Паяльная станция своими руками

Содержание

Выбор паяльной станции: принцип работы устройства

Центром, а значит, мозгом прибора является управляющий блок. Данный компонент объединяет все детали и превращает их в паяльную станцию. Встроенный паяльник от обычного классического инструмента отличает наличие датчика температуры. Благодаря ему температура жала паяльника может быть установлена на определенном уровне. Для питания инструмента требуется низкое напряжение, которое чаще всего составляет 24 вольта.

Датчик температуры обеспечивает стабильность выбранных параметров. Очень часто в комплектацию входит набор сменных жал для паяльной станции. С их помощью легко выполнять пайку различных электронных компонентов.

Регулировка температуры паяльника выполняется поворотной ручкой, которая находится на передней панели блока управления. Тут же расположен цифровой индикатор температуры.

Благодаря различным насадкам, фен способен выполнять пайку самых сложных элементов

Внутри управляющего блока размещен мембранный насос, который обеспечивает приток воздуха к фену, а сам фен для паяльной станции оснащен насадками разнообразных форм. Они повторяют форму наиболее распространенных контактов микросхем. Данные насадки позволяют нагревать сразу несколько контактов элемента. Благодаря этому демонтаж выполняется быстро и без вреда для самой детали и для платы.

Фен дает возможность выполнять пайку элементов бесконтактно, то есть без применения паяльника. Зачастую фен используется для предварительного нагрева металлических отводов перед пайкой паяльником.

Сборка комплекта на жалах Hakko

Простая паяльная станция, а точнее комплекты для ее сборки на специальных жалах Hakko, популярные на торговой площадке Алиэкспресс. На сайтах продавцов также есть инструкция и схема соединений. Пользователю останется только найти корпус и соединить детали.

Особенность установки — инновационные жала HAKKO T12 которые чрезвычайно быстро разогреваются и не прогорают.

Потребуется выключатель, разъем для питающего шнура тип AS-Евровилка. Эти элементы могут быть в комплекте или же их можно заказать вместе с основными частями. На лицевую сторону выносятся разъемы для паяльника, пульт управление температурой и иными параметрами.

На плате дорожка («test») для управления настройками не соединенная, для доступа к регулировке ее контакты надо спаять.

В настройках есть возможность выставлять шаг регулировки t°, делать ее программную калибровку. Такая функция доступная прямо в процессе работы паяльника — реж. Р10, Р11. Как это сделать: нажать на энкодер, удерживать его пару сек., перейдем в Р10, затем кратковременным нажимом меняем шаг (сотни, десятки, единицы). Поворачивая ручку, меняем значение, потом снова жмем и пару сек. держим селектор энкодера — настройка сохраняется и совершается переход в Р11 и так далее. А двухсекундное нажатие возвращает в рабочий режим.

Если зажать включатель энкодера и подавать питание к контроллеру, то попадем в более объемное меню:

Блок питания надо докупить отдельно, хватит на 24 В, в зависимости от значения, на которое рассчитан паяльник. Можно обойтись и внешним БП 24 В, выдающим до 4 А.

БП можно создать и самостоятельно из следующего:

понижающий советский трансформатор;
готовая сборка с диодным мостом KBPC5019;
сетевые фильтры, они же электролитические конденсаторы для сглаживания пульсаций;
три параллельно соединенных полевых транзистора IRF730;
микросхема LM317;
радиатор охлаждения, вентилятор, подключенный через свой диодный мост.

Напряжение в нашем случае подается на управляющую плату (24.4 В). Опишем, как работает схема. На трансформатор идет напряжение от сети (220 В, 50 Гц), понижается им до 28 В. Выпрямляется диодным мостом, фильтруется конденсаторами, значение возрастает до 35 В. Далее, подается на плату регулировки из полевых транзисторов на основе микросхемы lm317. Подстраиваем подстроечным резистором, получаем 24.4 В постоянного напряжение, которое и запитывает установку.

Простая паяльная станция своими руками

Собрать самостоятельно максимально простую и достаточно надёжную паяльную установку вполне возможно. Для этого достаточно приобрести минимальный набор материалов, а также подготовить рабочие инструменты и выбрать правильную схему изготовления станции своими руками.

Необходимые инструменты и материалы

Самым простым вариантом для изготовления своими руками станет паяльная термовоздушная установка, собранная на основе традиционного паяльника.

