Паяльная станция своими руками

Конструкция самодельного фена для пайки микросхем

Она состоит из тех же частей, что и указывалось выше. Отдельного внимания заслуживает корпус, поэтому ниже будет подробно изложено как сделать корпус фена для пайки.

Паяльный фен своими руками

При изготовлении применяются:

• Материалы с хорошими термоизоляционными свойствами.
• Хорошая изоляция мест нагрева.

В первом случае могут возникнуть трудности с их получением и изготовлением корпуса необходимых размеров. Кроме этого некоторые материалы стоят немалых денег.

Хорошо подойдет в роли корпуса ненужный фен. Место, к которому будет прилегать сопло, необходимо сделать из термостойких веществ, выдерживающих высокую температуру. Кроме того, необходимо сконструировать корпус таким образом, чтобы нагрев не передавался в другие места и держать ручку паяльного фена человеку было комфортно без использования перчаток и жаростойких рукавиц.

Следует грамотно выбрать место для переключателей и регуляторов, для удобного применения их во время работы. Их можно использовать от старых бытовых приборов.

Сделанный своими руками термофен станет хорошим помощником в быту и облегчит выполнение многих задач и сэкономит деньги. Затраты на его сборку несоизмеримо меньше, чем покупка нового паяльного фена в магазине.

Как пользоваться паяльной станцией

Для новичков будет не лишним узнать некоторые особенности работы с паяльными станциями.

Контроллер и паяльник – важнейшие элементы паяльной станции должны быть чистыми и защищёнными от пыли

Перечислим некоторые из них:

1. Для монтажа или демонтажа крупных деталей проще использовать фен. Так как он охватывает необходимую площадь.
2. Температура нагрева подбирается методом «тыка». Начиная с минимально возможной. К примеру, пасты для монтажа SMD-компонентов имеют меньшую температуру плавления, нежели ПОС-61.
3. Обзаведитесь обыкновенной спиртоканифолью. Пригодится для обезжиривания.
4. Перед монтажом компонентов используйте специальный флюс. Он продаётся в отделах для ремонта сотовых.
5. Очень выручает обыкновенная иголка. Ею можно поддеть перепаиваемые детали и при необходимости их перевернуть.
6. Контактные площадки в обязательном порядке очищаются от припоя.

Работа с паяльной станцией требует определённых навыков.

Если вы не сможете собрать самостоятельно такой прибор, то воспользуйтесь рекомендациями профессионалов

Получить любую информацию можно также в обучающих видео, в этом вы узнаете о том, как выбрать паяльную станцию.

Watch this video on YouTube

Свои вопросы и комментарии к статье оставляйте в специальной форме ниже. Надеемся, что наши рекомендации помогут сделать собственную паяльную станцию, которая прослужив вам верой и правдой долгие годы.

Станция на 100 В

На 100 В паяльная станция (своими руками сделанная) больше всего подходит для работы со стальными поверхностями. При этом с алюминием они также справляются хорошо. Катушка индуктивности для таких устройств подбирается с пороговым напряжением около 15 В. Конденсаторы чаще всего используются мультисистемные. Встретить резисторы открытого типа можно довольно редко. В данной ситуации целесообразнее задуматься над приобретением кардиодных аналогов. Минимальный параметр проводимости тока должен составлять 34 мк.

Степень искажения у приборов зависит от используемой платы. Модели с маркировкой РР20 для указанных станций подходят идеально. Однако модулятор для них следует подбирать отдельно. Многие специалисты отдают предпочтение широкополосным аналогам. Максимальное отрицательное сопротивление, которое они способны выдерживать, находится на уровне 35 Ом.

Инфракрасная станция для пайки

Ремонтируя сложные схемы и материнские платы (особенно в которых имеют место компоненты BGA), потребуется инфракрасная станция. Китайская продукция отличилась очень низким качеством, а хорошая инфракрасная установка стоит довольно дорого. Выход очевиден: нет ничего сложного в том, чтобы собрать паяльный инструмент своими руками.

При сборке такого паяльного устройства можно вложиться в бюджет до 10 тыс. рублей. Несмотря на низкую себестоимость, станция отлично себя показала при проведении ремонтных работ, связанных с монтированием микросхем.

Описание конструкции

Устройство состоит из следующих компонентов:

• контроллер управления;
• подогрев нижнего типа;
• нагрев верхнего типа.

Контроллер должен быть 2-канального типа.

