В советские времена радиодетали микросхем имели довольно крупные размеры. Поэтому и мастера по ремонту аппаратуры для монтажа использовали обычный паяльник. Сегодня с приходом SMD-элементов печатные платы стали компактными, что уменьшило размеры техники. Однако у этой медали есть и обратная сторона – перегрев SMD-элементов приводит к их выходу из строя, а специальное оборудование имеет высокую стоимость. Неплохим выходом может стать паяльная станция своими руками, изготовление которой не потребует больших затрат. Сегодня поговорим о подобном приборе, разберёмся, насколько сложно его сделать самостоятельно и что для этого потребуется.
Читайте в статье:
Для чего нужна паяльная станция: области применения
Обычный паяльник может разогреваться до 400°С. Такая температура вполне подходит для пайки проводов или ремонта микросхем времён СССР. Но если нужно работать с новыми печатными SMD-платами, нужен совершенно другой температурный режим – 260−280°С. В противном случае место замены одной радиодетали мастер испортит несколько элементов вокруг. Здесь и приходит на помощь паяльная станция, которая позволяет настроить оптимальную температуру.
Полезная информация! Работа с паяльной станцией (ПС) требует некоторых навыков. Поэтому перед тем как выбрать паяльную станцию и использовать её для ремонта дорогостоящего и сложного оборудования, стоит потренироваться на ненужных печатных платах. В противном случае есть риск окончательно испортить технику.
Принцип работы ПС, общие характеристики оборудования
Если утрировать, то принцип работы ПС можно сравнить с обычным паяльником, подключённым через реостат. Однако современная паяльная станция – более сложное электронное устройство, имеющее множество дополнительных функций. К тому же ПС может быть и бесконтактной (воздушной).
Основными функциями современных паяльных станций являются:
- возможность регулировки нагрева жала. Чем точнее и плавней осуществляется регулировка, тем проще работать мастеру;
- обязательное наличие защиты от перегрева;
- температура жала контролируется автоматически, по мере остывания мощность увеличивается.
Каждая модель имеет свои дополнительные функции. При самостоятельном изготовлении можно остановиться на простейшем варианте. Особенно если опыта в создании подобных приборов нет. Но перечисленные параметры обязательны. При отсутствии даже одного из пунктов в характеристиках назвать собранное оборудование станцией будет нельзя.
Разделение ПС на виды по конструктивным особенностям
Паяльная станция может быть воздушной (термовоздушной), контактной, комбинированной или инфракрасной. Каждый из этих видов имеет свою область применения. Для начала рассмотрим общую информацию по каждому из видов, а после разберёмся, как самостоятельно изготовить наиболее востребованные из них – термовоздушную и инфракрасную.
Контактная паяльная станция: особенности прибора
Контактная ПС представляет собой обычный паяльник, оборудованный терморегулятором. Регулятор температуры может быть механическим или электронным. Цена такой паяльной станции значительно ниже, чем стоимость остальных видов. Подобное оборудование можно приобрести за 900−1000 руб. Немного выше стоимость контактной ПС с функцией стабилизации нагрева при касании поверхностей. При прикосновении жала к неразогретой печатной плате автоматика увеличивает мощность.
Бесконтактная инфракрасная ПС: что она собой представляет
Самый современный из всех видов. Благодаря инфракрасному излучению прибор разогревает поверхность печатной платы. При этом нагрев радиодеталей, находящихся на её поверхности, минимален. Стоимость такого оборудования выше, чем у остальных видов. К примеру, инфракрасную ПС «TornadoInfra Pro» можно приобрести по цене 22000 руб.
Термовоздушное оборудование для пайки
В конструкцию устройства включён компрессор. Воздух, подаваемый им, проходит через паяльник, нагреваясь от жала. Именно этот нагретый поток воздуха и разогревает печатную плату и припой.
Интересно знать! Существуют специализированные демонтажные термовоздушные паяльные станции. Их компрессор работает в обратную сторону – на всасывание, что позволяет сразу удалять частицы припоя с поверхности.
Стоимость демонтажной станции значительно выше. Если обычную термовоздушную ПС «Lukey 852D+ с паяльником» можно приобрести за 5300 руб., то демонтажная «AOYUE 701A++» обойдётся в 13000 руб.
Комбинированные ПС и их особенности
В этих станциях присутствует два вида – контактная и термовоздушная. При помощи термофена разогревается печатная плата, после чего довольно легко элементы выпаиваются жалом.
Мнение эксперта
Консультант по подбору инструмента ООО "ВсеИнструменты.ру"
Спросить у специалиста“Наиболее распространённый рабочий диапазон температур – от +120 до +420°С. Этого достаточно для работы со всеми разновидностями радиоаппаратуры, существующей на сегодняшний день”.
Примеры паяльных станций различных видов:
Термовоздушная паяльная станция: нюансы изготовления своими руками
Работа по изготовлению самодельной паяльной станции с феном своими руками производится в несколько этапов. Сначала конструируется термофен, после − блок управления, а затем станция собирается и настраивается. При этом сам термофен можно приобрести в магазине или на интернет-ресурсах. Стоимость его невысока, а работу по изготовлению ПС такое приобретение сильно упростит. Однако лучше всего изготовить своими руками фен для пайки, который не требует электронного блока управления. В работе он достаточно удобен, а стоимость деталей для его сборки стремится к нулю. Нам потребуется:
- стеклянная трубка от электрокамина;
- нихромовая спираль оттуда же;
- силиконовый шланг;
- тонкая стеклянная трубка;
- старый, можно нерабочий паяльник.
