Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Около двух лет назад я разместил статью ИК паяльная станция своими руками. Данная статья вызвала интерес у многих радиолюбителей.

Но к сожалению после повторения ИК паяльной станции не обошлось без замечаний в плане работы станции, которые я постарался устранить в данной версии станции:
— применены аналоговые усилители термопары AD8495 со встроенной компенсацией холодного спая, в следствие чего увеличена точность показания температуры
— проблема с выходом из строя транзисторов нижнего нагревателя решена при помощи симисторного регулятора мощности

— доработана прошивка (которая совместима с прошлой версией станции). После запуска термопрофиль начинает выполняться с той температуры, до которой преднагрета плата, что экономит много времени. Отдельная благодарность Андрею за корректировку и адаптацию прошивки под китайские дисплеи.

— добавлен вакуумный пинцет

— корпус паяльной станции полностью переработан. Конструкция станции получилась очень симпатичной, более устойчивой и надежной, на рабочем столе занимает меньше места. В одном корпусе совмещено все необходимое, — нижний нагреватель, верхний нагреватель, вакуумный пинцет и сам контроллер.

Описание конструкции

Контроллер двухканальный. К первому каналу можно подключить термопару или платиновый терморезистор PT100. Ко второму каналу подключается только термопара. 2 канала имеют автоматический и ручной режим работы.

Автоматический режим работы обеспечивает поддержание температуры 10-255 градусов через обратную связь с термопар или платинового терморезистора (в первом канале). В ручном режиме мощность в каждом канале можно регулировать в диапазоне 0-99%. В памяти контроллера заложено 14 термопрофилей для пайки BGA.

7 для свинецсодержащего припоя и 7 для безсвинцового припоя. Термопрофили указаны ниже. 

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Для свинецсодержащего припоя максимальная температура термопрофиля: — 1 термопрофиль — 190Cо, 2 — 195Cо, 3 — 200Cо, 4 — 205Cо, 5 — 210Cо, 6 — 215Cо, 7 — 220Cо

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Для безсвинцового припоя максимальная температура термопрофиля: — 8 термопрофиль — 225Cо, 9 — 230Cо, 10 — 235Cо, 11 — 240Cо, 12 — 245Cо, 13 — 250Cо, 14 — 255Cо

Если верхний нагреватель, не успевает прогревать согласно термопрофилю, то контроллер становится на паузу и ждет пока не будет достигнута нужная температура. Это сделано для того, чтобы адаптации контроллера для слабых нагревателей, которые прогревают долго и не успевают за термопрофилем.

Контроллер начинает выполнять термопрофиль с той температура, до которой преднагрета плата. Это очень удобно, и позволяет оперативно перезапустить термопрофиль в случае, например, если была температура недостаточна для снятия чипа, то можно выбрать термопрофиль с температурой повыше, и тут же снять чип со второй попытки. 

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

На схеме применен комбо силовой блок, состоящий из транзисторного ключа для верхнего нагревателя, и симисторного для нижнего нагревателя. Хотя, например можно использовать 2 транзисторных, или 2 симисторных ключа.

Я использовал 2 готовых модуля на AD8495, купленных на Aliexpress. Правда модули нужно немного доработать. Смотрим фото ниже.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельПаяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Не обращаем внимания на то, что модуль на втором фото повернут на 90 градусов. Пришлось развернуть, так как модули у меня упирались в силовой блок. Разъемы для термопар использованы заводские.

  • Тем, кто не планирует в дальнейшем использовать платиновый терморезистор, то часть схемы выделенную красной пунктирной линией можно не собирать.
  • Печатные платы силового блока и контроллера.
  • Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельПаяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельПаяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельПаяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельПаяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель
  • Для охлаждения силовых ключей я применил радиатор от видеокарты с активным охлаждением.

Далее на фото будет виден этап сборки паяльной станции, как конструктора. Все материалы куплены в крупном строймагазине.

Передняя и задняя панель сделаны из стеклотекстолита, укрепленного алюминиевым уголком. Базальтовый картон служит в качестве теплоизоляционного материала.

Нижний подогрев состоит из 9 галогенных ламп (1500вт 220-240в R7S 254мм) объединенных в 3 группы по 3 соединенных последовательно лампы.

Провод для 220В применен силиконовый, высокотемпературный.

Хороший вакуумный насос можно приобрести на Aliexpress за 400-500 рублей. Ориентир для поиска на фото ниже.

 Изначально я планировал использовать паяльную станцию совместно и ИК стеклом над нижним нагревателем, что давало хорошие преимущества:
— красивый внешний вид
— плату (на стойках можно ложить прямо на стекло), как у станций Термопро
Но увы, недостатки оказались весомее:
— очень долгий нагрев (остывание) платы

— очень сильно разогревается корпус паяльной станции, к примеру без стекла корпус во время работы едва теплый. Так что от стекла пришлось отказаться.

