Паяльник с термостабилизацией своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

Повсюду применяют устройства и приборы содержащие SMD компоненты. Сегодня все светодиодные светильники сделаны по LED технологии. Излучающие световой поток элементы — не что иное, как светодиоды. Как любой полупроводниковый SMD элемент, светодиод может выйти из строя. Замена элементов с помощью паяльника очень трудоемкий процесс, ведь размеры корпуса составляют несколько миллиметров. Кроме того, в результате перегрева микрокомпонент может просто выйти из строя. Хороший фен для пайки довольно дорогое удовольствие, которым нужно еще уметь пользоваться.

Для решения проблемы достаточно изготовить простое и дешевое устройство: столик для пайки, при помощи которого можно легко и без всякого риска произвести замену деталей самому.

Материалы и принадлежности для работы

В комплект входят ножки крепления на неодимовых магнитах.

В качестве опоры для панели используют алюминиевые уголки. Для опорной площадки потребуется кусок 20 миллиметровой фанеры, размером примерно 200х150 мм, и такого же размера композитная пластина (гетинакс, текстолит или алюминия).

Двухжильный провод сечением 0,75 кв.мм, укомплектованный электрической вилкой, производит питание изделия от сети.

Процесс сборки паяльной станции

Основание собирают на саморезах, совмещая пластины из фанеры и композита.

Одно обрезают по размерам другого, чтобы получился ровный прямоугольник для основания паяльной станции.

И фиксируют все это дело саморезами.

Данное основание даст устойчивость всей конструкции.

Далее берут металлические уголки 20х20 мм - 4 штуки.

И через ножки входящие в комплект прикручивают их к нагревательному элементу.

В заготовленных алюминиевых уголках высверливают отверстия с зенковкой.

Скрепляют с уголками панели при помощи клепок.

Закрепленные на платформе, они образуют жесткий каркас для нагревательной панели РТС.

К электрическим выводам припаивают питающий провод.

Места соединения изолируют защитной лентой и трубками из термоусадочного ПВХ.

Порядок замены электронных компонентов

После включения в сеть, индикатором проверяют отсутствие напряжения на корпусе панели РТС. Через 30 секунд пирометром или электронным термометром с термопарой контролируют нагрев поверхности до 230-250 градусов Цельсия. Температура нагревательной пластины поддерживается автоматически на одном уровне.

Плату с нерабочими элементами размещают на горячей поверхности. Через несколько секунд припой становится жидким, с помощью пинцета можно удалить ненужные элементы и заменить их на новые.

Портативное устройство для пайки позволяет аналогично производить замену SMD и BGA компонентов, менять микросхемы на гибких многослойных платах.

Смотрите видео

Давно хотел купить станцию, но из-за финансовых проблем не представилась возможность и чуть подумав решил - а нельзя ли ее сделать своими руками?

Верхняя строка - заданная температура паяльника и действующая температура на нем, данные обновляются несколько раз в секунду (0-480гр)

Нижняя строка - заданная температура фена, действующая температура на нем (0-480гр), а также скорость вращения встроенного в фен вентилятора (0-99)

Плата и схема

Печатную плату можете скачать (+ схема и прошивка) тут, все в оригинале, как у автора.

Несколько советов для тех, кому лень смотреть ролики (хотя в них я все довольно подробно пояснил)

Размеры печатной платы уже установлены, зеркалить тоже не нужно. Клеммы, через которые органы управления стыкуются с платой желательно заменить, т.е вместо клемм использовать обычный способ - взять провода и запаять в соответствующие отверстия на плате.

Во время травления ОБЯЗАТЕЛЬНО сверить участки платы с шаблоном , поскольку в некоторых местах выводы SMD компонентов могут образовать КЗ, на фото все это прекрасно видно

МК типа ATMEGA328 - тот же микроконтроллер, которых на платках программатора с набором arduino uno, в Китае стоит копейки, но с мк вам будет нужен либо самодельный программатор, либо родной arduino uno, а также кварцевый резонатор на 16МГц.

МК полностью отвечает за управление и вывод данных на ЖК дисплей. Управление станцией довольно простое - 3 переменных резистора на 10кОм (самые обычные, моно - 0,25 или 0,5 ватт) первых отвечает за температуру паяльника, второй - вена, третий увеличивает или уменьшает обороты встроенного в фен кулера.