Схема и элементы паяльной лампы

Необходимые материалы и инструменты для самостоятельного изготовления представлены:

паяльником с рукоятью из древесины;
аквариумным компрессором;
шуруповёртом;
сверлом;
медицинской капельницей;
фольгой;
небольшой частью антенны;
многожильным кабелем.

Пошаговая инструкция

После того как будет подготовлен весь необходимый для изготовления материал и инструмент, следует приступить к самостоятельной сборке прибора.

Подготовить к работе все необходимые инструменты

Демонтаж рукояти и откручивание проводов, соединяющих нагревательный элемент с питающим кабелем.

Провод протаскивается через рукоятку, после чего в боковой части осторожно высверливается небольшое отверстие.

В высверленное в рукояти отверстие необходимо вставить и протянуть питающий провод, привязанный к небольшому кусочку проволоки, после чего часть капельницы с резинкой разрезается строго пополам.

Оставшуюся часть капельницы, оснащённую трубочкой, следует аккуратно вставить в рукоять инструмента, на место расположения питающего провода.

Полученное соединение отличается высокой надёжностью и абсолютной герметичностью, что позволяет подключить к питающему проводу изъятый на первом этапе нагревательный элемент.

Участки соединений на проводах должны быть качественно заизолированы, после чего все охлаждающие отверстия нагревательного элемента тщательно обматываются обычной фольгой.

Для получения максимально надёжного соединения, обмоточная фольга фиксируется при помощи обычной медной проволоки.

Сопло, обеспечивающее направление воздушного потока, выполняется из отрезка антенной трубочки, которая устанавливается на месторасположения жала.

Отверстие, сквозь которое проходит питающий провод, требуется тщательно загерметизировать, после чего подключается стандартный аквариумный компрессор. Готовая термовоздушная паяльная установка способна обеспечивать накал в пределах 300–310 градусов, что является вполне достаточным показателем для проведения работ с самыми мелкими элементами плат

С целью повышения уровня мощности выполняется намотка на нагревательный элемент обычной нихромовой нити и осуществляется установка более производительного компрессора.

Меры предосторожности

С целью обеспечения безопасной эксплуатации паяльной станции необходимо чётко следовать прилагаемой производителем инструкции:

прежде чем приступить к работе с антистатической паяльной установкой, необходимо убедиться в нормальном, рабочем состоянии электрического питания;
следует оградить устройство от любых тяжёлых механических воздействий, вызывающих повреждения прибора;
паяльная станция любого вида должна использоваться исключительно по своему прямому назначению;
нельзя осуществлять работу паяльной станцией вблизи быстро и легковоспламеняющихся предметов;
запрещается в процессе работы контактировать с насадкой фена, жалом паяльника или смежными с ними частями;
ремонтные работы и замена элементов в паяльной установке осуществляются только после отключения прибора от сети и его полного остывания;
нельзя работать с электроинструментом мокрыми руками;
прибор должен храниться в недоступном для детей месте.

Если в процессе пайки с поверхности выделяется дым, то работы должны осуществляться только в хорошо проветриваемых помещениях.

Схема подключения фена станции

Схема подключения элементов паяльной станции Убедившись, что для необходимой регулировки хватит и сопротивления родного подстроечника, вернул его на место. На силовой транзистор, для пущей надёжности, установил небольшой радиатор охлаждения. При этом замечу, что эксплуатироваться в дальнейшем блок питания в родом корпусе не будет. Это, пожалуй, самая наглядная и информативная схема распайки проводов паяльного фена, что удалось найти. На данном этапе интересуют только два провода которые идут к кулеру, один из них коричневый, на него подавать плюс питания, второй синий – минусовой.

Испытания схемы

Обзор конструкций паяльных 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.

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.

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

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

Существуют как простые паяльные станции, оборудованные привычным нам классическим паяльником, так и более продвинутые. Причём вариаций сочетания компонентов и систем может быть великое множество. Без труда можно в одной станции совместить контактный паяльник и фен, вакуумный или термопинцет и оловоотсос. Для удобства приведём таблицу основных типов паяльных станций.

Контактные ПС− это обыкновенный, имеющий при пайке прямой контакт с поверхностью, паяльник, оснащённый электронным блоком управления и регулирования температуры.	Бесконтактные ПС − в основе работы блок управления и особая система управления элементов.
Свинцовые	Бессвинцовые Требуют повышенной температуры плавки.	Термовоздушные Обеспечивают эффективную пайку в труднодоступных зонах с единовременным прогреванием сразу нескольких поверхностей. Позволяет осуществлять пайку любого типа, как со свинцом, так и без него.	Инфракрасные Здесь присутствует нагревательный элемент в виде инфракрасного излучателя, сделанного из керамики или кварца.	Комбинированные Сочетают в своей конструкции несколько типов оборудования: фен или классический паяльник, или, как мы уже говорили, ИК-нагреватель и оловоотсос допустим, паяльник и фен.