С открученным штативом стекло легко вынимается, или вставляется в станцию. Так же вместо стекла можно вставить, например, сетку.

  1. Внешний вид собранной станции.
  2. Аксессуары, стойки, алюминиевый швеллер для стоек, ручка вакуумного пинцета, силиконовая трубка для пинцета, термопара.

Необходимые «ингредиенты» для изготовления ручки вакуумного пинцета. Использован смеситель от эпоксидного клея Момент в сдвоенном шприце. Алюминиевая трубка(в которой необходимо просверлить отверстие) и соединитель соответствующего диаметра для силиконовой трубки. Все вклеено в алюминиевую трубку эпоксидным клеем момент. 

Для верхнего нагревателя очень рекомендую ELSTEIN SHTS/100 800W.

Настройка контроллера
Резистором R32 необходимо установить напряжение 5,12В на выходе U4. Резистором R28 настраиваем контрастность дисплея. Если не планируете использовать платиновый терморезистор, то настройка станции закончена.

Описание калибровки канала с платиновым терморезистором описано в статье первой версии станции.

Рекомендации
Верхний нагреватель необходимо устанавливать на высоте5-6 см от поверхности платы.

Если в момент выполнения термопрофиля происходит выбег температуры от заданного значения больше чем на 3 градуса — понижаем мощность верхнего нагревателя(включаем станцию с нажатым энкодером и устанавливаем максимальную мощность верхнего нагревателя).

Выбег на несколько градусов в конце термопрофиля(после отключения верхнего нагревателя) не страшен. Это сказывается инерционность керамики. Поэтому я выбираю нужный термопрофиль на 5 градусов меньше, чем мне надо.

 Перед съемом чипа при помощи зонда нужно убедиться(аккуратным нажатием на каждый угол чипа) что шары под чипом поплыли. При монтаже используем только качественный флюс, иначе неправильный выбор флюса может все испортить.

Так же при монтаже чипа BGA обязательно нужно накрыть кристалл прямоугольником из алюминиевой фольги с размером стороны равной примерно ½ от стороны BGA, чтобы снизить температуру в центре, которая всегда выше, чем температура  около термопары (смотрим фото тепловых пятен ИК нагревателей ELSTEIN в статье первой версии станции). 
В общем смотрим видео ниже.

Ниже вы можете скачать архив с печатной платой в формате LAY, исходным кодом, прошивкой.

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнотЕ1

U1, U2

U3

U4

U5

U6

U7, U8

U9

LCD1

Q1

Z1

VD1

VD2

VD3

VD4

T1

R9

R2, R3, R6, R7, R26, R27

R1, R5

R4, R8

R10, R11

R12

R13, R32

R14, R15, R16, R17

R18

R19

R20

R21

R22

R23, R24

R25

R28

R29

R30, R31

R33

R34

R35

R36

R37

R38

R39

C1, C3, C6, C8

C2, C7

C5, C10, C21

C11, C15, C20, C27, C29

C12, C14, C16, C17, C22, C23, C24, C31, C33

C13

C18, C19

C25

C26

C28, C30, C32

C34

C35

F1, F2

L1

БП

Энкодер 1 Поиск в Utsource В блокнот
Операционный усилитель AD8495 2 Поиск в Utsource В блокнот
Операционный усилитель LM358 1 Поиск в Utsource В блокнот
Линейный регулятор LM7805 1 Поиск в Utsource В блокнот
МК PIC 8-бит PIC16F876A 1 Поиск в Utsource В блокнот
МК PIC 8-бит PIC12F683 1 Допустима замена на PIC12F675, но не рекомендуется Поиск в Utsource В блокнот
Оптопара PC817 2 Поиск в Utsource В блокнот
Оптопара MOC3052M 1 Поиск в Utsource В блокнот
LCD дисплей VC20x4C-GIY-C1 1 20×4 на основе KS0066 (HD44780) Поиск в Utsource В блокнот
MOSFET-транзистор TK20A60U 1 Поиск в Utsource В блокнот
Кварц 16 МГц 1 Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод LL4148 1 Поиск в Utsource В блокнот
Диодный мост KBU1010 1 Поиск в Utsource В блокнот
Стабилитрон 24В 1 Поиск в Utsource В блокнот
Диодный мост DB107 1 Поиск в Utsource В блокнот
Симистор BTA41-600B 1 Поиск в Utsource В блокнот
Платиновый терморезистор PT100 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 10 кОм 6 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 1 МОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 100 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 4.7 кОм 2 Допуск 1% или лучше Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 51 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
Подстроечный резистор 100 Ом 2 Многооборотный Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 220 кОм 5 Допуск 1% или лучше Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 1.5 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Подстроечный резистор 100 кОм 1 Многооборотный Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 100 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 20 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 510 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 47 кОм 2 Мощность 1Вт Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 5.1 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Подстроечный резистор 10 кОм 1 Многооборотный Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 16 Ом 1 Мощность 2Вт Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 2.7 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 2.2 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 100 кОм 1 Мощность 1Вт (возможно придется подобрать номинал при настройке детектора нуля) Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 47 кОм 1 возможно придется подобрать номинал при настройке детектора нуля Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 470 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 360 Ом 1 Мощность 1Вт Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 330 Ом 1 Мощность 1Вт Поиск в Utsource В блокнот
Резистор 39 Ом 1 Мощность 1Вт Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 1 нФ 4 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 10 нФ 2 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 1 мкФ 3 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 4.7 мкФ 5 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 0.1 мкФ 9 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 47 нФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 33 пФ 2 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 0.1 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор 100 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 20 мкФ 8 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 10 мкФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор 10 нФ 1 1 кВ Поиск в Utsource В блокнот
Излучатель звука электромагнитный HCM1203A 1 Или любой другой электромагнитный без генератора Поиск в Utsource В блокнот
Предохранитель 10 А 2 Поиск в Utsource В блокнот
Дроссель 1 Любой с двумя обмотками из фильтра БП Поиск в Utsource В блокнот
Блок питания 19 Вольт 1 От любого нетбука Поиск в Utsource В блокнот
Преобразователь DC/DC 12-30В (вход). регулируемый выход до 12В 2 Рассчитанный на ток 500мА и выше Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все
Читайте также:  Как развести зубья у ножовки по дереву правильно