Паяльник управляется мощным полевым транзистором, через который будет протекать ток в до 2-х Ампер, следовательно на нем будет нагрев, будет также нагреваться и симистор - его вместе с транзистором и стабилизатором на 12 Вольт проводами вывел на общий теплоотвод, дополнительно изолировал корпуса этих компонентов от радиатора.

Светодиоды обязательно взять 3мм с небольшим потреблением (20мА) из за использования более мощных светодиодов 5мм (70мА) у меня не работал фен, точнее не шел нагрев. Причина в том, что светодиод на плате и светодиод, который встроен в опторазвязку ( он и собственно управляет всем узлом нагрева фена) подключены последовательно и попросту не хватало питания, чтобы светодиод в опторазвязке засвечивался.

Паяльник

Сам взял паяльник Ya Xun для станций такого типа 40 ватт с долговечным жалом. Штекер имеет 5 пинов (контактных отверстий), распиновка штекера ниже

Учитывайте, что на фото распиновка штекера, который на самом паяльнике,

Паяльник имеет встроенную термопару, данные из которого принимаются и расшифруются уже самой станцией. ОБЯЗАТЕЛЬНО нужен паяльник с термопарой, а не с термистором в качестве датчика температуры.

Термопара имеет полярность, при неверном подключении термопары паяльник после включении наберет максимальную температуру и станет неуправляемым.

Фен

В принципе мощность может быть от 350 до 700 ватт, советую не более 400 ватт,

того сполна хватит для любых нужд. Фен тоже со встроенной термопарой в качестве температурного датчика. Фен должен быть со встроенным кулером. Имеет гнездо 8 пин, распиновка гнезда на фене представлена ниже.

Внутри фена имеется сам нагреватель на 220 Вольт, термопара, вентилятор и геркон, последний сразу можно выкинуть, в этом проекте он не нужен.

Нагреватель не имеет полярности , а термопара и кулер - имеют, так, что соблюдайте полярность подключения, в противном случае мотор не будет крутиться, а нагреватель наберет максимальную температуру и станет неуправляемым.

Блок питания

Любой (желательно стабилизированный адаптер) 24 Вольт минимум 2 Ампер, совету- 4-5 Ампер. Отлично подойдут универсальные зарядники для ноутбуков, в которых есть возможность подстройки выходного напряжение 12 до 24 Вольт, защита от коротких замыканий и стабилизированных выход - а стоит копейки, сам выбрал именно такой.

Можно также использовать маломощный блок питания для светодиодных лент 24 Вольт, есть с током от 1 Ампер.

Можно также слегка доработать электронный трансформатор ( как самый бюджетный вариант) и внедрить в схему, более детально о блоках питания я пояснил в конце видеоролика (часть 1)

Можно также использовать трансформаторный блок питания - можно и не стабилизированный, но повторюсь - стабилизацию иметь желательно.

Монтаж и корпус

Корпус от китайской магнитолы, к ней отлично подошел дисплейчик 16х2, все органы управления установлены на отдельный пластиковый лист и стыкованы к нижней части магнитолы.

Основные силовые компоненты укреплены на теплоотвод, через дополнительные изоляционные прокладки и пластиковые шайбы. Теплоотвод взят от нерабочего бесперебойника.

Он нагревается, но только после долгой работы феном на большой мощности, но все это терпимо, к стати - на плате предусмотрен дополнительный выход 12 Вольт для подключения купера, так, что можно и отдувать радиатор если в этом есть нужда.

Настройка

В принципе для настройки нужен либо термометр либо тестер с термопарой и возможностью измерения температуры.

Для начала нужно выставить на паяльнике некоторую температуру (к примеру 400гр) дальше прижать термопару к жалу паяльника, чтобы понять реальную температуру на жале, ну а дальше просто с помощью подстроечного резистора на плате (медленное вращение) добиваемся того, чтобы сравнить реальную температуру на паяльнике (которая выводится на дисплей) с той, что показывает термометр.

То же самое нужно проделать с феном, только термометр нужно поставить под струю горячего воздуха.

Очень совету- подстроечные резисторы взять многооборотные для удобной и наиточной настройки.

К стати - третий подстроечник на плате отвечает за контраст дисплея.

Минусы

Честно скажу - не заметил, конструкция универсальна, удобна, проста и одновременно получаем профессиональную паяльную станцию для любых нужд, за что и автору большой респект.

Основные достоинства и затраты.

Ценовая категория таких станций в районе 100 - 150 $, у нас есть полное управление феном и паяльником и достаточно умная начинка, которая выводит все данные на жк дисплей, в бюджетных станциях вместо дисплея обычные светодиодные индикаторы.