По механизму стабилизации температуры и принципу работы управляющих блоков паяльные станции можно разделить также на аналоговые и цифровые. В первом случае нагревательный элемент включён, пока паяльник не прогреется до нужной температуры, самая близкая аналогия – нагрев обычного утюга. А вот второй тип паяльника отличается сложной системой контроля и регулирования температуры.

Здесь размещён PID-регулятор, который подчиняется программе микроконтроллера. Такой метод стабилизации температуры намного эффективнее аналогового. Ещё одна классификация позволяет разделить все ПС на монтажные и демонтажные. Первые осуществляют пайку приборов, однако, не имеют оловоотсоса и других элементов, позволяющих проводить чистку и замену деталей.

Демонтажная паяльная станция Xytronic LF-852D с насадками

Ремонт и эксплуатация

Работа в условиях пониженных токовых вличин предотвращает накапливание статического напряжения на жале паяной станции, поэтому ремонт мелких деталей таким инструментом является самым оптимальным вариантом. Основные правила работы с паяльной станцией следующие:

расположение компонентов на держателе;
подключение шнура и кабеля питания;
установка на ручку необходимой насадки;
включение питания и настройка температурного режима;
выполнение технологических процессов.

После завершения работы прибор для пайки укладывается на специальном держателе. Затем производится отключение паяльной станции от электросети.

Таблица поиска неисправностей, как правило, отражается в прилагаемой к прибору инструкции. К наиболее частым неисправностям прибора для пайки относятся:

выход из строя вилки электрического прибора;
выход из строя кабеля, подающего электроэнергию;
нарушения контакта между нагревательным элементом и сетевым кабелем;
поломка нагревательного элемента.

Неисправности, связанные с электронной схемой паяльных установок, встречаются достаточно редко и чаще всего бывают обусловлены поломкой электронных компонентов. Ремонт вышедших из строя многофункциональных монтажных и демонтажных паяльных станций, а также ремонтных любых паяльных установок должен выполняться только квалифицированными специалистами, способными правильно определить причину неполадок в работе электроприбора.

В бытовых условиях чаще всего используются портативные паяльные установки, очень хорошо поддерживающие стабильный температурный режим нагрева поверхности. Именно такие условия особенно важны при выполнении работы с платами или микросхемами, обладающими повышенной чувствительностью к перегревам, включая компьютеры, музыкальную аппаратуру, контроллеры и другие современные электротехнические изделия.

Технические характеристики

Питание от источника постоянного напряжения 12-24В
Потребляемая мощность, при питании 24В: 50Вт
Сопротивление паяльника: 12Ом
Время выхода на рабочий режим: 1-2 минуты в зависимости от питающего напряжения
Предельное отклонение температуры в режиме стабилизации, не более 5ти градусов
Алгоритм регулирования: ПИД
Отображение температуры на семисегментном индикаторе
Тип нагревателя: нихромовый
Тип датчика температуры: термопара
Возможность калибровки температуры
Установка температуры при помощи экодера
Светодиод для отображения состояния паяльника (нагрев/работа)

Цифровая паяльная станция своими руками

Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Это уже вторая версия данного проекта, созданная после активного обсуждения оного на нашем Форуме. Предыдущую версию и фотки готового девайса можно посмотреть тут. Ваш Кот.

Начать нужно с того, что однажды я озадачился приобретением паяльной станции, ибо «вечные» жала портятся от перегрева, а мой старенький паяльник не имел термостабилизатора. Изучив рынок, пришел к выводу, что то, что мне хочется, стоит достаточно дорого. Подумал, почитал. И пришел к выводу, что реализовать станцию своей мечты смогу и сам. В качестве контроллера был выбран ATmega8, имеющий встроенные АЦП и ШИМ. Усилитель сигнала термопары на ОУ AD8551. Паяльник приобрел от паяльных станций Solomon, название «SL-ICMC, паял.д/станц.SL-10, 20, 30CMC».