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

  • Прошивки, печатные платы.rar (106 Кб)

Источник: https://cxem.net/master/116.php

Инфракрасная паяльная станция своими руками

Рано или поздно перед радиомехаником, занимающимся ремонтом современной электронной техники встаёт вопрос покупки инфракрасной паяльной станции.

Необходимость назрела в связи с тем что современные элементы массово “откидывают копыта” короче говоря, производители как и мелочевки так и больших интегральных схем отказываются от гибких выводов в пользу пятачков. Процесс этот идёт уже достаточно давно.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Такие корпуса микросхем называются BGA – Ball grid array, проще говоря – массив шариков. Такие микросхемы монтируются и демонтируются бесконтактным способом пайки.

Раньше, для не особо крупных микросхем можно было обходиться термовоздушной паяльной станцией.

А вот крупные графические контроллеры  GPU термовоздушкой уже не снимешь и не посадишь. Разве что прогреть, но прогрев длительного результата не даёт.

В общем, ближе к теме..

Готовые профессиональные инфракрасные станции   имеют запредельные цены, а недорогие 1000 – 2000 зелёных недостаточный функционал, короче допиливать всё равно придётся. Лично по мне, инфракрасная паяльная станция – это тот инструмент, который можно собрать самому и под свои нужды. Да, не спорю, есть затраты по времени.

Но если подойти к сборке ИК станции методично, то будет и необходимый результат и творческая удовлетворённость. Итак, я для себя наметил, что буду работать с платами размером 250х250 мм. Для пайки телевизионных Main и компьютерных видеоадаптеров, возможно планшетных ПК.

  • Итак, начал я с нечистого листа и дверцы от старой антресоли, прикрутив к этому будущему основанию 4 ножки от древней пишущей машинки. 
  • Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Основа при помощи приблизительных расчётов получилась 400х390 мм. Дальше необходимо было примерно рассчитать компоновку исходя из размеров нагревателей, ПИД-регуляторов. Таким нехитрым “фломастерным” способом я определил высоту своей будущей инфракрасной паяльной станции и угол скоса передней панели:

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель  

Далее уже берёмся за скелет. Тут всё просто – изгибаем алюминиевые уголки согласно конструкции нашей будущей паяльной станции, закрепляем, связываем. Идём в гараж и с головой закапываемся в корпуса от DVD и видиков. Хорошо делаю, что не выбрасываю – знаю, что пригодятся. Глядишь, дом из них построю:) Вон из пивных банок строят, из пробок и даже палочек от мороженого!

Короче говоря, на облицовку лучше не придумаешь, чем крышки от аппаратуры. Листовой металл стоит не дёшево.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель 

 Бежим по магазинам в поисках антипригарного противня. Противень необходимо подобрать согласно размерам ИК-излучателей и их количеству. Я ходил по магазинам с небольшой рулеткой и измерял стороны дна и глубину.

На вопросы продавцов типа – “Зачем вам пироги строго заданных размеров?” Отвечал, что неподходящие размеры пирога нарушают общую гармонию восприятия, что не соответствует моим моральным и этическим принципам.

 Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Урааа! Первая посылочка, а в ней особо важные запчастюлины: ПИД-ы (страшное слово-то какое) Расшифровка тоже не простая: Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный регулятор. В общем, разбираемся с их настройкой и работой.

 Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Далее жестянка. Здесь как раз и пришлось попотеть с крышками от DVD-юков дабы всё получилось ровно и солидно, для себя делаем. После подгонки всех стенок необходимо вырезать нужные отверстия под ПИД-ы на передней, под кулер на задней стенке и в покраску – в гараж. В итоге – промежуточный вариант нашей ИК паяльной станции стал выглядеть таким образом:

 Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

После тестирования регулятора REX C-100 предназначенного для преднагрева (нижнего нагревателя) выяснилось, что он не совсем подходит для моей конструкции паяльной станции, потому как не рассчитан на работу с твердотельными реле, которыми он и должен управлять. Пришлось его доработать под свою концепцию.

 Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Урааа! Пришла посылка из Китая. Теперь в ней уже было самое основное богатство для постройки нашей инфракрасной паяльной станции. А именно – это 3 нижних ИК излучателя 60х240 мм, верхний 80х80 мм. и пара твердотельных реле на 40А Можно было и на 25 ампер взять, но всегда стараюсь всё сделать с запасом, да и ценой они не сильно отличались..

 Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Глаза боятся, а руки делают. Стараюсь не забывать эту старую истину, также как и про курицу, та что по зёрнышку…Что имеем в итоге – После установки излучателей в противень, установки твердотелок на радиатор, обдуваемый кулером и соединении всего, получилось уже что-то более-менее похожее на инфракрасную паяльную станцию.

 Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Когда дело с преднагревом начало подходить к концу и были сделаны первые тесты на нагрев, удержание температуры и гистерезис, можно было смело приступать к верхнему инфракрасному излучателю. Работы с ним оказалось больше, чем я предполагал изначально. Было рассмотрено несколько конструктивных решений, но всё же более удачным на практике оказался последний вариант, который я и воплотил.

Сделать столик для удержания платы – очередная задача, требующая нагрева черепной коробки. Необходимо чтобы выполнялось несколько условий – равномерное удержание печатной платы, чтобы плата при нагреве не прогибалась. Кроме этого была возможность сдвигать влево-вправо уже зажатую плату.

Зажим платы должен быть, как и крепкий, так и давать небольшую слабину, так как плата при нагреве расширяется. Ну и так же у столика должна быть возможность  закрепить платы разных размеров.

Не до конца еще доделанный столик:                                            (нет прищепок для платы)

  1. Вот и настало время тестов, отладок, подгонки термопрофилей под разные виды микросхем, и паяльных сплавов. За осень 2014 было восстановлено приличное количество компьютерных видеокарт и телевизионных Main-board

Не смотря на то, что паяльная станция кажется завершённой и прекрасно себя зарекомендовала, на самом деле не хватает еще нескольких важных вещей: Во-первых это лампа, ну или фонарик на гибкой ножке, Во-вторых обдув платы после пайки, в-третьих я хотел изначально сделать селектор для нижних нагревателей..

Конечно же, я написал не всё что хотел, потому как, при сборке было много мелочей, проблем и тупиков. Но зато я записал на видео весь процесс конструирования и теперь это полноценный обучающий видеокурс:

Источник: https://a-golubev.ru/instrument/infrakrasnaya-payalnaya-stanciya-svoimi-rukami.html

Паяльная станция своими руками: схема инфракрасной самодельной станции с феном

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модель

Многие радиолюбители не могут подобрать подходящий инструмент для ежедневной пайки различных микросхем и компонентов. Паяльная станция своими руками для таких умельцев – это один из лучших вариантов решения всех проблем.

Больше не нужно выбирать из множества несовершенных фабричных устройств, достаточно найти подходящие комплектующие, потратить немного времени и сделать идеальное устройство, удовлетворяющее все требования, своими руками.

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.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельЭлектрическая 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.
  • 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.
Читайте также:  Изготовление болтов: методы и процесс производства

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.

Важно отметить, что инфракрасные устройства для пайки являются профессиональным оборудованием и редко используются простыми радиолюбителями.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельЗависимость 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.

Паяльная станция своими руками

Наиболее функциональная и удобная станция – это инфракрасная.

Перед тем, как сделать инфракрасную паяльную станцию своими руками, следует приобрести следующие элементы:

  • галогеновый обогреватель на четырех инфракрасных лампах мощностью 2КВт;
  • верхний инфракрасный нагреватель для паяльной станции в виде керамической инфракрасной головки на 450 Вт;
  • алюминиевые уголки для создания каркаса конструкции;
  • шланг для душа;
  • проволока из стали;
  • нога от любой настольной лампы;
  • программируемый микрокомпьютер, например, Ардуино;
  • несколько твердотельных реле;
  • две термопары для контроля текущей температуры;
  • блок питания на 5 вольт;
  • небольшой экран;
  • зуммер на 5 вольт;
  • крепежные элементы;
  • при необходимости, паяльный фен.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельИзготовление паяльной станции своими руками.

Преимущества керамических излучателей представлены:

  • невидимым спектром излучения, не повреждающим глаза радиолюбителя;
  • более длительным временем безотказной работы;
  • большой распространенностью.

В свою очередь, кварцевые ИК подогреватели обладают следующими плюсами:

  • большая однородность температуры в зоне подогрева;
  • меньшая стоимость.