Умная система управления термофеном - при отключении самого фена кулер будет работать до тех пор, пока не охладит нагреватель, затем сам по себе отключится, тоже очень продуманное решение для безопасности, которое имеется на всех профф. станциях.

Изготовление контактного паяльника

Данный вариант может считаться наиболее простым и дешевым. Эта конструкция регулирует на паяльнике напряжение, изменяя температуру нагрева жала. Опытным путем определяется производительность нагревателя и положение регулятора.

Схема сборки в домашних условиях

Выпрямительный мост в этой схеме позволит поднять напряжение со 220 В на входе до 310 В на выходе. Данный вариант актуален для домашних мастеров, в доме которых низкое электрическое напряжение, что не позволяет паяльнику нагреваться до рабочей температуры. При отсутствии диммера его можно сделать самостоятельно.

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.

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.

Общие характеристики и принцип работы

В схему паяльной станции с феном входит блок и манипулятор-термофен, где нагревается воздух. Устройства используются для ремонта сотовых телефонов и бытовой техники. Способы формирования потока воздуха такие:

Турбинные – воздух подается маленьким крыльчатым электромотором в термофене.
Компрессорные – воздух подается компрессором, расположенным в главном блоке.

Главным образом компрессорные станции отличаются от турбинных тем, что последние могут сформировать больший воздушный поток, но недостаточно проталкивают воздух через узкие отверстия. Компрессорные же станции более эффективны, когда воздух должен пройти через узкие насадки, используемые для пайки в труднодоступных местах.

Принцип работы станции: поток воздуха проходит через спиралевидный или керамический нагреватель в трубке термического фена, нагревается до требуемой температуры и через специальные насадки выходит на обрабатываемую деталь. Термофен способен обеспечить температуру воздуха 100-800°C. В современных станциях температура, мощность и направление воздушного потока легко регулируются.

В сравнении с прочими станциями (в частности, инфракрасными), недостатки термовоздушных станций следующие:

Поток воздуха может сдуть мелкие детали.
Неравномерный прогрев поверхности.
Требуются дополнительные насадки.

Преимуществом же является то, что турбовоздушные станции гораздо дешевле других.

Техника безопасности и правила использования

На рабочем месте важно соблюдать технику пожарной безопасности.
В процессе работы постарайтесь не допустить резкого изменения температуры нагревателя. Не трогайте нагревательный элемент и насадки фена.
Насадки меняйте после выключения и остывания фена.
Не допускайте попадания на термофен жидкости.
Обеспечьте хорошее проветривание рабочего места.

Паяльная станция-фен – довольно удобное приспособление, которое можно собрать самостоятельно. Несмотря на имеющиеся недостатки, это вполне пригодное устройство для ремонта бытовой техники.

Инфракрасная паяльная станция — это устройство для пайки микросхем в корпусе BGA.

Первые мысли.

На работе (где я работаю как не странно звучит) очень много промэлектроники разных фирм и заводов изготовителей (Siemens,Eaton,Vacon,Mitsubishi,Omron, частотников так вообще зверинец просто) и не редко приходится ремонтировать, паять что-то, разбираться с софтом и т.д. Начали мне попадаться все чаще и чаще случаи где нужно отпаять что-то массивное с наличием больших теплоемких полигонов или вовсе BGA чип. На работе BGA я не паяю, да и никто не паяет – нет смысла. Проще купить новое устройство в смысле для завода - чтоб не стояло оборудование зарплаты и т.д. (я работаю на заводе). Естественно я понял, что ик паялки не видать мне - ее на заводе никто не купит так как в ней нет такой потребности по крайней мере так думает руководство на заводе! Сам себе любимому не позволяют средства купить новую паялку или даже с рук. Цены на них сами знаете 600-1000$ и то не факт. Тем более я живу в великолепной стране Беларусь в ней не все так просто с работой и ЗП в общем по крайней мере в регионе где я живу)). Не об этом я что-то.

Так вот все-таки после не продолжительных раздумий я определился по крайней мере на чем буду делать паялку. Точнее на каких нагревателях и контроллерах.

Только потом, когда я посмотрел несколько его роликов я понял, что он собрал далеко не одну паялку своими руками! И тут меня осенило - что все слаживается. Если вернемся назад и вспомним что я работаю на заводе и у нас таких контроллеров пруд-пруди я имею ввиду не востребованных б\у, не рабочих и т.д. для меня все проще их не придется покупать, да и хваленые rex c-100 мне не нравятся хотя функцию они свою выполняют не спорю.