Паяльник имеет керамический нагреватель и встроенную термопару. Распиновка разъема паяльника:

Теперь прокомментирую схему. 1. Трансформатор и диодный мост выбирается исходя из напряжения питания и мощности используемого паяльника. У меня это 24 В / 50 Вт. Для получения +5 В используется линейный стабилизатор 7805. Он обязательно должен иметь приличный радиатор. Или необходим трансформатор с отдельной обмоткой для питания цифровой части с напряжением 8-9 В. 2. Полевой транзистор на выходе ШИМ — любой подходящий (у меня стоит IRLU024N). Радиатор не потребовался. 3. Светодиод я использовал двухцветный, но можно соединить два, как показано на схеме. Пищалка со встроенным генератором, используется для озвучивания нажатия кнопок (можно не ставить).

LCD в проекте используется символьный, однострочный на 16 символов. Подключение к контроллеру осуществляется следующим способом:

Особенности и предназначение

Для разогрева металлических отводов и специального паяльного вещества необходимо специальное оборудование, которым и является паяльный фен. Устройство способно очень быстро разогреваться до нужной температуры даже с учетом простой конструкции. Благодаря простому строению, с аппаратом может работать и начинающий электрик и профессионал. Для упрощения работы с мелкими деталями применяют также дополнительное оборудование совместно с фенами, но так как цена приборов немалая, то лучшим вариантом будет паяльная станция с феном своими руками. Это оборудование позволит справиться с большинством сложных задач без особых усилий.

По конструкции аппарат устроен так же, как и строительный фен, но обладает меньшей мощностью и более компактными насадками. Чаще всего в комплекте паяльной станции имеется обычный паяльник и термофен. При этом приборы оснащаются регуляторами температурного режима.

Для профессиональной мастерской термофен проще купить, так как он быстро оправдает свою стоимость, и пользоваться таким оборудованием будет удобнее. А если микросхемы необходимо припаивать в домашних условиях и не каждый день, то для этого подойдет самодельная термовоздушная паяльная станция своими руками.

Отличие паяльных фенов

Очень часто радиолюбители задумываются о том, как сделать паяльный фен своими руками, но перед началом сборки необходимо знать принципы и отличия паяльной станции и самого паяльника. Схема устройства состоит из основной и дополнительной части. Основной частью является блок, к которому подключаются паяльники. В зависимости от способа подачи воздуха станции бывают двух видов:

Турбинная — воздушный поток формируется благодаря встроенному кулеру в термофене.
Компрессорная — поток воздуха формируется посредством компрессора, установленного в главном корпусе станции.

При покупке паяльной станции такие особенности имеют большое значение, так как компрессорными создается сильный воздушный поток, и они могут использоваться для работы в труднодоступных местах даже с узкими насадками, а турбинные не способны продавить воздух с необходимой мощностью через узкое отверстие насадок.

https://youtube.com/watch?v=3zE-HDdz2Xs

Работа устройства заключается в нагревании керамического или спиралеподобного элемента, который установлен в термофене, и нагревании воздуха, проходящего через этот элемент. Паяльный термофен может нагревать воздух до температуры в пределах 100—180 градусов, а в современных моделях имеется возможность регулировки температурного порога.

По сравнению с инфракрасными аналогами, термовоздушные станции имеют такие недостатки:

Поток воздуха сдувает мелкие детали.
Неравномерный прогрев поверхности.
Изменение насадок для разного типа работ.

Однако для любителей, такие недостатки несущественны по сравнении с преимуществом в цене.

Термовоздушный паяльник для станции можно изготовить в домашних условиях из обычного бытового фена. При этом по техническим характеристикам он не будет уступать заводскому аналогу. Основными характеристиками такого паяльника являются:

Диаметр наконечника;
Мощность;
Производительность турбины;
Максимальный температурный порог.

Такие параметры напрямую влияют на качество и производительность работы устройства, поэтому при сборке к ним необходимо относиться очень внимательно.

https://youtube.com/watch?v=KVvm4V3dIMg

Особенности конструкции термофена

С помощью паяльного устройства можно плавить пластиковые детали и метал, который имеет небольшую температуру плавления. Специальная спираль из нихрома разогревает воздух, после этого горячий воздух подается в нужную точку. При конструировании самодельного аппарата необходимо руководствоваться главным параметром — температура нагрева воздуха. В профессиональных устройствах параметр достигает 800 градусов, но если плавка серебра или алюминия не потребуется, то самодельный термофен можно изготовить с температурным порогом до 600℃.