Этапы сборки ИК паяльной станции представлены ниже:

  1. Монтаж элементов нижнего нагревателя для работы с bga элементами.
    Наиболее простым методом добычи четырех галогеновых ламп служит демонтаж их из старенького обогревателя. После того, как вопрос с лампами решен, следует придумать вид корпуса.
  2. Сборка конструкции паяльного стола и продумывание системы удержания плат на нижнем нагревателе.
    Установка системы крепления печатных плат заключается в отрезке шести кусков алюминиевого профиля и прикреплении их к корпусу при помощи гаек из перфорированной ленты. Получившаяся система крепления позволяет перемещать печатную плату и подстраивать ее под нужды радиолюбителя.
  3. Монтаж элементов верхнего нагревателя и паяльного фена.
    Керамический нагреватель на 450 – 500 Вт можно приобрести в китайском интернет магазине. Для монтажа верхнего подогрева необходимо взять лист металла и согнуть его по размерам нагревателя. После этого верхний нагреватель самодельной ик вместе с феном следует разместить на ножке от старой настолько лампы и подключить к блоку питания.
  4. Программирование и подключение микрокомпьютера.
    Наиболее ответственный этап создания собственного инфракрасного устройства для пайки, включающий: создание корпуса для микроконтроллера с продумыванием места под остальные компоненты и кнопки. В корпусе вместе с контроллером должны быть следующие элементы: два твердотельных реле, дисплей, блок питания, кнопки и соединительные клеммы.

Большинство радиолюбителей предпочитают использовать старые системные блоки в качестве основы корпуса и алюминиевые уголки для крепления всех основных элементов нижнего нагревателя. При подключении ламп рекомендуется использовать штатную проводку разобранного галогенового обогревателя.

По завершению процесса сборки станции следует переходить к непосредственной настройке микроконтроллера. Радиолюбителям, сделавшим самому инфракрасную паяльную станцию, зачастую приходилось использовать микрокомпьютер Ардуино ATmega2560.

Программное обеспечение, написанное специально для устройств, основанных на данном типе контроллера, можно найти в интернете.

Схема

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельПринципиальная схема инфракрасного паяльника.

Типовая схема паяльной станции включает:

  • блок усилителей термопар;
  • микроконтроллер с экраном;
  • клавиатуру;
  • звуковой сигнализатор, например, компьютерный спикер;
  • элементы питания и поддержки паяльного фена;
  • чертежи элементов детектора нуля;
  • элементы силовой части;
  • блок питания всей аппаратуры.

В большинстве случаев, схема станции представлена следующими микрокомпонентами:

  • опторазвязка;
  • мосфет;
  • симистор;
  • несколько стабилизаторов;
  • потенциометр;
  • подстроечный резистор;
  • резистор;
  • светодиоды;
  • резонатор;
  • несколько резонаторов в СМД корпусах;
  • конденсаторы;
  • переключатели.

Процесс

Процесс сборки инфракрасной паяльной станции во многом зависит от предпочтений мастера.

Типовой вариант устройства на микроконтроллере Ардуино, устраивающий большинство радиолюбителей, собирается в такой последовательности:

  • подбор необходимых элементов;
  • подготовка радиодеталей и нагревателей к проведения монтажных работ;
  • сборка корпуса паяльной станции;
  • установка нижних предварительных нагревателей для равномерного разогрева массивных печатных плат;
  • установка платы управления комбайном для пайки и ее фиксация при помощи заранее подготовленных крепежных элементов;
  • монтаж верхнего нагревателя и паяльного термофена;
  • установка креплений для термопар;
  • программирование микроконтроллера под определенные условия паяльных работ;
  • проверка всех элементов, включая галогеновые лампы нижнего нагревателя, инфракрасный излучатель и паяльный фен.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельУстройство паяльной станции.

После полной сборки инфракрасной станции для проведения паяльных работ следует проверить все элементы на работоспособность.

Отдельное внимание нужно уделить проверке корректности работы термопар, поскольку в данной системе отсутствует их компенсация.

Это означает, что при перемене температуры воздуха в помещении термопара начнет измерять температуру с существенной погрешностью.

Проверка головки керамического нагревателя также важна. В случае, если инфракрасный излучатель перегревается, необходимо обеспечить обдув воздухом или охлаждение при помощи дополнительного радиатора.

Настройка

Настройка режимов работы ИК паяльной станции в основном заключается в:

  • установке допустимых режимов работы паяльных фенов;
  • проверке режимов работы нижнего нагревательного элемента;
  • выставлении рабочих температур верхнего кварцевого излучателя;
  • установке специальных кнопок для быстрого изменения параметров нагрева;
  • программировании микроконтроллера.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельОсобенности устройства паяльной станции.

По мере выполнения паяльных работ может потребоваться изменение температур и режимов.