Разберёмся пошагово с использованием примеров, как выполняется эта работа.
Паяльная станция своими руками: пошаговая инструкция
| Иллюстрация | Выполняемое действие |
 | Внутрь стеклянной трубки от электрокамина вставляем нихромовую спираль от него же. Одну сторону придётся растянуть так, чтобы контакты выходили на один край трубки. |
 | Закрепляем простой изолентой протянутую снаружи вдоль стеклянной трубки нихромовую нить. Теперь нужно надеть корпус паяльника со стороны концов спирали так, чтобы с краю остались контакты, к которым мы присоединим питание. Сами контакты лучше защитить изоляторамиот того же старого паяльника, оставшимися после его разборки. |
 | Соединяем силиконовую и тонкую стеклянную трубку. Стеклянную помещаем внутрь корпуса паяльника. Именно по этим трубкам будет поступать воздух. |
 | Собранную воедино конструкцию обматываем слоем лакоткани. Это делается для того, чтобы можно было свободно держать наштермофен в руках. Подобный материал продаётся в любом магазине хозяйственных товаров. |
 | Вот практически и всё, воздушная паяльная станция готова. Остаётся подать воздух (жёлтая стрелка) и питание 220В (красная стрелка). Воздух можно подать с помощью обычного аквариумного компрессора. |
Как видим, процесс изготовления такого термофена довольно прост при минимальных затратах. Если же говорить об оборудовании заводского исполнения, купить паяльную станцию с феном можно по стоимости около 5000 руб. Согласитесь, неплохая экономия. Если всё же решено приобрести подобный прибор, прежде чем это сделать, следует разобраться, как паять феном от паяльной станции. В этом поможет наша видеоинструкция.
Как пользоваться паяльной станцией с термофеном: видеоинструкция
Надеемся, что после просмотра видеоурока у наших читателей не осталось вопросов по пользованию термовоздушной ПС. Подводя итог этому разделу, предлагаем ознакомиться с несколькими схемами паяльных фенов, которые можно собрать самостоятельно.
Простые схемы паяльных фенов своими руками
Здесь редакция сайт представляет вашему вниманию схемы простейших термофенов, а также пример того, как изготовить корпус для него.
Бюджетная инфракрасная паяльная станция своими руками – возможно ли это
Не каждый может запросто заплатить 20000 руб. и более за подобное оборудование. А если к тому же паять требуется нечасто, то смысла приобретать заводскую ПС и вовсе нет. Попробуем рассмотреть вариант, при котором у вас в руках окажется бюджетный инфракрасный паяльник, сделанный своими руками.
| Иллюстрация | Описание действия |
 | Нам потребуется обычный автомобильный прикуриватель. Разбираем его, оставив только спираль на шпильке. Она станет основой нашего ИК паяльника. |
 | Разбираем паяльник, купленный в магазине за 100 руб. Такое изделие использовать по прямому назначению нельзя, а вот для нашей цели оно подходит идеально. Оставляем изоляторы и, присоединив спираль прикуривателя, устанавливаем получившуюся конструкцию внутрь корпуса паяльника. |
 | Нужно приварить к корпусу паяльника спираль прикуривателя. Если нет возможности воспользоваться подобным аппаратом, можно использовать «холодную сварку». |
| Вот так производится работа нашей инфракрасной паяльной станции. Многие могут сказать, что необходим регулятор напряжения, однако, это заблуждение. Редакция сайт пришла к выводу, что проще и удобнее для регулировки интенсивности нагрева приближать или отодвигать спираль. Но… |
 | …если Вам кажется, что регулировка необходима, можно включить в схему вот такой диммер. Не возбраняется и установка кнопки включения на ручку паяльника, но в этом случае в схему придётся включить реле. В противном случае кнопка моментально сгорит. |
Самодельная паяльная ИК станция своими руками – это очень просто, как вы могли убедиться.
Паяльная станция на «Ардуино» своими руками: особенности изготовления
Для изготовления подобной ПС нам потребуется паяльник для паяльной станции. Такую ручку можно приобрести через интернет, как и микросхему Arduino. Не будем углубляться в подробности потому, что для человека, далёкого от радиотехники и цифровых технологий, изготовление подобной ПС практически невозможно, а тем, кто сведущ в этой теме, объяснять технологию программирования и сборки не имеет смысла. Скажем лишь, что на базе подобного микроконтроллера можно собрать полноценную паяльную станцию, не уступающую по характеристикам прибору заводского исполнения.
Особенности паяльных станций своими руками на Atmega8
Паяльная станция своими руками на базе микроконтроллера Atmega 8 ничем не уступает предыдущему варианту, однако, здесь есть одно отличие, которое для кого-то может стать решающим. Микроконтроллер Arduino стоит около 3$, в то время как Atmega 8 − всего 1$. В остальном такие ПС будут практически идентичны. Предлагаем ознакомиться со схемами подобного оборудования на базе микроконтроллеров Atmega 8 и Arduino.
Подведём итог
Конечно, если подобное оборудование используется на профессиональном уровне (и при этом постоянно), то лучше приобрести ПС заводской сборки. А вот для разовых ремонтов электроники изготовление паяльной станции своими руками может стать идеальным решением. Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, была полезна нашим читателям. Если же у вас остались какие-либо вопросы, не стесняйтесь их задать в обсуждениях ниже.. Возможно, у вас есть опыт собственноручной сборки паяльных станций? Тогда убедительная просьба – поделитесь своими мыслями на эту тему с менее опытными домашними мастерами. Это поможет им научиться чему-то новому. Пишите, спрашивайте, общайтесь. А напоследок мы предлагаем посмотреть ещё одно короткое видео по сегодняшней теме.
Паяльная станция, для паяльника, собрана по схеме Михи с радиокота. Переключение паяльника, фена и турбины осуществляется переключателями ПК, переключаются выходы усилителей термопар, и управление паяльником или феном, при выключении фена турбина продолжает работать. Управление феном осуществляется тиристором, т.к. фен на 110в вместо R1 диод катодом к в.6. Паяльник ZD-416 24в, 60 вт, фен с турбиной от ПС LUKEY 702
Подробности, прошивка: http://radiokot.ru/forum
Универсальная печь радиолюбителя
Печка для пайки SMD деталей, имеет 4 программируемых режима.
Схема блока управления
Блок питания и управление нагревателем
Собрал данную конструкцию для управления ИК паяльной станцией. Может когда нибудь и печкой управлять буду. Была проблема с запуском генератора, поставил конденсаторы 22 пф с выводов 7, 8 на массу, и стала нормально запускаться. Все режимы нормально отрабатывает, нагружал 250 вт керамическим нагревателем.
Подробнее: http://radiokot.ru/lab/hardwork/11/
Пока печки нет, сделал вот такой нижний подогрев, для небольших плат:
Нагреватель 250 вт, диаметр 12 см, прислали из Англии, покупал на EBAY.
Цифровая паяльная станция на PIC16F88x/PIC16F87x(a)
Паяльная станция с двумя одновременно действующими паяльником и феном. Можно использовать разные МК (PIC16F886/PIC16F887, PIC16F876/PIC16F877, PIC16F876a/PIC16F877a). Применен дисплей от Nokia 1100 (1110). Обороты турбины фена регулируются электронно, так же задействован встроенный в фен геркон. В авторском варианте применен импульсный блок питания, я применил трансформаторный БП. Всем мне нравится эта станция, но с моим паяльником: 60вт, 24в, с керамическим нагревателем, большое забегание и колебание температуры. При этом паяльники меньшей мощности, с нихромовым нагревателем имеют меньшие колебания. При этом мой паяльник, с описаной выше паяльной станцией от Михи-Псков, его с прошивкой 5гр с точкой, поддерживает температуру с точность до градуса. Так что нужнен хороший алгоритм нагрева и поддержания температуры. В качестве эксперемента сделал ШИМ регулятор на таймере, управляющее напряжение подал с выхода усилителя термопары, отключение, включение от микроконтроллера, Колебание температуры сразу уменьшилось до нескольких градусов, это подтверждает что нужен правильный алгоритм управления. Внешний ШИМ это конечно порнография при наличии микроконтроллера, но хорошую прошивку пока не написали. Заказал другой паяльник если с ним не будет хорошей стабилизации, продолжу свои эксперементы с внешним ШИМ управлением, а может хорошая прошивка появится. Станцию собрал на 4 платах, соединяются между собой на разъемах.
Схема цифровой части устройсква представлена на рисунке, для наглядности показаны два МК: IC1 - PIC16F887, IC1(*) - PIC16F876. Другие МК подключаются аналогично, на соответствующие порты.
Для изменения контрасности нужно найти 67 байт в ЕЕПРОМ, его значение "0х80" , для начала можно поставить "0х90". Значения должны быть от "0х80" до "0х9F".
По поводу дисплея 1110i (текст отображается зеркально), если не китай, а оригинал,открываем ЕЕПРОМ, ищем 75 байт, меняем его с A0 на A1.
Подробности, прошивка: http://radiokot.ru/lab/controller/55/
Получил паяльник Hakko907 24в, 50вт, с керамическим нагревателем 3 ома, и терморезистором 53 ом. Пришлось доработать усилитель под терморезистор. Прошивку залил от 24.11.11. Стабильность температуры улучшилась, при заданной 240 гр держит в пределах 235-241. Усилитель собрал по схеме
Двухканальная ПС на двух ATMEGA8.
Первый вариант Михиной паяльной станции был одноканальный, решил собрать двухканальную
по схеме 4. (см. ФАК по Михиной ПС на Радиокоте.) Оновременно можно пользоваться паяльником и феном.
Паяльник Hakko 907 с терморезистором,
фен с турбиной от ПС LUKEY 702.
Станцию сделал блочную: Плата микроконтроллера с индикаторами и кнопками, плата усилителей терморезистора
и термопары, плата управления феном и блок выпрямителей, стабилизаторов и трансформатор.
Для управления, из кнопок сделаны самодельные джойстики, ими удобнее управлять чем просто кнопками.
Трансформатор от принтера, паяльник нормально тянет трансформатор не греется. Подключить к ней паяльник ZD-416 не удалось, большое забегание температуры, хотя
он нормально работает на Михиной ПС. Схемное решение, прошивка все тоже, а работать не хочет. Видно благодаря господу Богу и стечению обстоятельств он заработал без проблем на моей первой ПС. Смоделировать эти обстоятельства не удалось, понижал напряжение питания паяльника, перепробывал разные варианты усилителей термопары, делал как у Михи питание ИОН с резистивного делителя, конденсаторы, дроссели ставил.
Схема 4.
Подробности, прошивка: http://radiokot.ru/forum
Двухканальная паяльная станция с энкодером
Паяльная станция двухканальная, с одновременно работающими паяльником и феном, разработана Pashap3 (подробности смотри на Радиокоте) и выполнена на ATMEGA16 с индикатором 1602 и энкодером. ИИП для паяльной станции выполнил на TOP250.
Собранная без ошибок и из исправных деталей ПС работает отлично, держит температуру +- 1 гр., спасибо автору!
Схема ПС
Усилители могут быть выпонены по одной из схем или им подобных, я собрал на LM358.
Усилитель для термопары
Термокомпенсация для термопары
Усилитель для терморезистора паяльника
ИИП выполнен на основе схемы
Внутренности станции
Настройка ПС:
1. Калибровку производим первый раз с отключёнными нагревателями, выставляем температуру паяльника и фена,
отображаемую на дисплее, равную или немного выше комнатной;
2. Подключаем нагреватели, повторно включаем пс с нажатой кнопкой принудительного включения фена и входим в
режим ограничения максимальной мощности фена,
температура программно задана 200 гр и обороты мотора фена 50%,
поворотом ручки энкодера увеличиваем или уменьшаем максимальную мощность нагревателя фена,
определить при каком минимальном возможном значении температура фена достигнет и будет удерживать 200гр,
в этом же меню можно произвести более точную калибровку,
хотя лучше калибровать на температуре 300-350 результат будет более точным;
3. Нажимаем кнопку энкодера и переходим в режим ограничения максимальной мощности паяльника (тоже что и фен);
4. Нажимаем кнопку энкодера переход в основное меню: по умолчанию паяльник выключен, что соответствует
надпись "SOLD OFF" включаем паяльник кнопкой (температура сохраняется от последнего использования)
поворотом ручки энкодера изменяем нужную температуру (в зависимость от темпа поворота ручки, температура меняться
на 1 или 10гр) по достижению заданной температуры бузер подаст короткий "пик";
5. Нажимаем кнопку энкодера переход в меню таймера сна, выставляем нужное время в минутах max до 59, нажимаем кнопку
энкодера и возвращаемся в меню паяльника;
6. Снимаем фен с подставки или нажатие кнопки принудительного включения фена переходим в меню температуры фена
(если паяльник включён то продолжает поддерживать заданную. температуру)
поворотом ручки энкодера изменям нужную температуру (в зависимость от темпа поворота ручки, температура меняться
на 1 или 10гр) по достижению заданной температуры бузер подаст короткий "пик",
нажимаем кнопку энкодера переход в меню установки оборотов фена от 30 до 100% повторное нажатие возвращает в
предыдущее меню
,
в обычном режиме при укладке на подставку мотор фена будет на максимальных оборотах пока температура фена
не спадет ниже 50 гр.;
7. Установленная температура отображается первые 2 сек после последнего поворота энкодере остальное время реальная;
8. За 30,20,10,3,2,1 секунд до окончания таймера сна подается короткий одинарный "пик" и переход в режим "SLEEP"
нагреватель паяльника и фена отключаются, мотор фена будет на максимальных оборотах
пока температура фена не спадёт ниже 50 гр., при повороте ручки энкодера станция просыпается;
9. Выключение пс тумблером - нагреватель паяльника и фена отключаются, мотор фена будет на максимальных оборотах
пс продолжает работать пока температура фена не спадет ниже 50 гр.
Прикладываю свои печатки.
Паяльная станция на жалах Т12
Монолитные жала Т12 стали более доступные по цене решил сделать себе на них ПС.
На Форуме "Радиокота" взяты схема и прошивка, там можно посмотреть обсуждение и новые прошивки.
Схема
Fuse
Схема блока питания аналогична предыдущей ПС. БП выдает 24в и 5в поэтому преобразователь на LM2671 не делал.
Инструкцию по настройке, прошивку и мою плату смотри в приложении.
Всем привет! Начну я с небольшой предыстории. Как-то ранее я работал над проектом «Автомат подачи звонка» для своего учебного заведения. В последний момент, когда работа шла к завершению, я проводил калибровку устройства и исправлял косяки. В конце концов один из косяков мне спалил микросхему на программаторе. Было конечно немного обидно, программатор у меня всего один был, а проект нужно было быстрее заканчивать.
В тот момент у меня была запаснаяSMD микросхема для программатора, но паяльником её фиг отпаяешь. И я начал задумываться над приобретением паяльной станции с термо-феном. Залез в интернет магазин, увидел цены на паяльные станции, и приофигел… Самая убогая и дешёвая станция на тот момент стоила около 2800грн(более 80-100$). А хорошие, фирменные - еще дороже! И с того момента я решил заняться следующим проектом о создании своей паяльной станции с полного «Нуля».
Для своего проекта за основу был взят микроконтроллер семейства AVRATMega8A. Почему чисто «Атмегу», а не Arduino? Сама «мега» очень дешёвая (1$), а ArduinoNanoи Uno значительно подороже будет, да и программирование на МК начинал с «Меги».
Ладно, довольно истории. Перейдём к делу!
Для создании паяльной станции мне первым делом нужен был сам Паяльник, Термофен, Корпус и так далее:
Паяльник я приобрёл самый простой YIHUA – 907A(6$) в котором есть керамический нагреватель и термопара для контроля температуры;
Паяльный фен той же фирмыYIHUA(17$)во встроенной турбиной;
Был приобретён «Корпус N11AWЧёрный»(2$);
ЖК дисплей WH1602 для отображения показателей температури статуса(2$);
МК ATMega8A(1$);
Пара микро тумблиров(0,43$);
Энкодер со встроенной тактовой кнопкой – от куда-то отковырял;
Операционный усилитель LM358N (0,2$);
Две оптопары: PC818 иMOC3063(0,21 + 0,47);
И остальная различная расыпуха, которая у меня завалялась.
И в сумме станция обошлась мне примерно 30$, что в разы дешевле.
Паяльник и фен имеют следующие характеристики:
*Паяльник: Напряжение питания 24В, мощность 50Вт;
*Паяльный Фен: Спираль 220В, Турбина 24В, Мощность 700Вт, Температура до 480℃;
Так же была разработана не слишком замудрённая, но, на мой взгляд, вполне хорошая и функциональная принципиальная схема.
Принципиальная схема Паяльной Станции
Источники питания станции
В качестве источника паяльника для паяльника был взят понижающий трансформатор (220В-22В) на 60Вт.
А для схемы управления был взят отдельный источник питания:-зарядное устройство от смартфона. Данный источник питания был немного доработан и теперь он выдаёт 9В. Далее, с помощью понижающего стабилизатора напряжения ЕН7805, мы понижаем напряжение до 5В и подаем его на схему управления.
Управление и контроль
Для управления температурой Паяльника и Фена нам в первую очередь нужно снимать данные с датчиков температур, и в этом нам поможет операционный усилитель LM 358 .Т.к. ЕДС у термопарыTCK очень мало (несколько милливольт), то операционныйусилитель снимает этуЕДС с термопары и увеличивает её в сотни раз для восприятия АЦП микроконтроллераATMega8.
Так же меняя сопротивление подстроечным резистором R7 иR11можно изменять коэффициент усиления ОС, что в свою очередь, можно легко калибровать температуру паяльника.
Так как зависимость напряжения на оптопаре от температуры паяльника u=f(t)– примерно линейная, то калибровку можно осуществить очень просто: ставим жала паяльника на термопару мультиметра, выставляем мультиметр в режим «Измерение температуры», выставляем на станции температуру в 350℃, ждём пару минут пока паяльник нагреется, начинаем сравнивать температуру на мультиметре и установленную температуру и если показания температуры отличаются друг от друга – начинаем изменять коэффициент усиления на ОС (резистором R7 иR11) в большую или в меньшую сторону.
Паяльником мы будем управлять силовым полевым транзистором VT2 IRFZ 44 и оптопарой U3 PC 818 (для создания гальванической развязки). Питание на паяльник подаётся с трансформатора мощностью60Вт, через диодный мостVD1 на 4А и фильтрующий конденсатор наC4=1000мкФ иC5=100нФ.
Так как на фен подаётся переменное напряжение 220В то управлять Феном будем Симистором VS1 BT 138-600 и оптопарой U2 MO С3063 .
Обязательно нужно установить Снаббер!!! Состоящий из резистора R 20 220 Ом/2Вт и керамического конденсатора C 16 на 220нФ/250В. Снаббер предотвратит ложные открывания симистора BT 138-600.
В этой же цепи управления установлены светодиоды HL1 иHL2, сигнализирующие о работы Паяльника или Паяльного Фена. Когда светодиод постоянно горит, то происходит нагрев, а если они моргают, то происходит подержание заданной температуры.
Принцип стабилизации температуры
Хочу обратить внимание на способ регулировки температуры Паяльника и Фена. Изначально хотел осуществить ПИД регулировку (Пропорциональны Интегральный Дифференциальный регулятор), но понял, что это слишком сложно и не рентабельно, и я остановился просто на Пропорциональном регулировании с помощью ШИМ-модуляции.
Суть регулирования такова: При включении паяльника будет подана максимальная мощность на паяльник, при приближении к заданной температуре мощность начинает пропорционально понижаться, и при минимальной разнице между текущей и заданной температурой – подаваемая мощность на паяльник или фен держится на минимуме. Таким образом мы удерживаем заданную температуру и устраняем инерцию перегрева.
Коэффициент пропорциональности можно задать в программном коде. По умолчанию установлено «#define K_TERM_SOLDER 20»
«#define K_TERM_FEN 25»
Разработка печаткой платы
и внешнего вида станция
Для Паяльной Станции была разработана небольшая печатная плата в программе Sprint-Layout и изготовлена технологией «ЛУТ».
К сожалению я не чего не лудил, боялся что дорожки перегреются и они отлепятся от текстолита
Первым делом пропаял перемычки и SMD-резисторы, а потом всё остальное. В конце концов получилось как-то так:
Я остался доволен результатом!!!
Далее я занялся корпусом. Заказал себе небольшой чёрный корпус и начал ломать голову над лицевой панелью станции. И после одной неудачной попытки, наконец-то смой проделать ровные отверстия, вставить органы управления и закрепить их. Получалось как-то так, просто и лаконично.
Следом на заднюю панель были установлены разъём для шнура, выключатель, предохранитель
В корпус разместил трансформатор для паяльника, сбоку от него источник питания для схемы управления и посередине радиатор с транзисторомVT1(КТ819), который управляет турбиной на фене. Радиатор желательно ставить побольше чем у меня!!! Ибо транзистор сильно греется из-за падения напряжения не нём.
Собрав всё в кучу, станция приобрела вот такой внутренний вид:
Из обрезка текстолита были изготовлены подставки для паяльника и фена.
Конечный Вид Станции
В интернете очень много схем различных паяльных станций, но у всех есть свои особенности. Одни сложны для новичков, другие работают с редкими паяльниками, третьи не закончены и т.д. Мы сделали упор именно на простоту, низкую стоимость и функциональность, чтобы каждый начинающий радиолюбитель смог собрать такую паяльную станцию.
Для чего нужна паяльная станция
Обычный паяльник, который включается напрямую в сеть просто греет постоянно с одинаковой мощностью. Из-за этого он очень долго разогревается и никакой возможности регулировать температуру в нем нет. Можно диммировать эту мощность, но добиться стабильной температуры и повторяемости пайки будет очень сложно.
Паяльник, подготовленный для паяльной станции имеет встроенный датчик температуры и это позволяет при разогреве подавать на него максимальную мощность, а затем удерживать температуру по датчику. Если просто пытаться регулировать мощность пропорционально разности температур, то он будет либо очень медленно разогреваться, либо температура будет циклически плавать. В итоге программа управления обязательно должна содержать алгоритм ПИД-регулирования.
В своей паяльной станции мы, конечно, использовали специальный паяльник и уделили максимум внимания стабильности температуры.
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)
Принципиальная схема
Схема предельно простая. В основе всего микроконтроллер Atmega8. Сигнал с оптопары подается на операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (для калибровки) и затем на вход АЦП микроконтроллера. Для отображения температуры использован семисегментный индикатор с общим катодом, разряды которого включены через транзисторы. При вращении ручки энкодера BQ1 задается температура, а в остальное время отображается текущая температура. При включении задается начальное значение 280 градусов. Определяя разницу между текущей и требуемой температурой, пересчитав коэффициенты ПИД-составляющих, микроконтроллер при помощи ШИМ-модуляции разогревает паяльник.
Для питания логической части схемы использован простой линейный стабилизатор DA1 на 5В.
Печатная плата
Печатная плата односторонняя с четырьмя перемычками. Файл печатной платы можно будет скачать в конце статьи.
Список компонентов
Для сборки печатной платы и корпуса потребуются следующие компоненты и материалы:
- BQ1. Энкодер EC12E24204A8
- C1. Конденсатор электролитический 35В, 10мкФ
- C2, C4-C9. Конденсаторы керамические X7R, 0.1мкФ, 10%, 50В
- C3. Конденсатор электролитический 10В, 47мкФ
- DD1. Микроконтроллер ATmega8A-PU в корпусе DIP-28
- DA1. CСтабилизатор L7805CV на 5В в корпусе TO-220
- DA2. Операционный усилитель LM358DT в корпусе DIP-8
- HG1. Семисегментный трехразрядный индикатор с общим катодом BC56-12GWA.Также на плате предусмотрено посадочное место под дешевый аналог .
- HL1. Любой индикаторный светодиод на ток 20мА с шагом выводов 2,54мм
- R2,R7. Резисторы 300 Ом, 0,125Вт — 2шт
- R6, R8-R20. Резисторы 1кОм, 0,125Вт — 13шт
- R3. Резистор 10кОм, 0,125Вт
- R5. Резистор 100кОм, 0,125Вт
- R1. Резистор 1МОм, 0,125Вт
- R4. Резистор подстроечный 3296W 100кОм
- VT1. Полевой транзистор IRF3205PBF в корпусе TO-220
- VT2-VT4. Транзисторы BC547BTA в корпусе TO-92 — 3шт
- XS1. Клемма на два контакта с шагом выводов 5,08мм
- Клемма на два контакта с шагом выводов 3,81мм
- Клемма на три контакта с шагом выводов 3,81мм
- Радиатор для стабилизатора FK301
- Колодка для корпуса DIP-28
- Колодка для корпуса DIP-8
- Выключатель питания SWR-45 B-W(13-KN1-1)
- Паяльник . О нем мы еще позже напишем
- Детали из оргстекла для корпуса (файлы для резки в конце статьи)
- Ручка энкодера. Можно купить ее, а можно напечатать на 3D-принтере. Файл для скачивания модели в конце статьи
- Винт М3х10 — 2шт
- Винт М3х14 — 4шт
- Винт М3х30 — 4шт
- Гайка М3 — 2шт
- Гайка М3 квадратная — 8шт
- Шайба М3 — 8шт
- Шайба М3 гроверная — 8шт
- Также для сборки потребуются монтажные провода, стяжки и термоусадочная трубка
Вот так выглядит комплект всех деталей:
Монтаж печатной платы
При сборке печатной платы удобно пользоваться сборочным чертежом:
Подробно процесс монтажа будет показан и прокомментирован в видео ниже. Отметим только несколько моментов. Необходимо соблюдать полярность электролитических конденсаторов,светодиода и направление установки микросхем. Микросхемы не устанавливать до тех пор, пока корпус полностью не собран и не проверено питающее напряжение. С микросхемами и транзисторами необходимо обращаться аккуратно, чтобы не повредить их статическим электричеством.
После того, как плата собрана, она должна выглядеть вот так:
Сборка корпуса и объемный монтаж
Монтажная схема блока выглядит следующим образом:
То есть осталось всего навсего подвести к плате питание и подключить разъем паяльника.
К разъему паяльника требуется припаять пять проводов. К первому и пятому красные, к остальным черные. На контакты надо сразу надеть термоусадочную трубку, а свободные концы проводов залудить.
К выключателю питания следует припаять короткий (от переключателя к плате) и длинный (от переключателя к источнику питания) красные провода.
Затем выключатель и разъем можно установить на лицевую панель. Обратите внимание, что выключатель может входить очень туго. При необходимости доработайте лицевую панель надфилем!
На следующем этапе все эти части собираются вместе. Устанавливать контроллер, операционный усилитель и прикручивать лицевую панель не нужно!
Прошивка контроллера и настройка
HEX-файл для прошивки контроллера вы сможете найти в конце статьи. Фьюз-биты должны остаться заводскими, то есть контроллер будет работать на частоте 1МГц от внутреннего генератора.
Первое включение следует производить до установки микроконтроллера и операционного усилителя на плату. Подайте постоянное напряжение питания от 12 до 24В (красный должен быть "+", черный "-") на схему и проконтролируйте, что между выводами 2 и 3 стабилизатора DA1 присутствует напряжение питания 5В (средний и правый выводы). После этого отключите питание и установите микросхемы DA1 и DD1 в панельки. При этом следите за положением ключа микросхем.
Снова включите паяльную станцию и убедитесь, что все функции работают правильно. На индикаторе отображается температура, энкодер ее изменяет, паяльник нагревается, а светодиод сигнализирует о режиме работы.
Далее необходимо откалибровать паяльную станцию.
Оптимальный вариант при калибровке – использование дополнительной термопары. Необходимо выставить требуемую температуру и проконтролировать ее на жале по эталонному прибору. Если показания различаются, то произведите подстройку многооборотным подстроечным резистором R4.
При настройке помните, что показания индикатора могут отличаться незначительно от фактической температуры. То есть, если вы установили, например, температуру "280", а показания индикатора в небольшой степени отклоняются, то по эталонному прибору вам нужно добиваться именно температуры 280°С.
Если под рукой нет контрольного измерительного прибора, то можно установить сопротивление резистора около 90кОм и потом подбирать температуру опытным путем.
После того, как паяльная станция проверена, можно аккуратно, чтобы не потрескались детали, установить лицевую панель.
Видео работы
Мы сняли краткое видео-обзор
…. и подробное видео, на котором показан процесс сборки:
Всем доброго времени суток уважаемые радиолюбители! Предлагаю всем несложную схему паяльной станции с феном. Была давно затея сделать паяльную станцию, именно своими руками. Покупать в магазине для меня было не целеобразно, так как не устраивала ни цена, ни качество, ни управление, ни надёжность. После долгих поисков в интернете была найдена на мой взгляд лучшая и единственная в своем роде схема на микроконтроллере atmega8 и двухстрочном LCD дисплее WH1602, с управлением на энкодере. Проект новый и не является клоном одних и тех же "затёртых до дыр" схем, в общем не имеет аналогов.
Особенности устройства
Станция имеет такие преимущества как:
- Меню настроек.
- Две кнопки "памяти", то есть два предустановленных температурных режима для паяльника и фена.
- Таймер перехода в спящий режим, установить таймер можно в настройках.
- Цифровая калибровка паяльника, также находится в настройках.
- Построена на бюджетных комплектующих.
- Печатная плата разработана мной под корпус от БП ПК, так что с корпусом тоже не возникнет проблем.
- Для питания станции можно применить ту же плату от блока ПК, немного переделав под нужные 20-24v(зависит от трансформатора), благо размеры корпуса позволяют это сделать. Можно немного укоротить радиаторы, так как для питания нам нужно всего лишь 24v и 2-3 ампера и сильного нагрева силовых транзисторов и диодной сборки не будет.
- В прошивке заложен "Пи" алгоритм регулирования нагрева фена, что даёт равномерный нагрев спирали фена и отсекает ИК излучение в моменты включения фена. В общем при умелом пользовании фена ни одна деталька не "прижарится" раньше времени.
Принципиальная схема
Изначально, в авторском варианте, схема была выполнена полностью на SMD компонентах (в том числе и atmega8) и на двухсторонней плате. Повторить её для меня, и думаю большинства радиолюбителей, не представляется возможным. Поэтому перевел схему и разработал плату на DIP компонентах. Конструкция выполнена на двух печатных платах: высоковольтная часть сделана на отдельной платке во избежание наводок и помех. Паяльник применён с термопарой, на 24v 50w от станции "Baku".
Фен применен от этой же фирмы, c термопарой в качестве датчика температуры. Имеет нихромовый нагреватель с сопротивлением около 70 ом и "турбинку" на 24v. На экране отображается температура: заданная и фактическая для фена и паяльника, сила воздушного потока фена(отображается в виде горизонтальной шкалы в нижней строчке экранчика).