И так я нашел два контроллера один был рабочий, второй пришлось починить – был слегка залит водой (попала вода внутрь на плату были окисления - не спрашивайте как это случилось сам в шоке) после ремонта работал отлично. И так я понял надо тариться всем чем нужно – чего у меня нет, чтоб собрать заветную паялку. А главное определится что тарить.

Что будем делать? Как на чем?

Имея два контроллера нужно было определится со всем остальным. И так:

Нижний подогрев решил делать на галогенах от прожекторов 1500Вт 254мм. Всего будет 9 ламп на нижнем подогреве. Но соединены будут три параллельных секции по три лампы последовательно – в общем погуглите если что инфы полно в гугле.))

Почему так? Дёшево, сердито лампы можно купить везде стоят не дорого. Далее патроны к вышеуказанным лампам r7s вроде называются – оказалось купить в нашем регионе не так просто! Верхний нагреватель на лампах накаливания - геморно, решил остановиться на готовом элементе 450Вт которые продаются на Али. (говорят отбраковка от производства ACHI)

Так же твердотельные реле 2шт, диммер мощностью 2квт, корпус для низа отдельная история, штатив для верха упа510 вроде (не хотелось ни чего мудрить, а двигаться по пути наименьшего сопротивления) фотоувеличитель – тут ни че нового все есть в сети кто как делает. Двигаем покупать.

Лампы накаливания 1500Вт 254мм купил в своем регионе в местном электро-магазине 10шт – порядка 10$

Кто будет покупать такие обратите внимание что у этих реле управление осуществляется переменкой а не постоянкой! Я покупал такие специально но это была наверно ошибка далее объясню почему!

Первый раз купил нагреватель у какого-то продавана шел он месяца 2 наверно не пришел так в итоге – бабки продаван вернул, заказал у другого пришел быстро без вопросов. Ссылку оставил на последнего нормального продавана.

На диммер ссылку не оставлю покупал давно на Али первый попавшийся!

Сборка. Или сборка с мыслями.)

И так начал с низа(нижний подогрев). Я решил что электроника, управление и сам нагревательный блок будут в едином корпусе чтоб это все было компактнее – но я переживал что будет это все греться че нибудь оплавится пластиковое или провода хотя я использовал в большинстве температурастойкие, сталистые в силиконовой изоляции. Но забегая наперед все нормально таких проблем нет.

Над корпусом долго думал, как и из чего делать – как то в гараже я тусил (частный дом у моих родителей соответственно гараж) примерял алюминий листовой, профиль и т.д.

Забегу на перед делал все сам полностью так как отец у меня больше механик он больше советовал что-то, когда наблюдал что я начинал заниматься онанизмом.)) Так вот видит он как я этим занимаюсь спросил, что я хочу сделать (бате почти 60 лет, на паялку он в душе болт клал но ему интересна сама идея) я в кратце объяснил ему.

Там где-то возле гаража лежит алюминий от савкового холодильника – тип он может тебе помочь!. Я такой Хз пошел искать – нашел! Раньше его не видел где он стоит в холодильнике хз. Почистил принес в гараж померял все – сразу бате сказал спасибо!)))

Эта фиговина представляет из себя лист алюминия, согнутый п-образно толщина 2мм вроде. На вото я уже привалил две заглушки. Исходного фото у меня нет, да и за чем оно?

Я понял что надо две заглушки по бокам (алюминий у меня был какой-то б\у), внутри перегородку чтоб отделить горячую часть от электроники и сверху вырезать отверстие и начинает что-то нарисовываться.))

Размер проема получился 270х250мм (на фото я его только разметил) – да не много хотелось бы больше, но помним про наименьшее сопротивление и т.д. подумал я.))

Потом разметил расположение ламп, сверлил, резал резьбу и т.д. Как вы догадались патроны идут спаренные – я их разрезал установил, как на фото. Просто патроны, спаренные было проще купить и дешевле.

Два винта на верху крепят перегородку по середине которая отделяет горячую часть от блока электроники так скажем!

Естественно нужно было организовать разъёмы для подключения двух термопар (верх,низ), верхнего нагревателя , сетевой тумблер , подключение к сети 220В и т.д.

Сделал так: тумблер был советский какой-то, термопары обычные К-типа, точнее одна Omron а вторая не помню от куда. Которая омрон поставил на обр. связь низа, а безымянную на связь верха. Разъёмы промышленные у меня были!(бара-кто)

На термопарах аж 10 контактные – других не было)) они разборные на резьбе. Разъем на верхний подогрев советский не помню от куда взялся(барахольщик), а и поставил муфту(сальник) для подключения в сеть 220В.

Линия на фото карандашом вертикальная на задней стенке – эт расположение перегородки внутри.

Внутри как то фоток нет да там ни че интересного нет!)) Нижняя часть не закрыта вообще – я думаю вы поняли получается ящик без дна и это по ходу поспособствовало лучшему охлаждению этой всей конструкции.

А еще этот бокс стоит на ножках от советского фотоувеличителя – я прикрутил чтоб был зазор по больше от стола – когда этот ящик бует стоять на столе!)

Корпус собран где-то на заклепках алюминиевых где-то на резьбовых винтах!

Далее Понеслось установка ламп, первое включение и т.д. Ни че не бахнуло))

Схема подключения проста! Можно посмотреть в интернете много вариантов не буду подробно описывать это!

Если вы схему собрать не можете лучше не беритесь за это дело вообще!))

На фото "крутелка" это диммер, предполагался ранее для регулировки мощности верха,

мощность низа оказалась на столько избыточной что пришлось его подключить на низ, а на верх поставить другой!)Под контроллером тумблер двухпозиционный для отключения одной секции из трех ламп! Получается тумблером можно переключать: работает 9 ламп или 6 ламп, плюс это все ограничивается по желанию диммером ну и естественно мониторит контроллер E5CC. Вверху трех позиционный флажковый переключатель:

1 позиция – все нагреватели выключены!

2 - включен низ!

3 - Включен низ+верх

Есть одна тонкость которую я не учел на счет контроллеров Е5СС и твердотельных реле. Я купил твердотелки с управлением переменкой. То есть картина такая у меня:

Твердотельное реле подключается к релейному выходу контроллера. Релейный выход — это ничто иное как реле индуктивное контактное внутри контролера. Я прикреплю фото у меня есть такой контроллер на разборе не исправный я его разобрал чтоб вам показать.

То есть внутри контроллера щелкает реле оно подает фазку(сигнал) на твердотелку и та в свою очередь фазку на нагреватель! Понимаете, о чем я?

Если изначально купить твердотельные реле управление которых осуществляется постоянкой то можно исключить реле внутри самого контроллера а трердотелка будет включаться на прямую! В контроллере стоят реле (на фото) напряжение катушки 5В!

Все будет работать тише вообще без лишних контактов и щелчков! Мой косяк не стал переделывать!))

Я уже устал строчить но мы подбираемся к верхнему нагревателю!)))

Как я уже писал выше он подключается через советский разъем к нижнему блоку (нижний подогрев). Решил делать на базе фотоувеличителя упа 510 пришлось купить за 5$))

У меня был фотоувеличитель Ленинград 6У но он сильно громоздкий и мне показался не удобным.

Куплен такой. Фото стянул в инете:

Фото не мое! Я так понимаю подойдут похожие модели УпА 509,516!

Особо фото не делал как делал верх – там особо ни чего сложного нет! Зафиксировал нагреватель на подвижном элементе фотоувеличителя, и кстати подвижный элемент нужно перевернуть вверх ногами он с направляющей просто снимается и переворачивается, и назад одевается все регулировки остаются рабочими. Но еще нужно было вкорячить куда-то диммер для верха (на последних фото виден) и вообще я думал для нагревателя сделать отдельный корпус с охлаждением типа как у ACHI IR6500 хотя бы отдаленно что-то похожее. Не знаю почему объяснить не могу.

Для представления прикреплю фото которое увел в инете:

Ну и все вместе когда собрал в кучу))

Это уже фотки пошли в процессе тестов))

Далее я еще усовершенствовал штатив - сделал поворотный механизм чтоб нагреватель отдельно вращался в горизонтальной плоскости от штатива!

Как это работает? Итог.

Я может позже выложу видео в Youtube подробное где расскажу как сделал подставки для плат стойки точнее, как организовал установку термопар да и как работает в общем.)

А вкратце нарыл в инете термопрофиль (в свободном доступе естественно) и опытным путем отрегулировал мощность нагревателей так чтоб уложиться в термопрофиль.

Чипы снимал и ставил все ок. Ни че не вздувается не темнеет. По факту низ работает на 30-40% мощности, а верх где-то 80%. Устал строчить ужею)) Фотки добавлять уже не разрешает сайт, а их много осталось!))

Читайте также: