Самодельная ик паяльная станция

Инфракрасные паяльные станции: что это?

Многие специалисты в вопросе, какая паяльная станция лучше, делают выбор в пользу инфракрасных паяльных агрегатов. В этом оборудовании вместо потока горячего воздуха для нагревания деталей используются инфракрасные волны, передаваемые посредством невидимого глазу безопасного излучения. Подобные паяльные станции подходят для работы с любыми компонентами, так как обеспечивают локальный нагрев элементов даже в условиях ограниченного пространства плат. Современные инфракрасные приборы, например, от компаний Achi, Scottle и Jovy, представляют собой сложные многофункциональные комплексы, оснащенные системами охлаждения, мониторами для трансляции параметров работы, панелями управления и т.д. По сравнению с термовоздушными паяльными станциями они обладают следующими преимуществами:

• возможностью работы со сложнопрофильными деталями различного типа;
• отсутствием необходимости подбора насадок для определенного вида работ;
• равномерным нагревом поверхности пайки.

Инфракрасная паяльная станция ACHI IR-6500

Основные недостатки инфракрасных паяльных станций – это их высокая стоимость и сложность. Но следует понимать, что это оборудование считается профессиональным, и его функционал может остаться невостребованным в бытовых условиях.

service-gsm.ru

Часто в своих видеороликах канал Sovering TVi рассказывал о том, что собирается собрать инфракрасную паяльную станцию. Уже практически заключительный этап перед тем, как ее будем собирать окончательно.

Радиодетали, паяльные станции ИК  и другие в этом китайском магазине.
Перед тем, как все собирать, прикупил сопутствующие материалы — термопара, для измерения температуры. Вакуумный пинцет тоже прикупил, обзор попозже. Он уже есть готовый, нужно смонтировать, не было времени. Димеры, эти 2 димера, тоже обзорчик делал, кому интересно можете посмотреть на канале. Еще прикупил такие трафареты.

Купил универсальные, так пока учиться пробовать, поэтому такие. В комплекте еще была такая, тоже обзор чуть попозже, материал уже есть нужно обработать и сделать.
Верхний нагреватель сделал из блока питания старого, такой маленький валялся. Его раскрутилась, чтобы показать вам, что внутри. Все припаял, спаял, скрутил. Сюда поставим где-нибудь диммер, чтобы можно было не выносить на переднюю панель, а управлять напрямую. Отдельно управляться с кнопкой с отдельным шнуром питания. Нижний нагреватель со своим питанием и тоже потом, если что-то не понравится, переделывать. Пока все так выглядит. Тоже и коробку переделывать.
Он будет прикручивается сюда и штанга. Такая ножка. Дроссель, точнее блок питания для лампочки подсветки. Подсветку нормальную, тоненькую. Блок питания для нее, еще дополнительный свет. Про диммеры рассказал, кнопочку включения питания для нижнего нагревателя какую-то из этих. Уголки, на которых ляжет верхний лист, снимем верхний лист посмотрим, что внутри, из чего его собрал. Эту штучку открутим.
Продолжение с 4 минуты про самодельную рабочую ИК паяльную станцию.

Вторая часть

Как правильно собрать термофен своими руками

Прежде чем начать собирать самодельный паяльный фен, нужно сделать спираль нагревательного элемента. Используется проволока с сечением от 4 до 7 мм с натяжкой, на которую накручивают нихромовую спираль (иногда из фехраля). Требуемое сечение должно быть 0,5-0,6 мм. Спираль следует наматывать на трубчатое основание аккуратными одинаковыми витками

Важно проследить, чтобы витки не соприкасались. Сверху от нее накладывается слой асбеста или стекловолокна, который следует скрепить при помощи термоустойчивого клея

Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем клея.

Схема сборки термофена

Затем, на слой клея устанавливается трубка для изоляции поступающего жара от спирали. Делается она из устойчивых к высоким температурам материалов, например керамики. Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем термостойкого клея

Выходы спирали требуется вывести наружу и с помощью винтов на креплении соединить с приводом питания

Важно, чтобы он имел теплостойкую изоляцию. Провод необходимо провести через пусковой включатель и реостат

Это даст возможность регулировать напряжение.

На другой стороне паяльного фена устанавливается вентилятор или другой элемент подачи воздуха к нагревателю. Если нет возможности установить на корпусе фена, то можно с помощью втулки подвести трубку, по которой будет подаваться воздух. Провода от вентилятора также подводят к выключателю, чтобы была возможность контролировать поток воздуха.

Затем к корпусу крепится сопло. Рекомендуется предусмотреть конструкцию, позволяющую заменить сопло на другие разного диаметра.

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.

Виды паяльных станций

Современный рынок предлагает радиолюбителям огромное количество всевозможных видов аппаратуры для пайки с разной комплектацией.

В большинстве случаев станции для пайки делятся на:

1. Контактные станции.
2. Цифровые и аналоговые устройства.
3. Индукционные аппараты.
4. Бесконтактные устройства.
5. Демонтажные станции.

Первый вариант станций представляет собой паяльник, подключенный к блоку регулировки температуры.

Электрическая схема паяльной станции.

Контактные паяльные устройства делятся на:

• устройства для работы со свинцовосодержащими припоями;
• устройства для работы с безсвинцовыми припоями.

Устройства для пайки, позволяющие плавить безсвинцовый припой, обладают мощными нагревательными элементами. Такой выбор паяльников обусловлен высокой температурой плавления припоя без свинца. Безусловно, благодаря наличию регулятора температуры, подобные аппараты применимы для работы со свинцовосодержащим припоем.

Аналоговые аппараты для пайки регулируют температуру жала при помощи термодатчика. Как только наконечник перегревается, питание отключается. При остывании сердечника питание вновь подается на паяльник и начинается нагрев.

Цифровые устройства управляют температурой паяльника при помощи специализированного ПИД регулятора, который в свою очередь подчиняется своеобразной программе, заложенной в микроконтроллер.

Отличительной особенностью индукционных устройств является нагрев сердечника паяльника при помощи импульсной катушки. В процессе работы происходят колебания высоких частот, образующие в ферромагнетиковом покрытии аппаратуры вихревые токи.

Остановка нагрева происходит из-за достижения ферромагнетиком точки Кюри, после которой меняются свойства металла и прекращается эффект от воздействия высоких частот.

Бесконтактные аппараты для пайки делятся на:

• инфракрасные;
• термовоздушные;
• комбинированные.

Самодельная инфракрасная паяльная станция состоит из нагревательного элемента в виде кварцевого или керамического излучателя.

Инфракрасные паяльные станции, по сравнению с термовоздушными, обладают следующими ощутимыми преимуществами:

• отсутствие необходимости в поиске насадок на паяльный фен;
• хорошо подходят для работы со всеми видами микросхем;
• отсутствие термической деформации печатных плат из-за равномерного прогрева;
• радиодетали не сдуваются воздухом с платы;
• равномерный прогрев места пропая.

Зависимость температуры от времени пайки.

В большинстве случаев инфракрасные аппараты состоят из:

• верхнего керамического или кварцевого нагревателя;
• нижнего нагревателя;
• стола для поддержки печатных плат;
• микроконтроллера, управляющего станцией;
• термопар для контроля текущих температур.

Термовоздушные станции для пайки используются для монтажа радиодеталей. В большинстве случает термовоздушными станциями удобно паять компоненты, находящиеся в SMD корпусах. Такие детали имеют миниатюрные размеры и хорошо паяются по средствам подачи на них горячего воздуха из термофена.

Комбинированные устройства, как правило, сочетают в себе несколько видов паяльного оборудования, например, термофен и паяльник.

Демонтажные станции комплектуются компрессором, работающим на втягивание воздуха. Такое оборудование оптимально подходит для снятия излишков припоя или демонтажа ненужных компонентов на печатной плате.

Все мало-мальски приличные станции для пайки компонентов в разных корпусах, имеют в наличие такое дополнительное оборудование:

• лампы подсветки;
• дымоуловители или вытяжки;
• пистолеты для демонтажа и всасывания излишков припоя;
• вакуумные пинцеты;
• инфракрасные излучатели для прогрева всей печатной платы;
• термофен для прогрева определенного участка;
• термопинцет.

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.

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:

1. Турбинная — воздушный поток формируется благодаря встроенному кулеру в термофене.
2. 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:

1. Поток воздуха сдувает мелкие детали.
2. Неравномерный прогрев поверхности.
3. 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.

Из паяльника и капельницы

Для изготовления своими руками паяного фена может быть использован простой паяльник со снятым с него защитным кожухом.

При взятии его за основу будущего нагревателя необходимо произвести доработку конструкции, заключающуюся в следующем:

• Сначала из рабочей части паяльника удаляют жало, после чего трубка из слюды с размещенной под ней обмоткой из нихрома полностью вытаскивается из деревянной ручки-держателя.
• Затем подходящие к элементу нагрева сетевые провода отсоединяют и также вытаскивают из деревянного держателя, но уже с другой стороны.
• После этого в боковой части ручки просверливают отверстие нужного размера, в которое продёргивается отсоединённый ранее сетевой провод (в сторону рабочей части).
• На следующем шаге изготовления паяльного фена берут капельницу, от которой отрезают наконечник в районе расположения резиновой юбки. Затем оголённую часть трубки вставляют в сетевое отверстие деревянной ручки.
• Далее, прорезиненный уплотнитель (юбка) капельницы с усилием прижимается к торцевой части держателя, обеспечивая надёжную герметизацию зоны стыковки.
• По завершении этих действий концы продёрнутого питающего провода вновь подсоединяют к обмотке из нихрома и надёжно изолируют.
• В отверстие, где ранее размещалось жало паяльника, вставляют подходящий по диаметру отрезок телескопической антенны и тщательно зажимают стопорным винтом.

Герметичность входного отверстия в ручке обеспечит эффективную накачку холодным воздухом, поступающим от компрессорной станции.

На заключительной стадии сборки паяльного фена следует возвратить нагревающую трубку с нихромовой обмоткой на место, предварительно обмотав её несколькими слоями алюминиевой фольги.

Затем подготовленный таким образом нагреватель утапливается в деревянную ручку и надёжно фиксируется посредством гибкого медного провода, наматываемого по всей длине защитного покрытия.

Инструкция и меню управления станцией

Теперь описание меню, которое может быть полезным в дальнейшей работе с паяльником. Чтобы войти в меню, нужно нажать и удерживать в течение 3 секунд ручку энкодера.

Включите кнопку, если наконечник паяльника не вставлен в ручку, на дисплее отображается «Ошибка», а если вставить, то дисплей покажет текущую температуру нормально.

Общее функциональное меню паяльной станции OLED

• Вход в меню настройки интерфейса: при нормальной рабочей температуре длительное нажатие кнопки энкодера (около 3 секунд), войдите в режим настройки.
• Выход из меню настройки интерфейса: из меню настройки интерфейса, длительное нажатие кнопки (около 3 секунд), приведёт к выходу из режима настройки.

Меню настроек

• Вход в функции: поверните энкодер к соответствующей функции и коротко нажмите кнопку для ввода элемента функции.
• Выход из функции настройки: после установки соответствующих параметров с помощью поворотной ручки энкодера,
  короткое нажатие кнопки служит для подтверждения выхода.

Калибровка температуры

После выбора функции калибровки температуры нажмите для ввода температуры. Настройка калибровки имеет регулируемый температурный коэффициент: 70%-130%

Автоматический сон

Выбор режима автоматического сна коротким нажатием, в режиме автоматического сна диапазон настройки времени: 0-99
минут, если не нужен автосон, функция покоя может быть отключена. Автоматический сон по умолчанию в течение 1 минуты, это означает что после 1 минуты паяльная станция перейдет в спящее состояние, температура жала паяльника упадет до 200 С,
если в это время ручка или кнопка нажмутся, паяльная станция быстро нагреется до рабочей температуры.

Автоматическое отключение питания

Функция выбора времени выключения питания производится коротким нажатием, время имеет диапазон настройки: 0-99 минут, если вам не нужна функция выключения питания, она может быть установлена в off. Время выключения питания по умолчанию в течение 1 минуты, это означает, что через 1 минуту паяльная станция войдет в состояние отключения, температура жала паяльника упадет до 60 C.

Продолжительность повышения температуры наддува

• После выбора времени наддува BOOST кратковременно нажмите энкодер и введите настройку времени. Диапазон установки времени: 0–99 минут.
• Время по умолчанию составляет 30 секунд, оно может быть установлено в соответствии с реальными потребностями. Это иногда необходимо, когда нужно нагреть большую площадь пайки.

Уровень усиления

После выбора уровня усиления кратковременно нажмите энкодер, введите настройку уровня усиления температуры на 10-80. Уровень усиления по умолчанию — 30.

Способ выхода из спящего режима

После выбора метода пробуждения кратковременно нажмите энкодер и выберите метод пробуждения. Система предлагает два типа метода пробуждения: касание ручки паяльника или просто энкодер.

Переключатель звукового сигнала

Эта версия контроллера OLED интегрируется с зуммером, и звук указывает на состояние контроллера. Динамик подаст звуковой сигнал, когда контроллер установит соответствующую функцию или возникнет ошибка.

Восстановление заводских настроек

Восстановление параметров паяльной станции до заводских настроек. Перед восстановлением сделайте резервную копию важных параметров, чтобы предотвратить потерю данных. Например: значение калибровки температуры, время усиления, температура и т. д.

Самая дешевая полная версия продаётся на Али от 35 долларов за комплект с одним наконечником жала. Стоимость одного наконечника-нагревателя от 3-х долларов с доставкой.

Диапазон регулирования температуры паяльной станции: 200–480 C, нормальная рабочая температура: 300–380 C. Для продления ресурса жала производитель рекомендует, чтобы температура не превышала 380 градусов!

Подробнее разобраться с настройками меню паяльной станции, а также изучить мануал с картинками вы можете просмотрев эти PDF файлы (на английском).

Изготовление ручки

Ручка должна быть подвергнута максимальной изоляции. Часто можно услышать, что при паянии можно пользоваться перчаткой из брезента. Такой метод некомфортен. Рукоятку можно выточить своими руками их эбонита. Работа эта не требует особых умений.

Для термоизоляции целесообразно употребить жаропрочную ткань. Если обмотать ею рукоять, то это даст возможность спокойно работать.

Использование трубок из различных металлов не рекомендовано. Этому есть свое объяснение. Во-первых, такая ручка подвергнется быстрому нагреванию. Во вторых, следует учесть, что фен представляет собой электроприбор, проводящий ток. Чем меньше частей из металла, тем более безопасным становится пользование агрегатом.