Для увеличения, уменьшения температуры и потока воздуха турбинки: переносится курсор кратковременным нажатием на энкодер, и поворачивая влево или вправо устанавливается нужное значение. Удерживая первую или вторую кнопку памяти можно запомнить удобную для вас температуру и при следующем использовании, нажав на память, сразу пойдет нагрев до установленных в памяти значений. Запуск фена осуществляется нажатием на кнопку "Fen ON", которая находится на лицевой панели, но можно вывести её на ручку фена, использовав проводки идущие на геркон, так как в данной станции он не используется. Для перехода фена в спящий режим: также нужно нажать на кнопку "Fen ON", при этом нагрев фена прекратится, а турбинка фена будет остужать его до заданной температуры(от 5 до 200 градусов), которую можно выставить в настройках.
Сборка станции
- Изготавливаем основную плату по народному рецепту " "
- Сверлим, лудим готовую платку.
- Впаиваем стабилизатор 7805, шунтирующие конденсаторы, перемычку под панелькой для МК и остальные перемычки, панельку и шунтирующие конденсаторы возле панельки.
- Подключаем питание 24v, проверяем напряжение после 7805 и на панельке МК. Убеждаемся что на 7 и 20 контакте присутствует +5V, а на 8 и 22 минус 5v, то есть GND.
- Припаиваем непосредственную обвязку МК и LCD 1602, необходимую для первого запуска схемы. А это: R1, R2, подстроечник (для регулировки контраста экрана, есть на печатной плате), энкодер с кнопками S1 и S2 (эти компоненты паяются со стороны дорожек).
- Припаиваем проводки к экранчику, всего 10 проводков. Контакты на самом экранчике: VSS, K, RW - необходимо соединить вместе, при помощи проводков.
- Прошиваем atmega8. Байты конфигурации: 0xE4 - LOW, 0xD9 - HIGH
- Подключаем питание, схема находится в спящем режиме. При кратковременном нажатии на энкодер - должна загорается подсветка и вылезти приветствие. Если этого не случилось: смотрим на 2 ноге МК после включения должно быть устойчивые +5в. Если не так - смотрим обвязку atmega8, фьюзы. Если есть +5v - распайку индикатора. Если есть подсветка, но нет символов - крутим подстроечник контраста экрана до появления их.
- После удачного пробного запуска: допаиваем всё кроме высоковольтной части на отдельной плате.
- Запускаем станцию с подключенным паяльником, любуемся результатом.
- Изготавливаем платку для высоковольтной части схемы. Впаиваем детали.
Запуск паяльной станции
Первый запуск с высоковольтной частью:
- Подключаем термопару фена и турбинку к основной плате.
- Подключаем лампу накаливания 220v, вместо нагревателя фена, к высоковольтной платке.
- Включаем станцию,запускаем фен кнопкой "Fen ON" - лампа должна засветится. Выключаем.
- Если не "бахнуло", и симистор не горячий (желательно закрепить на радиатор) - подсоединяем нагреватель фена.
- Запускаем станцию с феном. Любуемся работой фена. Если есть посторонний звук (писк, скрежет) в районе симистора - подбираем конденсатор C3 в снаббере симистора, от 10 до 100 нанофарад. Но буду честен, и скажу сразу - ставьте 100n.
- Если есть разница в показаниях температуры фена - можно подкорректировать резистором R14 в обвязке ОУ.
Замена деталей
Некоторые замены активных и не очень активных компонентов:
- ОУ - Lm358, Lm2904, Ha17358.
- Полевые транзисторы - Irfz44, Irfz46, Irfz48, Irf3205, Irf3713 и подобные, подходящие по напряжению и току.
- Биполярный транзистор Т1 - С9014, С5551, BC546 и подобные.
- Оптопара MOC3021 - MOC3023, MOC3052 без перехода через ноль (без zero kross по даташиту).
- Оптопара PC817 - PC818, PC123
- Стабилитрон ZD1 - любой на напряжение стабилизации от 4,3 - 5,1V.
- Энкодер с кнопкой, я применял от автомагнитолы.
- Конденсатор в снаббере симистора обязательно на 400v и 100n!
- LCD WH1602 - смотреть внимательно расположение контактов при соединении с основной платой, от разных производителей может отличаться.
- Для питания лучшим вариантом будет стабилизированный бп на 24V 2-4A, с одного большого восточного магазина или переделанный БП АТХ. Хотя я применял 24V 1,2A от принтера, немного греется при пользовании паяльника, но мне хватает. На худой конец трансформатор с диодным мостом, но не советую.
Корпус станции
У меня корпус от БП ПК. Панель из оргстекла, при покраске необходимо оставить окошко для экрана методом приклеивания малярного скотча с двух сторон. Корпус покрашен в один слой грунта и два слоя чёрной матовой краски из баллончика. Для паяльника применён советский пятиштырьковый штекер от магнитофона. Фен не отсоединяется, штырьками подсоединён непосредственно к основной плате. Гнездо паяльника, шнур фена и сетевой шнур расположены на задней стенке корпуса. На передней панели расположены только органы управления, экран, сетевой выключатель и индикатор работы фена. Первая моя конструкция была с панелью из текстолита, с вытравленными надписями, но к сожалению фото не осталось. В архиве прилагаются рисунки печатных плат, рисунок панели, схема в Splan и прошивка.
Видео
P.S. Станция имеет название "Didav " - это псевдоним человека создавшего схему и прошивку данного аппарата. Всем удачной пайки без "соплей". Дополнение по схеме и прошивкам . Специально для сайта - Akplex .
Обсудить статью ТЕРМОВОЗДУШНАЯ ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ "DIDAV"