Как сделать паяльную станцию своими руками?

Принцип работы

Принцип работы типовой достаточно прост и заключается в следующем.

Разогнанный посредством вентилятора или компрессора воздух нагнетается в специальный канал, выполненный в виде трубки с электрической спиралью. Проходя по этому каналу, поток нагревается до требуемой температуры (от 100 до 800 градусов) и сразу же поступает в пластмассовую калиброванную насадку, направляющую горячую струю на обрабатываемую деталь.

В большинстве промышленных моделей паяльных фенов основные параметры нагретой струи (её температура, направление движения, а также мощность) могут регулироваться в определённых пределах.

Принцип работы

Принцип работы типовой паяльной станции с феном достаточно прост и заключается в следующем.

Разогнанный посредством вентилятора или компрессора воздух нагнетается в специальный канал, выполненный в виде трубки с электрической спиралью. Проходя по этому каналу, поток нагревается до требуемой температуры (от 100 до 800 градусов) и сразу же поступает в пластмассовую калиброванную насадку, направляющую горячую струю на обрабатываемую деталь.

В большинстве промышленных моделей паяльных фенов основные параметры нагретой струи (её температура, направление движения, а также мощность) могут регулироваться в определённых пределах.

Обзор конструкций паяльных станций

Станции для пайки различаются по назначению, а также комплектации оборудования, входящего в их состав. Их классифицируют по основным параметрам.

Контактные станции

Подобные паяльные станции оборудуются паяльниками, которые взаимодействуют с расплавленными припоями. В их составе имеются сами паяльники со сменными жалами, а также блоки управления, поддерживающие заданный температурный режим.

Наиболее продвинутые конструкции автоматически включаются только в момент изменения положения паяльника в пространстве. Если его помещают на стойку, то питание отключается, нагрев прекращается.

Термовоздушные установки

Нагревать можно не только жало. Нагревается и поток воздуха, который используется для прогрева пространства. Они оснащены вентилятором (некоторые даже можно считать компрессорными) и нагревателем.

Подобный инструмент способен производить групповой монтаж и демонтаж. Сразу несколько контактов микросхемы припаиваются по всем точкам на плате. Аналогично при необходимости замены производится и демонтаж детали.

Наличие подобных инструментов позволяет эффективно использовать пространство при изготовлении компактных установок.

Инфракрасные приборы

У инструмента с кварцевым и керамическим нагревателями пайка выполняется бесконтактным способом. Сам инструмент используется только для нагревания области пайки. Жало не касается деталей и припоя.

ИК-излучатель расположен на удалении от зоны пайки. Он только прогревает ограниченную площадь в заданном месте.

Общие характеристики

Современная паяльная станция сочетает в своем составе несколько типов оборудования. Главное отличие от бытовых паяльников – это разогрев до заданных параметров. При необходимости легко изменить обрабатываемые пространства и величину нагрева.

Промышленные паяльные станции изготавливаются не только универсальными. Некоторые имеют узкое направление использования:

• для монтажа на удаленном расположении деталей;
• для демонтажа элементов;
• комбинированные устройства;
• ремонтные установки.

Наиболее развитые конструкции оснащены цифровыми регуляторами.

Аналоговые установки

Аналоговые паяльные станции оснащаются приборами с обратной связью. Их работа регулируется задаваемыми температурными интервалами. При получении сигнала, что достигнут предельный режим, происходит автоматическое отключение прибора.

Некоторые пользователи считают, что подобные устройства помогают выполнять быстрый и качественный монтаж электронных схем и установок.

На базе кулера

Сделать фен своими руками в домашних условиях проще всего, если воспользоваться турбинным принципом нагнетания воздуха, реализуемым с помощью любого подходящего для этих целей малогабаритного вентилятора.

Фен для пайки может быть изготовлен своими руками на базе кулера, которым комплектуется блок питания любого стационарного компьютера.

При этом вентилятор встраивается в ручку термического элемента из огнеупорной трубки с электрической спиралью, проходя по которой воздух будет нагреваться, а затем поступать в зону пайки.

Наружную часть корпуса паяльного фена необходимо сделать герметичной, что исключает возможность отсоса воздуха в окружающее пространство. Для сборки нагревателя потребуется нихромовая проволока, наматываемая в виде спирали на керамическую трубку.

Общая длина обмотки выбирается из того расчёта, чтобы сопротивление всего проводного отрезка составляло около 70-90 Ом.

Отдельные витки спирали, наматываемой на керамическое основание, должны располагаться на некотором удалении один от другого. Для безопасной работы нагревателя это удаление должно составлять порядка 1-2 мм.

Модель на 75 В

На 75 В паяльная станция (своими руками сделанная) позволяет работать с различными сплавами. Также с ее помощью можно заниматься разогревом поверхностей. Для работы с пластиковыми материалами указанные станции подходят идеально. Для того чтобы самостоятельно их собрать, катушку индуктивности следует подбирать с высоким параметром порогового напряжения. Адаптеры для электроинструмента применяются довольно редко. Корпус можно сделать самостоятельно, либо взять с устаревшей поломанной модели. Разъемы для кабеля питания должны быть предусмотрены нелинейного типа.

Повысить проводимость тока в цепи у многих специалистов получается за счет широкополосных транзисторов. Микросхемы, в свою очередь, могут использоваться различного типа. Если собирать устройства средней мощности, то конденсаторы можно использовать синхронные. Емкость их обычно достигает 15 пФ. Катушки индуктивности с оптронами применяются довольно редко. Связано это с тем, что у них малый срок эксплуатации. Фаза выходного сигнала у приборов зависит от скорости выпрямления тока. При установке разъемов медные полупроводники используются довольно часто.

Изготовление своими руками

Высокая стоимость ИК паяльной станции (60-150 тыс. руб.) стимулирует домашних мастеров к изготовлению такого оборудования самостоятельно. При наличии определённого опыта сделать своими руками самодельный инфракрасный паяльник вполне реально. Материальные затраты обычно не превышают 10 тыс. руб. Нужно подготовить материалы и компоненты, необходимые для сборки ИК станции.

Детали для самодельного прибора

Для сборки инфракрасной паяльной станции своими руками понадобится следующее:

• лист жести;
• гибкая спиральная металлическая трубка светильника;
• рычажный штатив от старой настольной лампы;
• галогеновые лампы;
• оцинкованная мелкая сетка;
• алюминиевый профиль в виде узких реек;
• 2 термопары;
• плата Ардуино Mega 2560 R3;
• плата SSR 25-DA2x Adafruit MAX31855K – 2 шт.;
• адаптер постоянного тока 5 вольт, 0,5 А;
• провода.

Сборка

Монтаж паяльной станции состоит из нескольких этапов:

1. Термостол;
2. Инфракрасный нагреватель;
3. ПИД-регулятор на Ардуино.

Термостол

Делать термостол своими руками желательно в условиях оборудованной домашней мастерской. Конструкция представляет собой нижний нагреватель, состоящий из следующих компонентов:

• корпус, отражатель, лампы;
• система крепежа платы;
• гибкая трубка термопары;
• светильник.

Корпус

1. Основу термостола изготавливают в виде рамы из Г-образного жестяного профиля. Можно полосы металла согнуть уголком. Ножницами делают вырезы и по ним сгибают металл, соединяя части саморезами.
2. Проём закрывают металлической сеткой. Чтобы она не прогибалась, над сеткой протягивают металлические прутки в поперечном и продольном направлениях.

Установка металлической сетки

1. Старый галогеновый светильник разбирают, освобождая отражатель от ламп. Его обрезают по внутреннему периметру корпуса.
2. Лампы возвращают на место. Нагреватель вставляют в опорную раму снизу.

Монтаж отражателя

Система крепежа платы

Алюминиевую рейку разрезают на несколько отрезков. В них просверливают монтажные отверстия.

Два отрезка профиля закрепляют на широких бортах корпуса, в канавках которых будут передвигаться винтовые фиксаторы поперечных реек. Всё станет понятно из нижнего фото.

Крепёж платы

Гибкая трубка термопары

Спиральную металлическую трубку устанавливают в одном из углов рамы, протягивают провода термопары. Длина трубки должна обеспечивать доступ термопары ко всей рабочей зоне станции.

Светильник

На конце гибкой трубки закрепляют патрон с пятивольтовой лампочкой с отражателем. Основание металлического шланга крепят в углу рамы так же, как и в предыдущем случае.

Верхний нагреватель

Инфракрасный излучатель состоит из двух элементов, это:

1. Керамическая пластина в корпусе.
2. Держатель.

Крепление штатива к корпусу верхнего нагревателя

Керамическая пластина в корпусе

Дополнительная информация. Вмонтированный в верхнюю плоскость корпуса ИК пластины кулер от компьютера поможет предохранить радиодеталь от перегрева.

Держатель

Для держателя идеально подходит двухсекционный кронштейн настольного светильника. Основание кронштейна крепят к раме станции. Верхний поворотный шарнир соединяют с корпусом верхнего нагревателя.

ПИД-регулятор на Ардуино

Сделанная ИК станция своими руками обязательно комплектуется блоком управления. Для него нужно сделать отдельный корпус. Внутри помещают плату Ардуино и ПИД регулятор. Примерная схема компоновки деталей блока управления станцией видна на фото.

Блок управления ИК станции

Микропроцессорная платформа Arduino Mega 2560 R3 управляет режимами нагрева керамического ИК излучателя и платформы термостола. К плате Ардуино присоединены провода вентиляторов (верхний и нижний), ПИД регулятора, термопар и светильника.

Программирование паяльной станции осуществляется через интерфейс контроллера. Его экран отражает текущий процесс нагрева печатной платы с обеих сторон.

Самодельная ИПС

В роли тестера выступают термопары. Они, в конечном счёте, являются источниками информации о состоянии уровня нагрева тыльной стороны печатной платы и верхней поверхности микропроцессора.

Принципиальная схема

Изначально, в авторском варианте, схема была выполнена полностью на SMD компонентах (в том числе и atmega8) и на двухсторонней плате. Повторить её для меня, и думаю большинства радиолюбителей, не представляется возможным. Поэтому перевел схему и разработал плату на DIP компонентах. Конструкция выполнена на двух печатных платах: высоковольтная часть  сделана на отдельной платке во избежание наводок и помех. Паяльник применён с термопарой, на 24v 50w от станции «Baku».

Фен применен от этой же фирмы, c термопарой в качестве датчика температуры. Имеет нихромовый нагреватель с сопротивлением около 70 ом и «турбинку» на 24v. На экране отображается температура: заданная и фактическая для фена и паяльника, сила воздушного потока фена(отображается в виде горизонтальной шкалы в нижней строчке экранчика).

Для увеличения, уменьшения температуры и потока воздуха турбинки: переносится курсор кратковременным нажатием на энкодер, и поворачивая влево или вправо устанавливается нужное значение. Удерживая первую или вторую кнопку памяти можно запомнить удобную для вас температуру и при следующем использовании, нажав на память, сразу пойдет нагрев до установленных в памяти значений. Запуск фена осуществляется нажатием на кнопку «Fen ON», которая находится на лицевой панели, но можно вывести её на ручку фена, использовав проводки идущие на геркон, так как в данной станции он не используется. Для перехода фена в спящий режим: также нужно нажать на кнопку «Fen ON», при этом нагрев фена прекратится, а турбинка фена будет остужать его до заданной температуры(от 5 до 200 градусов), которую можно выставить в настройках.  

Воздушный паяльник

Иногда при пайке нужно заменить SMD элементы, и паяльник с жалом для этого слишком велик. С этой целью применяется воздушное устройство, чей принцип работы аналогичен принципу работы обычного фена: поток воздуха подается принудительно через разогретый элемент к месту пайки, бесконтактно и равномерно разогревая припой.

Воздушный паяльник можно сделать из рабочего старого прибора – вместо жала вставить трубку от антенны, соответствующую старому жалу по размеру. Сделать паяльник так герметичным. Принудительную подачу воздуха обеспечивает аквариумный компрессор, через трубки для капельниц.

Для регулировки температуры воздушного потока можно использовать регулятор напряжения. Наилучший вариант при отсутствии лишнего рабочего паяльника – взять нерабочий инструмент, перемотать под напряжение 8-12 В. Данный способ предпочтителен с точки зрения электрической безопасности. Нихромом для нагревателя здесь может выступать кусок провода, спирали от электроплитки 0,8 мм, который намотан без нахлестов около 30 витков вместо старой. Мощность трансформатора должна быть не меньше 150 Вт.

Более затратным методом регулирования температуры на жале паяльника является поддержание температуры на жале. С этой целью дополнительно устанавливается термопара. Совмещение описанных самоделок позволит сделать универсальную паяльную станцию. Устройство будет иметь регулятор напряжения, с помощью которого регулируется вход на трансформаторе, что изменяет мощность нагревателя.

Когда нужно выпаять большую микросхему, и ее для этого нужно хорошенько и равномерно прогреть, рекомендуется работать самодельным термическим феном с регулятором температуры. Еще можно изготовить инфракрасную паяльную станцию, для чего нужны:

• спираль нихрома;
• керамический патрон для лампы.

Нихром подключен к понижающему трансформатору. Контроль температуры на поверхности деталей осуществляется терморегулятором.

Схема простой станции

Паяльная станция (схема показана ниже) включает в себя катушку индуктивности с высоким порогом проходимости. Регуляторы, как правило, устанавливаются линейного типа, однако можно встретить и цифровые аналоги. Модуляторы для станций применяются в основном одноканальные. Для изменения предельной частоты электроинструмента используются конденсаторы. Для подключения кабелей питания и заземления устанавливаются специальные разъемы. Если говорить про контактные модели, то в устройствах дополнительно есть импульсные блоки. В свою очередь, бесконтактная паяльная станция часто включает в себя адаптеры разных видов.

Простая паяльная станция с диммером

Рассмотрим самый простой вариант аналоговой паяльной станции без фена, только с паяльником. С работой справится пользователь с минимальными навыками.

Что потребуется:

• паяльники обычные с нихромовой нитью накаливания. Лучше взять с большой мощностью, например, на 60, 80 Вт, диапазон регулировки будет шире;
• розетка (внутренняя), подойдет старая советская на 5 А;
• диммер — устройство для регулировки напряжения, например, для настройки интенсивности света лампочек накаливания. Так как экономное диодное освещение распространенно, устройство может быть незатребованным среди бытового хлама, его можно и купить, стоит дешево. Диммер по своему типоразмеру, принципу монтажа похож на розетку, только сверху селектор регулировки;
• корпус: ДВП, лобзик, шурупы, силиконовый клей. Можно взять старый корпус компьютерного БП, распаячную коробку;
• шнур с вилкой к сети питания. Взять от сломанного любого прибора, приобрести разборную вилку и 2 или 3-жильный (с жилой заземления) провод.

Далее, иллюстрированные этапы сборки с объяснением.

Выпиливаем из ДСП и собираем корпус. Применяем силиконовый клей, шурупчики, снизу — болтики, эту часть делаем съемной.  Отверстия: спереди под розетку, а точнее, под ее крепежный винт и провода, узел зафиксируем на поверхности, сверху — большое, под балласт диммера.

Внутри соединяем проводками диммер и розетку. Далее, присоединяем провод с вилкой для сети 220 В, выводим его из корпуса. При этом порядок проводков, полярность не имеет значения.

Устройство готово к работе, паяльник втыкаем в розетку базы, аппарат подключаем к сети. Установку можно использовать и так, но лучше сделать градуировку на диммере, чтобы четко определить, при каком положении будет перегрев или нужная температура.

Используем амперметр, нельзя его подключать параллельно — просто щупы к отверстиям подключенной розетки, — иначе он сгорит. Амперметр подсоединяется только последовательно нагрузке, то есть у нас паяльник должен быть включен в цепь. Поэтому берем еще одну разборную вилку с выведенными контактами, втыкаем ее в розетку станции.

При отключенной установке один вывод приматываем изолентой к зубчику вилки паяльника, второй — к одному из щупов амперметра. Подключаем станцию к сети. Ко второму зубчику вилки шнура паяльника касаемся другим щупом. Определяем величину тока, степень нагрева, делаем (ножом, надфилем, маркером и подобным) градуировку около селектора. Перед замерами на амперметре надо выставить параметр тока, соответствующий сети 220 В (переменный) и предельное его значение для имеющейся сети.

Конструкция и детали

В качестве индикаторов можно использовать любые светодиодные строенные индикаторы, как с общим анодом, так и с общим катодом. Так же можно использовать и отдельные индикаторы, соединив параллельно их сегменты. Прошивки для этих двух вариантов приложены в прицепе. Должны работать обе, но с общим катодом я не тестировал.

Трансформатор блока питания выполнен на сердечнике PQ2625PC40, купленным на Aliexpress. Так как выходной каскад БП однотактный, то сердечник трансформатора должен иметь зазор 0,35-0,4 мм.
Первичная обмотка содержит 34 витка, намотана проводом диаметром 0,45 мм. Обмотка питания ШИМ-а содержит 5 витков, провода диаметром 0,25 мм.
Вторичные обмотки намотаны в два провода, диаметром 0,5 мм и содержат:
30-ти вольтовая обмотка — 9 витков;
9-ти вольтовая обмотка 3 витка.

Сердечник трансформатора

Вполне можно использовать и любые сердечники от комповых БП, но их надо перематывать по расчетам в программе расчета Flyback 8.11, и если сердечник без зазора, то соответственно расчётам, собирать сердечник с необходимым зазором. Ниже на рисунке показан расчет для примера для сердечника от компового БП.

Расчёт трансформатора на сердечнике от БП компьютера.

Вообще вы можете не заморачиваться с импульсным блоком питания и собрать его на обычном силовом трансформаторе, имеющим на выходе две вторичные обмотки с выходными напряжениями 7-12 и 24-28 вольт. По габаритам он получится не больше импульсного БП, так как токи потребляемые контроллером и вентилятором фена не большие, и вполне будет достаточно того, чтобы максимальный ток вторичных обмоток был 0,3-0,5 Ампер.

Все печатные платы сделаны по всем известной технологии ЛУТ. Надписи и рисунки на платы со стороны деталей тоже наносил при помощи этой технологии.

Комбинированные модификации

Паяльная станция комбинированного типа отличается высокой точностью пайки. В наше время она является востребованной, однако в домашних условиях сделать данный электроинструмент довольно сложно. В первую очередь проблема заключается в поиске многоканального модулятора. Для регулировки мощности подходит только такой тип. Микросхемы, как правило, устанавливаются с маркировкой РР21. В полудуплексном режиме они работать способны.

Для того чтобы увеличить мощность устройства, используются мультисистемные проводники. В такой ситуации можно надеяться на максимальную температуру в 150 градусов. В свою очередь, параметр промежуточной частоты в среднем равняется 23 Гц. Крепятся держатели для таких устройств на двухжильных кабелях. Максимумальное отрицательное сопротивление, которое они обязаны выдерживать — 13 Ом.

Особенности устройства

Станция имеет такие преимущества как:

1. Меню настроек.
2. Две кнопки “памяти”, то есть два предустановленных температурных режима для паяльника и фена.
3. Таймер перехода в спящий режим, установить таймер можно в настройках.
4. Цифровая калибровка паяльника, также находится в настройках.
5. Построена на бюджетных комплектующих.
6. Печатная плата разработана мной под корпус от БП ПК, так что с корпусом тоже не возникнет проблем. 
7. Для питания станции можно применить ту же плату от блока ПК, немного переделав под нужные 20-24v(зависит от трансформатора), благо размеры корпуса позволяют это сделать. Можно немного укоротить радиаторы, так как для питания нам нужно всего лишь 24v и 2-3 ампера и сильного нагрева силовых транзисторов и диодной сборки не будет.
8. В прошивке заложен “Пи” алгоритм регулирования нагрева фена, что даёт равномерный нагрев спирали фена и отсекает ИК излучение в моменты включения фена. В общем при умелом пользовании фена ни одна деталька не “прижарится” раньше времени.

Сборка конструкции

Когда все параметры определены, можно приступать к сборке паяльного фена своими руками по простой схеме:

• Отмеряем необходимую длину спирали (определяем ее путем измерения сопротивления);
• Наматываем ее на изолятор из диэлектрической трубки диаметром в полсантиметра:

Чтобы теплообмен был более качественным, нить закручиваем на чем-либо плоском. Так создаются своеобразные «лепестки», располагающиеся на небольшом отдалении от изолятора:

На фото изображен воздуховод, сделанный из корпуса прикуривателя машины, и куска трубы от старого пылесоса.

• Корпус нагревателя выполняется из аккумуляторной батареи (пальчиковой ААА или АА). Его нужно тщательно очистить от электролитных остатков;
• Внутрь корпуса помещается слюда, вынутая из старого паяльника. Это необходимо для предотвращения касания нити стенок корпуса, что может привести к короткому замыканию;
• Сопло необходимо изготовить из втулки от лампового патрона (та, что с резьбой). Ее внутреннего диаметра будет вполне достаточно для формирования нужно нам  воздушного потока в 5 мм:

Втулка крепится на выходе из корпуса.

По-факту, на этом шаге мы уже имеем функционирующую паяльную конструкцию. Как видите, это самый быстрый и простой вариант сборки. Нам осталось лишь наладить работу вентилятора, и прикрепить к аппарату ручку. Подойдет даже рукоятка от старого ручного инструмента.

У нас реализован такой тип воздуховода, что оптимальным для него вариантом станет нагнетатель центробежного типа. Собрать его можно из любого плоского вентилятора нужного размера, и кусков пластмассы.

В боковом отверстии будет нагнетаться довольно сильный воздушный поток. Питаться вентилятор может от любого блока питания. Можно даже использовать штатный.

Конструкция закрепляется на воздуховоде. Фланец или паяется из куска жести, или покупается готовая подходящая деталь:

Устройство подключается к БП. Если источник питания регулируемый, нам будет проще организовывать температурные режимы, с максимально плавными переходами.Чтобы отрегулировать аппаратуру, необходимо ставить регулятор в разные положения, фиксировать температуру, и помечать ее маркером на корпусе станции.

Готово! Мы собрали паяльный фен, детали которого отыскали буквально в мусоре – вытянули их из старой техники, электроники, любого другого ненужного хлама, который всегда валяется у радиолюбителя дома.

Фото:

Если вы будете выполнять «ювелирные» работы, и нужно взять более тонкое сопло, тогда возьмите стеклянную трубку (продается в любом медтехническом магазине). Стекло трубки закаленное, имеет острый носик.

Радиолюбитель

Паяльная станция: несложная схема, доступные радиодетали, доступно начинающим радиолюбителям

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта.

Сегодня, я расскажу Вам, как самостоятельно сделать паяльную станцию из доступных радиодеталей. Эта конструкция доступна для повторения как опытным, так и начинающим радиолюбителям.

Для качественной пайки, своих конструкций, в домашних условиях, требуется установка точной температуры жала паяльника. Это один из самых важных параметров для паяльника. Температура жала должна быть ниже, чем температура горения канифоли и выше температуры ее кипения, и плавления олова. Радиолюбителям, имеющим низковольтный электропаяльник со встроенной термопарой и четырехпроводным кабелем для подключения к устройству регулирования температуры, рекомендую изготовить простой стабилизатор температуры жала. Мной был выбран для этой цели паяльник, от паяльной станции – HAKKO – 907.

О температуре жала паяльника: Температура жала – определяет качество пайки. Температуру, как правило, регулируют по таянью канифоли…. Она должна кипеть, но не гореть. На жале хорошо отрегулированного паяльника канифоль кипит, но не горит. Кипящая канифоль – приятно пахнет, быстро испаряется, но не оставляет на жале сгоревших остатков черного цвета.

Некоторые данные Паяльной станции: 1. Выход на раб.темп. – 225град.- 50сек. 2. Поддержка темп.(интервал между включ. и выключ.) – 4 град. 3. Выставленная шкала регулировки 26-320 град (если регулятор выставить на минимум, паяльник остывает до комнатной темп. и выключается) 4. Калибровка термопары паяльника в сравнении с показаниями мультиметра 3-4 град. 5. Паяльник 24в/50w – HAKKO 907, со сменными жалами (практически можно вставить любое – медь, керамику или вечное)

В устройстве применены широко распространённые комплектующие. Никаких ограничений по замене малосигнальной части схемы – нет.

В качестве измерителя (индикатора) температуры, я применил микросхему ICL7107 (КР572ПВ2А) и семисегментные индикаторы – SA04-11 (Красные с общ. анодом)

Силовые элементы лучше применять с допусками по напряжению и по току, соответствующими питающему напряжению и мощности потребителя – нагревателя паяльника (50 W).

Скачать файлы печатных плат (в формате SPL.6):

Паяльная станция (69.0 KiB, 6,404 hits)

Измеритель (72.0 KiB, 5,076 hits)

Скачать Даташиты (использованные в конструкции):

TS106 (78.4 KiB, 4,243 hits)

MOC3063 (296.5 KiB, 14,281 hits)

LM358 (459.6 KiB, 3,468 hits)

L7805, L7905 (1.8 MiB, 2,704 hits)

ICL7107 (179.8 KiB, 4,202 hits)

На этом пожалуй и всё. Жду Ваши отзывы и комментарии на сайте или форуме.

Паяльная станция с феном: особенности изделия, обзор рынка

Для создания неразъемных соединений используют несколько методик. Одна из них – это пайка. Отличается данная технология от традиционной сварки применением низких температур и соединением с помощью припоя. Во время пайки расплавленный припой наносится на детали. По мере остывания материал твердеет, и элементы надежно соединяются между собой.

Паяльная установка с феном – это комплекс инструментов, которые предназначены для паяния компонентов

Производство многослойных плат и миниатюрных интегральных схем, а также повышенная плотность размещения мелких деталей с большим количеством выводов требуют использования тонких и специфических инструментов. Одним из таких приборов является паяльная установка с феном. Данное устройство – это комплекс инструментов, предназначенных для выполнения группового или одиночного паяния компонентов.

Современный рынок предоставляет широкий выбор изделий, которые способны удовлетворить запросы пользователей любой квалификации – от профессионалов высокого класса до новичков-любителей. Поэтому проблема, какую выбрать паяльную станцию с феном, актуальна для многих.

Данные изделия могут отличаться по комплектации, а также включать в себя следующие составляющие:

Паяльная установка с феном отличается от обычного паяльника тем, что способна оптимизировать температурный режим работы инструмента

• блок контроля, который позволяет управлять рабочими параметрами инструмента;
• паяльник для классического контактного паяния низкотемпературным припоем;
• паяльный фен для бесконтактного нагревания определенных частей сборного предмета;
• термопинцет, который используется для припаивания и удаления элементов;
• мощный инфракрасный источник для нагрева платы до необходимой температуры;
• пневматический прибор, предназначенный для удаления лишнего расплавленного олова;
• дополнительные детали;
• браслеты для снятия статического напряжения.

Современные паяльные установки многофункциональны, поэтому позволяют выполнять большое количество задач. Паяльные станции самой простой конструкции состоят из паяльника, контролирующего устройства и специальной подставки под паяльник.

Принцип работы станции не отличается большой сложностью, поэтому вполне возможно изготовить самодельную паяльную станцию с феном.

Современные паяльные установки благодаря своей многофункциональности, могут выполнять большое количество различных задач

Сборка пошагово на Arduino c ATmega

Паяльная станция на atmega8 не обязательно включает данную модель этого микроконтроллера, это могут быть его разные версии (ATmega328p, 168). Описываемая МК — это база для Arduino UNO — чрезвычайно популярного инструмента программирования электронной начинки паяльных станций, роботов, радиоуправляемых машинок, подобных самоделок, сигнализаций, световой индикации и пр.

Потребуется дисплей на протоколе (интерфейс) I²С и несколько шт. энкодеров:

Вкл./выкл. осуществляется энкодером, после выкл. в памяти МК хранится последнее значение t° паяльника и фена, оборотов кулера. После выкл. на дисплее первого отображается температура, вплоть до остывания до +50° С. Если деактивирован фен, то крыльчатка охлаждает его до +50° C в бесшумном режиме на оборотах в 10 %.

Следующий элемент — БП на 24 В и 2–3 А выходного тока и преобразователь. Их можно сделать самому, если есть опыт и желание паять микросхемы, подбирать элементы, но также можно купить недорого на том же Алиэкспресс. Это изделие именно для подобных сборок, без корпуса — сама основная функциональная начинка. Цена более чем приемлемая. То же относится и к преобразователю DC-DC на LM2596S — его подключаем к БП и настраиваем подстроечным резистором 5 В.

Паяльник и фен продаются как комплектующие

Важно покупать изделия именно на термопаре, а не на резисторе, иначе схему и прошивку придется дорабатывать. В нашем примере оснащение может комплектоваться паяльниками от модельной линейки установок 852D +, 853D, 878AD… и фенами — от 858, 878D, 858D…

Для подключения их к корпусу — разъемы GX16-5 и GX16-8. Приобретен также комплект из 5 жал.

Корпус из металла может создавать помехи, желательно использовать пластиковые коробы. Для данной части можно применять распаячную коробку средних размеров.

Схема и платы

В нашем примере схема и печатная плата контроллера ATMEGA 168, которую мы взяли из популярного примера в сети, доработана (представлена ниже). Отличия от оригинала: подключение дисплея, заменены переменные резисторы и кнопки вкл./выкл. на энкодеры, а также убран стабилизатор на 12 В (фен у нас на 24 В) и на 5 В (заменен на DC-DC преобразователь).

Плата создана стандартным способом — ЛУТом (сплав розе в лимонной кислоте). Симистор на компактном радиаторе. Силовые мосфеты без него, так как нагрев там слабый, переменные резисторы многооборотные. Микроконтроллер подключен классически.

Ниже оригинальная схема, там же список элементов, которые используем и в нашем примере, учитывая сделанные модификации:

Прошивку микроконтроллера делали через Arduino UNO:

Финишный этап: собираем все в единый модуль, настраиваем t° паяльника и фена, для определения значений можно использовать термопару мультиметра. Контрастность дисплея выставляем переменным резистором на переходнике его платы.

Разновидности станций

Все паяльные станции можно разделить на две большие группы:

• термовоздушные;
• инфракрасные.

Каждая из них заточена под свои задачи. В большинстве случаев при проведении профессиональных ремонтах требуется обе разновидности паяльных станций. Первая представляет собой небольшой блок, который имеет один или два манипулятора. Термовоздушная паяльная станция может включать в себя только фен или фен с паяльником. Есть паяльные станции, которые имеют в качестве манипулятора только паяльник. Обычно это те разновидности, которые называются индукционными. В обычных термовоздушных станциях нагрев паяльника происходит за счет керамического или схожего элемента, на который подается напряжение. Этот элемент передает температуру на жало. В индукционных паяльных станциях нагрев происходит за счет действия электромагнитного поля. Энергия сразу передается на жало.

Благодаря такому подходу удалось снизить инертность паяльной станции, повысить время отклика, а также повысить мощность при меньших габаритах. В тех изделиях, где содержатся теплоемкие элементы невозможно обойтись без индукционной стации, т. к. она способна в короткие сроки разогреть большие участки олова. В некоторых случаях даже термовоздушным феном этого сложно добиться. Индукционки стоят в несколько раз дороже обычных станций, но их эффективность гарантирует удовольствие и высокую точность при работе.

Инфракрасные паяльные станции являются отдельным подразделением. По внешнему виду они практически непохожи на два предыдущих вида. Они состоят из двух основных модулей:

• головы или верхнего подогрева;
• нижнего подогрева.

Нагрев в них происходит за счет инфракрасных элементов. Благодаря нижнему подогреву плата нагревается равномерно, что позволяет избежать деформации при извлечении или запайке определенных элементов. Чаще всего инфракрасные станции применяются для замены чипов с BGA пайкой. Они представляют собой микросхемы-кристаллы, которые фиксируются на плате с помощью специальных шариков припоя. Некоторые виды таких чипов возможно заменить обычной термовоздушной станцией, но качество будет страдать. Стоимость хорошей инфракрасной станции начинается от одной тысячи долларов.

Обратите внимание! Есть отдельный подвид инфракрасных станций, в которых инфракрасный элемент помещен в манипулятор, который напоминает фен. Такие изделия не получили широкого распространения и применяются редко.

Контактные модели

Паяльная станция данного типа способна работать только при помощи высокочастотных катушек индуктивности. Дополнительно для смены фазы в устройствах используются адаптеры. В данном случае пороговое напряжение электроинструмента может достигать 50 В. Чтобы решить проблему с искажениями, специалисты советуют устанавливать бесконденсаторные выходы. В свою очередь, резисторы для платы станции подбираются исключительно ортогонального типа. Все это позволит стабильно поддерживать обратное напряжение на выходе на уровне 30 В.

Расход электроэнергии у таких устройств в среднем составляет 2 Вт. Модуляторы применяются исключительно магнитные. Параметр проводимости тока у них в среднем равняется 44 мк. Степень искажение электроинструмента, в конечном счете, будет зависеть от скорости генерации тока. Разъемы для станции зачастую подбираются на дополнительной плате расширения. Кабель питания устройства припаивается только возле адаптера. Корпус для указанного прибора можно вполне изготовить самостоятельно.