Первый канал подключается к термопаре или терморезистору платинового типа. Второй следует просто подключать к паре. Оба канала обладают автоматическими и ручными режимами. Первый допускает поддержку температур до 255 градусов при помощи обратных связей с термопарой или терморезистором.

Ручной режим позволяет производить настройки в диапазонах 99%. Память контроллера содержит четырнадцать различных типов термопрофилей: семь профилей свинцового типа и семь профилей для пайки без свинца.

Для содержащего свинец припоя диапазон максимальных температурных профилей начинается с 190°, и далее через каждые 5 до 220°.

Для припоя без свинца максимальные температуры профилей начинаются с 225°, и далее через каждые 5 до 250°.

В тех случаях, когда верхний нагревательный элемент попросту не справляется и нагрев обеспечить не удается, контроллерный элемент становится в режим «пауза» и ожидает нужную температуру. Это позволяет приспособить микросхему для нагревателей настолько слабых, что они не способны следовать за термопрофилями.

Контроллеры также используются, как регуляторы температуры паяльной станции, например, если необходима сушка или запекание паяльных масок. Такие устройства отлично подходят для поддержки температуры.

Общие характеристики и принцип работы паяльной станции

Внешний вид промышленной воздушной паяльной станции: 1 – блок управления, 2 − паяльник, 3 – фен, 4 − ручка для переноски, 5 – регуляторы температуры для фена и нагревателя Анатомия паяльной станции достаточно проста и максимально отвечает необходимым условиям: аккуратная, «умная» пайка элементов. Сердце прибора − блок питания, внутри которого находится трансформатор, выдающий напряжение двух вариантов 12 или 24 Вольта. Без этого элемента все системы станции были бы бесполезны. Трансформатор отвечает за регулировку температуры. Блок питания снабжён терморегулятором и специальными кнопками запуска прибора.

С помощью блока управления также может быть реализована функция запоминания температуры и программирования кнопок. Мастера «прокачивают» прибор, используя процессор, благодаря которому появляется возможность измерять температуру в ходе пайки.

Вариация самодельного паяльника для микросхем

Разберём особенности работы термовоздушной паяльной станции: поток воздуха с помощью специальных спиралевидных или керамических элементов (они находятся прямо внутри трубки термофена) нагревается, а затем через специальные насадки направляется в точку пайки. Такая система позволяет нагреть необходимую поверхность равномерно, исключив точечную деформацию.

Комментарий

Андрей Винокуров

Электромонтер 5 разряда ООО «Петроком»

Задать вопрос

«Температура, которую могут обеспечить современные фены для пайки, в том числе и собранные своими руками, варьируется от 100 до 800°C. Причём показатели эти могут настраиваться оператором.

В качестве ещё одного дополнительного элемента может выступать специальный инфракрасный нагреватель. Принцип его похож на работу термофена, он нагревает не место стыка, а определённую площадь. Однако, в отличие от термофена, здесь отсутствует поток тёплого воздуха. Профессиональные паяльные станции могут оборудоваться специальными сопутствующими инструментами, оловоотсосами и вакуумными пинцетами.

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.

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.

Устройство фена

Паяльную станцию в виде фена принято использовать для того, чтобы расплавлять или размягчать пластмассовое изделие, тонкий металл или олово. Подавать воздух высокой температуры представляется возможным только после его проходе через сильно разогретую спираль. Для того чтобы создать паяльный фен самостоятельно, потребуется внимательно ознакомиться с его конструкцией.

Составляющие конструкции паяльного фена:

• нагреватель (специальный корпус-трубка);
• крыльчатый вентилятор либо насос, который подает поток воздуха;
• ручки, включателя, датчика температуры.

Иногда можно также использовать специальные насадки, позволяющие менять поток струи.

Схема управления

Рассмотрим принципиальную схему управления феном, которая питается от одного источника. Данный факт значительно упрощает эксплуатацию устройства.

Главным элементом данной схемы является стабилизатор параметрического типа, который собран на транзисторе VT1, стабилитронах D5, D6, D7 и сопротивлении R1. Данное устройство гарантирует стабильность напряжения паяльного фена, в то время когда напряжение источника может изменятся из-за регулировок воздушных потоков.

Для того чтобы изменить скорость вентилятора используется выключатель SA1, который имеет два положения – 8В и 12В.

Стабилитрон D8 и предохранитель FU1 осуществляют защиту от предельных напряжений. Когда напряжение поднимается до 15 Вольт, диод открывается и предохранитель перегорает.

Разберемся, почему в данной конструкции лучше всего использовать именно параметрический стабилизатор. При использовании переменного тока, пики напряжения способны достигать предельных значений. Это выведет из строя микросхему. Пример привести довольно просто. При напряжении в 30 Вольт (переменный ток) пик составит:

Окончательная сборка

Сборка самодельной паяльной станции осуществляется в несколько этапов. Вначале собирают нагревательный элемент. Он состоит из 5 спиралей и керамической изоляционной трубки. Керамическую трубку можно заимствовать из телевизора (линия задержки содержит как раз то, что нужно).

Затем наматывают спираль нагревательного элемента. Производить намотку будущей спирали лучше всего при помощи дрели.

Одной из самых сложных деталей конструкции является корпус нагревателя. Его принято собирать из стакана, трубы и шайбы.

Удивительно, но стакан с внешним диаметров 1,65 см. идеально подошел от старой литий-ионной батареи. Именно в такие корпусы заключают химическую начинку. Перед тем как разбирать батарею ноутбука, ее следует полностью разрядить. Для этого используют низкоомные мощные резисторы.

В качестве корпуса паяльного фена можно использовать бутылку от газировки объем 1 литр. Бутылка выбирался исходя из размеров вентилятора.

Как сделать станцию для без свинцовой пайки?

На сегодняшний день многие модели производятся с катушками индуктивности, у которых тетроды устанавливаются ременного типа. Все это говорит о том, что конденсаторы для электроинструмента следует подбирать емкостные. Точность работы в данном случае зависит от насадки.

Если использовать четырехжильный кабель, то параметр предельной частоты прибора в среднем сможет находиться на уровне 66 Гц. Решить проблему с высоким сопротивлением в цепи можно за счет импульсных резисторов. Проводимость у них в среднем равняется 33 мк. Кенотроны для станций применяются довольно редко. Однако процесс смены фазы они способны значительно увеличить. Минус в данном случае заключается в чрезмерной нагрузке на конденсаторы.

Что такое паяльная станция

Такое устройство называют ещё паяльной установкой. Это набор инструментов и приспособлений, включающий в себя основные элементы:

• паяльник;
• сменное жало;
• подставка;
• термический фен;
• удалитель олова;
• блок регулировки.

По сравнению с ценой на традиционный инструмент для пайки, такая установка стоит в десятки раз дороже. Перед обычным паяльником станция обладает рядом преимуществ:

• возможность подключать более одного паяльника;
• осуществление точной регулировки с плавной подачей напряжения, по сигналу электронного блока управления;
• защита от воздействия на обрабатываемые элементы статического электричества;
• защита от перегрузки;
• смена насадок на рабочую часть паяльников;
• освобождение поверхностей от излишков припоя.

Кроме того, она предохраняет оператора от поражения электрическим током, по причине подачи питания на паяльники пониженного напряжения. При профессиональной работе или мелком единичном ремонте электронной аппаратуры это устройство повышает качество спаянных соединений.

Термовоздушные станции

Чтобы заработала термовоздушная паяльная станция, катушка индуктивности потребуется с хорошей проводимостью. Параметр номинальной частоты обязан быть на уровне 44 Гц. Дополнительно следует подобрать качественный регулятор для изменения мощности электроинструмента. В качестве насадки обычно используются контакты. Для стабильности исходящей волны резисторы, как правило, устанавливаются ортогонального типа.

Параметр ширины пропускания у них в среднем достигает 55 мк. Чтобы хорошо работа паяльная станция, модулятор на нее подбирается, исходя из типа катушки индуктивности. Если планируется делать электроинструмент средней мощности, то модулятор, как правило, используется саморегулирующий. Обкладка для него применяется довольно редко. Однако для сохранения линейности многие специалисты советуют использовать специальные операционные блоки. Таким образом, разогрев контакта происходит довольно быстро. Температуру за счет данного элемента удастся повысить максимально до 200 градусов.

Благодаря этому работать со стальными поверхностями станет очень удобно. Разъем для заземления целесообразнее подбирать мультисистемный. В данном случае параметр отрицательного сопротивления не должен превышать 44 Ом. Использовать трехжильные кабеля для подачи электроэнергии специалисты не рекомендует. В этом плане лучше доверится четырехжильным типам.