При сборке устройства в домашних условиях также необходимо ориентироваться на экономию средств, а для этого нужно найти детали для сборки. В конструкцию оборудования входят:

Корпус;
Нагревательная часть;
Устройство, посредством которого будет подаваться воздух;
Держатель;
Кнопка включения.

Для улучшения прибора можно заранее предусматривать использование датчика и регулятора температуры, а также установку разных насадок.

Инфракрасная

Инфракрасную станцию также вполне реально изготовить самостоятельно. Для этой цели понадобится:

паяльник;
блок питания от ПК;
автомобильный прикуриватель.

Блок питания можно использовать старый. Понадобится только одна рабочая линия с напряжением в 12 вольт. Особой мощности не требуется. От паяльника понадобится только деревянная ручка. Ее можно использовать и от любого другого прибора или изготовить самостоятельно. Первым делом необходимо разобрать прикуриватель, чтобы добраться до нагревательного элемента, который находится внутри. На фото показано, как он выглядит.

Следующая задача заключается в том, чтобы закрепить ручку от прикуривателя на рукоятке от паяльника. Для этого можно воспользоваться клеем. Далее необходимо просверлить отверстие в ручке от прикуривателя, чтобы через отверстие можно было подвести питающие провода. Когда провода подведены, можно собрать модуль прикуривателя с керамической проставкой, как показано на фото ниже.

Закрепить всю конструкцию на рукоятке можно с помощью дополнительной металлической пластины. Когда все готов провода подключаются к блоку питания на вывод в 12 вольт. Готовый вариант мини-станции показан ниже на фото.

Станция получается компактной, поэтому ее легко транспортировать и можно запитать от любого источника, который способен выдать 12 вольт постоянного тока. Это может быть даже аккумулятор, поэтому станция получилась полностью автономной. Если собрать небольшой блок из литий-ионных аккумуляторов 18650 с преобразователем на 12 вольт и установить контроллер зарядки, то цены такой станции не будет.

Нагрев мини-станции происходит практически моментально, а максимальная температура может превышать 400 градусов. Выпайке поддаются небольшие элементы, например, конденсаторы и транзисторы, как видно на фото ниже.

Расстояние до платы при пайке должно быть не меньше 10 мм. Кроме миниатюрных SMD элементов, станция с легкостью справляется и с микросхемами в корпусах SOEC. На фото ниже видно прямое тому доказательство.

Также без особых сложностей можно выпаять и более крупные компоненты. Станцию можно немного доработать, чтобы получился удобный вариант для работы. Одним из модулей, который легко использовать дополнительно является диммер, как видно на фото ниже.

Его предназначением является возможность регулировка мощности паяльной станции. В качестве источника питания можно использовать не блок питания от ПК, а блок питания для светодиодной ленты, как видно на фото ниже. Его легко приобрести в любом магазине электротоваров. Общая мощность станции составляет примерно 50 Вт, сила тока, которая потребуется для ее работы достигает 6 ампер. Это стоит учитывать при выборе блока питания.

Минусом такой паяльной стации можно считать отсутствие контакта с элементом, который подвергается пайке. Из-за этого нет возможности убрать излишек припоя, а также невозможно поправить деталь, если она была спозициоинрована со смещением, а припой еще не остыл. Желательно предусмотреть отдельную кнопку включения на рукоятке, которая предотвратит перегревание прикуривателя. Во время работы такой станцией, необходимо держать манипулятор под углом в 90 градусов к элементу, который паяется. Это даст возможность воздействовать на него всей областью нагревателя равномерно.

Дополнительно для успешной пайки мелких элементов понадобится набор пинцетов. Их губки обязательно должны быть острыми, чтобы было легче захватывать миниатюрные компоненты. Кроме того, не обойтись без устройства, которое называется «третья рука». Есть множество его вариаций, но основное предназначение везде одинаковое. Оно заключается в удержании припаиваемых проводов или целых микросхем. Чтобы было легче рассмотреть мелкие компоненты, необходимо хорошее увеличительное стекло или микроскоп. Неотъемлемой частью инструментария мастера является хорошее освещение. Желательно, если оно будет основано на светодиодах, которые не имеют мерцания при работе. Во время пайки с использованием станции не обойтись без флюса. Это специальный раствор, который улучшает адгезию и очищает металл для пайки. Вариант инфракрасной паяльной станции с нижним подогревом также можно собрать самостоятельно. Об этом есть видео ниже.

Паяльная станция своими руками: дорогостоящее оборудование за копейки