Такие действия можно произвести при помощи кнопок, связанных с микрокомпьютером:

  • кнопка + должна быть настроена на повышение температуры покупного или самодельного кварцевого излучателя с шагом в 5 – 10 градусов;
  • кнопки – должна понижать температуру также с небольшим шагом.

Основные настройки микрокомпьютера представлены:

  • регулировкой значений P, I и D;
  • подстройкой профилей, в которых прописан шаг изменения тех или иных параметров;
  • настройкой критических температур, при которых станция отключается.

Рекомендации по работе

Самодельные ИК паяльные станции отлично подойдут для небольшого ремонта дома или в частных мастерских. Благодаря относительной простоте конструкции и широкому функционалу инфракрасные станции пользуются невероятным спросом.

Паяльная станция с феном своими руками: инфрокрасная модельЭлектрическая схема паяльника.

Основными рекомендациями при сборке станций и работе на них являются:

  1. Грамотная настройка параметров микроконтроллера.
    В случае, если в компьютер внесены неверные параметры, паяльная установка может некачественно пропаивать компоненты и повреждать маску печатных плат.
  2. Надевание средств защиты при выполнении паяльных работ.
    Кварцевый излучатель, в отличие от керамического, при работе порождает излучение на видимой для глаза длине волны. Поэтому, если в устройстве используется кварцевый инфракрасный излучатель рекомендуется надевать специальные защитные очки, защищающие оператора от повреждения зрения.
  3. Электрическая принципиальная схема станции должна содержать только надежные элементы.
    Кроме этого, все конденсаторы и резисторы, используемые при сборке, должны иметь быть выбраны с небольшим запасом.
  4. Контроллер для ИК паяльной станции можно выбрать из популярных моделей Ардуино.
    При желании, контроллер можно изготовить и из неизвестного микрокомпьютера, однако, в этом случае мастеру придется самостоятельно разработать программное обеспечение для работы паяльной станции.
  5. При сборке станции следует предусмотреть разъем для подключения паяльника.
    Иногда, компоненты платы удобнее точечно выпаивать при помощи обычного паяльника или устройства с термофеном вместо жала. Подобное решение можно реализовать, путем проектирования дополнительной термопары для контроля температуры паяльника.
  6. Для пайки с использованием активных флюсов и припоев с высоким содержанием свинца следует обеспечить циркуляцию воздуха.
    Хорошая вытяжка или вентилятор значительно облегчат дыхание оператора и позволяет ему не дышать испарениями вредных металлов.

Заключение

ИК паяльные станции – это одни из лучших установок для пайки всевозможных элементов в самых разных корпусных исполнениях. Сделать паяльную станцию на инфракрасных подогревающих элементах можно даже в домашних условиях.

Как правило, домашние мастера для нижних нагревателей предпочитают использовать мощные галогеновые лампы. Основные распиновки разъемов, параметры микросхем, модели микроконтроллера, инструкции о том, как из бытового фена сделать паяльный и другая информация доступна в интернете.

Источник: https://tutsvarka.ru/oborudovanie/payalnaya-stantsiya-svoimi-rukami

Инфракрасная паяльная станция

Беспрерывное совершенствование паяльной техники обусловлено появлением более сложных печатных плат радиоэлектроники. Инфракрасная паяльная станция (ИПС) предназначена для работы с новым поколением чувствительных микросхем и других радиодеталей. Необычный подход к пайке основан на применении светового луча в инфракрасном диапазоне в качестве носителя тепловой энергии.

Читайте также:  Газовая горелка для горна своими руками: чертежи, схемы, фото, видео

Особенности и преимущества

Особенностью ИК паяльной станции является то, что, в отличие от индукционного устройства, в работе отсутствует материальный контакт с радиодеталью, по сравнению с феном, нет давления воздушного потока. Весь процесс пайки происходит полностью в бесконтактном режиме.

К преимуществам ИПС надо отнести следующие достоинства:

  • в отличие от других конструкций, инфракрасный паяльник обеспечивает быстрый монтаж или, наоборот, снятие припоя в условиях полного контроля уровня нагрева обрабатываемой радиодетали;
  • сфокусированный пучок инфракрасного излучения позволяет точечно направить тепловой энергопоток в нужное место платы;
  • ИПС даёт возможность установить режим ступенчатого роста температуры нагрева в рабочей зоне;
  • инфракрасная пайка надёжно восстанавливает нарушенное соединение площадки микросхемы с печатной платой;
  • отсутствие припоя и флюса в работе станции позволяет сохранять рабочее место в чистоте и не засорять плату каплями олова и кристаллами присадки.

Виды ИПС

По типу инфракрасного излучателя различают два вида ИПС:

Керамические

Термовоздушная паяльная станция

Примером керамической инфракрасной паяльной станции является модель Achi ir6000. Станция обладает массой достоинств. Она зарекомендовала себя как надёжное, прочное и долговечное оборудование. Рабочая температура в зоне пайки достигается в течение 10 минут. В станциях такого типа используется сплошной плоский или полый керамический излучатель.

Кварцевые

В отличие от керамического паяльника, кварцевая станция достигает максимального нагрева за 30 секунд. Кварцевые станции очень чувствительны к частым циклам включения – выключения.

Внимание! Если специфика паяльного режима требует в течение короткого периода нескольких отключений оборудования, то лучше пользоваться керамической паяльной станцией.

Принцип действия

Чтобы понять действие инфракрасной паяльной станции, надо понимать принцип соединения микропроцессора с печатной платой. Микросхемы ноутбуков и различных электронных устройств не имеют выводных ножек. Вместо этого на их тыльной стороне расположена сетка из контактных точек. Такая же решётка есть на печатной плате.

Паяльная станция – принцип работы и разновидности

На обеих поверхностях контакты покрыты легкоплавкими шариками. Во время пайки микропроцессор нагревается инфракрасным излучателем до температуры плавления припоя.

В то же время нижняя поверхность платы нагревается ТЭНами нижней платформы станции. Прогревом контактных соединений с двух сторон достигается быстрая пайка радиодетали.

Благодаря узконаправленному потоку тепла, высокая температура не успевает распространиться на другие компоненты платы.

Важно! Станция с помощью программного обеспечения может осуществлять различные ступени температурного режима в определённых промежутках времени.

Описание процесса ИК-пайки

Самоделки своими руками: электрика DIY

Процесс инфракрасной пайки состоит из нескольких фаз:

  1. Печатную плату помещают на платформу станции.
  2. Её фиксируют боковыми упорами и дополнительными рейками.
  3. Вокруг монтажного участка пластиковые элементы закрывают клейкой фольгой.
  4. На высоте 3-4 см от микросхемы устанавливают инфракрасный излучатель.
  5. Термопару на гибкой трубке подводят непосредственно к месту пайки.
  6. С помощью кнопок на интерфейсах термоконтроллеров задаются режимы работы верхнего и нижнего нагревателя.
  7. К месту пайки подводят светильник на стальном гибком шнуре.
  8. Включают станцию нажатием стартовой кнопки.
  9. По истечении заданного времени микропроцессор снимают с платы с помощью пинцета.
  10. Таким же образом, только в обратном порядке, монтируют новый микропроцессор.

Конструктивные особенности

Инфракрасная паяльная станция представляет собой довольно габаритное оборудование:

  • ширина – 450-475 мм;
  • высота – 430-450 мм;
  • глубина – 420-450 мм.
  • высота опорного штатива ИК излучателя – 200 мм.

Дополнительная информация. Размеры различных моделей станций могут немного отличаться от вышеуказанных данных. Площадь рабочего стола рассчитана на печатные платы максимальной величины и любой конфигурации.

Расположение органов управления и подвижных узлов ИК станции:

  1. Рабочий стол представляет собой углублённую платформу из ряда ТЭНов, закрытую металлической сеткой.
  2. Параллельные упоры с фиксаторами передвигаются по направляющим. Ими с обеих сторон зажимают печатную платформу.
  3. Поперечные борта оснащены винтовыми опорами, которые поддерживают плату на нужной высоте.
  4. В комплекте есть рейки, которыми дополнительно крепят плату.
  5. На вертикальной опоре установлен поворотный механизм, на котором закреплен инфракрасный нагреватель.
  6. ИК излучатель может передвигаться в прямолинейном направлении по направляющим штатива. Одновременно паяльник может поворачиваться вокруг вертикальной опоры.
  7. На передней панели оборудования расположены:
  • кнопка включения;
  • разъём для термопары;
  • кнопка остановки;
  • клавиша включения вентилятора рабочего стола;
  • включатель подсветки;
  • кнопка верхнего охлаждения;
  • термоконтроллер нижних нагревателей;
  • программируемый контроллер верхнего ИК нагревателя.

Температура верхнего ИК нагревателя может достигать от 220 до 270 градусов. Нижняя платформа прогревается до 150-1700 С.

Изготовление своими руками

Высокая стоимость ИК паяльной станции (60-150 тыс. руб.) стимулирует домашних мастеров к изготовлению такого оборудования самостоятельно. При наличии определённого опыта сделать своими руками самодельный инфракрасный паяльник вполне реально. Материальные затраты обычно не превышают 10 тыс. руб. Нужно подготовить материалы и компоненты, необходимые для сборки ИК станции.

Детали для самодельного прибора

Для сборки инфракрасной паяльной станции своими руками понадобится следующее:

  • лист жести;
  • гибкая спиральная металлическая трубка светильника;
  • рычажный штатив от старой настольной лампы;
  • галогеновые лампы;
  • оцинкованная мелкая сетка;
  • алюминиевый профиль в виде узких реек;
  • 2 термопары;
  • плата Ардуино Mega 2560 R3;
  • плата SSR 25-DA2x Adafruit MAX31855K – 2 шт.;
  • адаптер постоянного тока 5 вольт, 0,5 А;
  • провода.

Сборка

Монтаж паяльной станции состоит из нескольких этапов:

  1. Термостол;
  2. Инфракрасный нагреватель;
  3. ПИД-регулятор на Ардуино.

Термостол

Делать термостол своими руками желательно в условиях оборудованной домашней мастерской. Конструкция представляет собой нижний нагреватель, состоящий из следующих компонентов:

  • корпус, отражатель, лампы;
  • система крепежа платы;
  • гибкая трубка термопары;
  • светильник.

Корпус

  1. Основу термостола изготавливают в виде рамы из Г-образного жестяного профиля. Можно полосы металла согнуть уголком. Ножницами делают вырезы и по ним сгибают металл, соединяя части саморезами.
  2. Проём закрывают металлической сеткой.

    Чтобы она не прогибалась, над сеткой протягивают металлические прутки в поперечном и продольном направлениях.

Установка металлической сетки

  1. Старый галогеновый светильник разбирают, освобождая отражатель от ламп. Его обрезают по внутреннему периметру корпуса.

  2. Лампы возвращают на место. Нагреватель вставляют в опорную раму снизу.

Система крепежа платы

Алюминиевую рейку разрезают на несколько отрезков. В них просверливают монтажные отверстия.

Два отрезка профиля закрепляют на широких бортах корпуса, в канавках которых будут передвигаться винтовые фиксаторы поперечных реек. Всё станет понятно из нижнего фото.

Гибкая трубка термопары

Спиральную металлическую трубку устанавливают в одном из углов рамы, протягивают провода термопары. Длина трубки должна обеспечивать доступ термопары ко всей рабочей зоне станции.

Светильник

На конце гибкой трубки закрепляют патрон с пятивольтовой лампочкой с отражателем. Основание металлического шланга крепят в углу рамы так же, как и в предыдущем случае.

Верхний нагреватель

Инфракрасный излучатель состоит из двух элементов, это:

  1. Керамическая пластина в корпусе.
  2. Держатель.

Крепление штатива к корпусу верхнего нагревателя

Керамическая пластина в корпусе

Пластину можно приобрести на рынке электротехники или заказать на сайте интернет-магазина. Главное – сделать прочный корпус, в котором был бы обеспечен свободный приток воздуха. Как это сделать, видно на фото.

Дополнительная информация. Вмонтированный в верхнюю плоскость корпуса ИК пластины кулер от компьютера поможет предохранить радиодеталь от перегрева.

Держатель

Для держателя идеально подходит двухсекционный кронштейн настольного светильника. Основание кронштейна крепят к раме станции. Верхний поворотный шарнир соединяют с корпусом верхнего нагревателя.

ПИД-регулятор на Ардуино

Сделанная ИК станция своими руками обязательно комплектуется блоком управления. Для него нужно сделать отдельный корпус. Внутри помещают плату Ардуино и ПИД регулятор. Примерная схема компоновки деталей блока управления станцией видна на фото.

Блок управления ИК станции

Микропроцессорная платформа Arduino Mega 2560 R3 управляет режимами нагрева керамического ИК излучателя и платформы термостола. К плате Ардуино присоединены провода вентиляторов (верхний и нижний), ПИД регулятора, термопар и светильника.

Программирование паяльной станции осуществляется через интерфейс контроллера. Его экран отражает текущий процесс нагрева печатной платы с обеих сторон.

Тестер

В роли тестера выступают термопары. Они, в конечном счёте, являются источниками информации о состоянии уровня нагрева тыльной стороны печатной платы и верхней поверхности микропроцессора.

Работа на практике

Перед началом работы важно правильно настроить ИК паяльную станцию.

Настройка

После того, как закрепили печатную плату на термостоле и подвели ИК излучатель к микропроцессору, переходят к настройке работы станции. Делают это с помощью клавиш интерфейсов термоконтроллеров верхнего и нижнего нагревателей.

На дисплее контроллёра нижнего нагрева вверху отражается текущая температура. Кнопками на нижней строке задают конечную величину степени прогрева печатной платы.

Программируемый контроллер верхнего нагрева располагает 10-ю опциями (термопрофилями). Термопрофиль отражает зависимость температуры от времени. То есть прогрев можно запрограммировать ступенчато. Каждый шаг задаёт определённое время, в течение которого температура не меняется.

Сложность в работе

Инфракрасные паяльные станции серийного производства просты в работе и понятны в управлении. Сложности в работе станции могут возникнуть по причине несоответствия реальных характеристик станции данным в сопроводительной документации. За это отвечает изготовитель оборудования согласно гарантийным обязательствам.

Для людей, занимающихся ремонтом современных электронных устройств в домашних условиях, самодельная инфракрасная паяльная станция – первая необходимость. Приобретать профессиональное оборудование имеет смысл для мастерских, где есть большие объёмы ремонтных работ.

Видео

Источник: https://amperof.ru/instrument/infrakrasnaya-payalnaya-stanciya.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector