.


Układ generatora oparty jest o scalak 4066 (licznik + negator). Negator używany jest w roli generatora (układ R+C), który podaje sygnał taktujący na licznik modulo 16384.

Stała czasowa RC pochodzi od kondensatora C3 (68n) i rezystancji (RTRIM=180k || R9=750k) + R8=27k, gdzie RTRIM to potencjometr-pokrętło, umożliwiając regulacje w zakresie 43 Hz - 125 Hz (65 s - 190 s).

Wysoki stan na linii FROZEN dołącza równolegle do kondensatora C3 kondensator C4 (15n), powodując zmianę zakresu regulacji 35 Hz - 102 Hz (80 s - 234 s)

Wysoki stan na linii REHEAT zwiera RTRIM || R9, powodując w efekcie generacje 321 Hz (25 s)



Sygnał taktujący licznik (pin 11) nie jest prostokątny, lecz ma kształt jak poniżej:


W momencie gdy wyjście Q14 licznika osiągnie stan wysoki (8192 * częstotliwość taktowania) lub gdy wciśnięty zostanie przycisk STOP, tranzystor Q1 wyłączy przepływ prądu przez elektromagnes powodując wyłączenie częsci grzejnej i cyfrowej tostera.


Naprawa
Przyczyna niedziałania funkcji FROZEN okazała się błaha - przycisk (prawdopodobnie w skutek wcześniejszego mycia) został uszkodzony - wymieniłem profilaktycznie wszystkie 3 przyciski.

Modyfikacja
Aby wydłużyć czas opiekania pieczywa ciemnego, zmieniłem kondensator C4 z 15n na 68n (co ciekawe, na płytce drukowanej miejsce pod wlutowanie C4 miało własnie oznaczenie 68n). Po tej modyfikacji, wciśnięcie przycisku FROZEN wydłuża podwójnie czas opiekania.

Co ciekawe, cała płytka mogłaby być zastąpiona jednym malutkim mikrokontrolerem (np. Attiny13) + tranzystorem do sterowania elektromagnesu.