Паяльная станция своими руками. Инструкция по самостоятельному изготовлению паяльной станции Простая аналоговая паяльная станция схема

10.09.2023

Для создания неразъемных соединений применяют несколько технологий. Одна из них это пайка. От традиционной сварки ее отличают низкие температуры, соединение между собой выполняют с помощью специального материала – припоя. В процессе пайки, расплавленный припой наносят на соединяемые детали, по мере остывания, он затвердевает и заготовки соединяются между собой.

Пайку выполняют с использованием различных устройств – электрического паяльника, паяльной станции и пр.

Принцип работы и общие характеристики

Паяльная станция, а иногда ее называют станком или установкой это устройство, которое широко применяют и в быту, и в электронике, и электротехнике. Основное предназначение этого оборудования – групповая или единичная пайка деталей.

В конструкцию этого оборудования входят следующие компоненты:

Блок управления, который контролирует рабочие параметры работы устройства.
Паяльник, предназначенный для выполнения пайки.
Пинцет, участвующий в сборке/разборке элементов, устанавливаемых на печатную плату.
Фен, который предназначен для нагрева сборочного места. Его можно использовать для выполнения как единичных, так и групповых операций.
Источник тепла, используемый для нагрева печатной платы для определенной в технологическом процессе температуры.
Прибор для удаления лишнего олова.
Вспомогательную оснастку – подставки и пр.
Браслеты, которые снимают статическое напряжение.

Самые простые станции включают в себя паяльники, контролирующего прибора и подставки под паяльник. Ключевое отличие станции с феном от традиционного паяльника заключается в том, использование этого станка позволяет не только соединять между собой детали, но, при этом оптимизировать температурный режим. В состав станции входят различные приспособления, которые не только повышают производительность, но и обеспечивают безопасность работника.

И конечно нельзя забывать то, что паяльные станции с феном оснащены приспособлением для снятия статического напряжения.

Характеристики, а так же принципы работы станции с феном не отличаются большой сложностью, и это позволяет, соорудить паяльную станцию с феном своими руками.

Схема простой станции

Паяльная станция (схема показана ниже) включает в себя катушку индуктивности с высоким порогом проходимости. Регуляторы, как правило, устанавливаются линейного типа, однако можно встретить и цифровые аналоги. Модуляторы для станций применяются в основном одноканальные. Для изменения предельной частоты электроинструмента используются конденсаторы. Для подключения кабелей питания и заземления устанавливаются специальные разъемы. Если говорить про контактные модели, то в устройствах дополнительно есть импульсные блоки. В свою очередь, бесконтактная паяльная станция часто включает в себя адаптеры разных видов.

Устройство с феном

Собирается паяльная станция с феном довольно просто. Наиболее часто данные электроинструменты используются для разогрева поверхности. Для пайки пластиковых труб они подходят идеально. В первую очередь для сборки устройства необходимо подобрать микросхему, которая предназначена для управления прибором. Наиболее часто в данной ситуации используются обычные аналоги с маркировкой РР20. Приобрести такие микросхемы можно в магазине.

Паяльная станция с феном работает на конденсаторах фазового типа, а по емкости они довольно сильно отличаются. Далее для сборки необходимо рядом с микросхемой установить катушку индуктивности. Отрицательное сопротивление она обязана выдерживать на уровне максимум 2 Ом. Все это позволит справляться с резкими скачками напряжения. Разъемы необходимо подбирать исходя из имеющихся кабелей питания, а также заземления. Насадку лучше всего снять с поломанной станции.

Инфракрасная (ИК) модификация

Инфракрасная паяльная станция по структуре является довольно сложной. Катушки индуктивности в данном случае подходят только варикапные. Найти их в наше время не составит большого труда. Модуляторы для модели лучше всего использовать двухполосные. Рассчитаны они на три режима. Все это, в конечном счете, позволит менять мощность устройства. Помимо прочего, важно позаботиться о поиске индикатора. За счет него появится возможность следить за тем, как работает ИК паяльная станция. Разъем на электросеть целесообразнее устанавливать возле катушки индуктивности.

Термовоздушные станции

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

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

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

Аналоговые модификации

Аналоговая паяльная станция отзывы имеет хорошие, а по внешнему виду является очень простой. Однако при сборке таких устройств необходимо быть очень внимательным. В первую очередь следует рассчитать пороговое напряжение в системе. Если работать с обычными катушками индуктивности, то они позволяют довольно успешно справляться с электромагнитными колебаниями. Конденсаторы для аналоговых станций целесообразнее подбирать сеточного типа. В свою очередь, резисторы часто советуют припаивать только коаксиальные.

Бесконтактные модели

На сегодняшний день бесконтактная самодельная паяльная станция является востребованной. Подходит она больше всего для пайки различных пластиковых поверхностей. Однако и с металлическими деталями она справляется довольно успешно. Точность работы в данном случае зависит от предельной частоты электроинструмента, а также диаметра насадки. Разъемы для данных устройств обычно используются трехэлектродные.

В свою очередь, бесконденсаторные выходы можно встретить в наше время очень редко. Регуляторы у станций устанавливаются обычно с емкостным варикапом. С низкочастотными помехами они справляются весьма просто. Однако следует учитывать, что катушку важно крепить только на пластиковой пластине. Таким образом, ток не будет пробивать через нижнюю часть устройства.

Контактные модели

Паяльная станция данного типа способна работать только при помощи высокочастотных катушек индуктивности. Дополнительно для смены фазы в устройствах используются адаптеры. В данном случае пороговое напряжение электроинструмента может достигать 50 В. Чтобы решить проблему с искажениями, специалисты советуют устанавливать бесконденсаторные выходы. В свою очередь, резисторы для платы станции подбираются исключительно ортогонального типа. Все это позволит стабильно поддерживать обратное напряжение на выходе на уровне 30 В.

Расход электроэнергии у таких устройств в среднем составляет 2 Вт. Модуляторы применяются исключительно магнитные. Параметр проводимости тока у них в среднем равняется 44 мк. Степень искажение электроинструмента, в конечном счете, будет зависеть от скорости генерации тока. Разъемы для станции зачастую подбираются на дополнительной плате расширения. Кабель питания устройства припаивается только возле адаптера. Корпус для указанного прибора можно вполне изготовить самостоятельно.

Как сделать станцию для без свинцовой пайки?

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

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

Комбинированные модификации

Паяльная станция комбинированного типа отличается высокой точностью пайки. В наше время она является востребованной, однако в домашних условиях сделать данный электроинструмент довольно сложно. В первую очередь проблема заключается в поиске многоканального модулятора. Для регулировки мощности подходит только такой тип. Микросхемы, как правило, устанавливаются с маркировкой РР21. В полудуплексном режиме они работать способны.

Для того чтобы увеличить мощность устройства, используются мультисистемные проводники. В такой ситуации можно надеяться на максимальную температуру в 150 градусов. В свою очередь, параметр промежуточной частоты в среднем равняется 23 Гц. Крепятся держатели для таких устройств на двухжильных кабелях. Максимумальное отрицательное сопротивление, которое они обязаны выдерживать - 13 Ом.

Модель на 75 В

На 75 В паяльная станция (своими руками сделанная) позволяет работать с различными сплавами. Также с ее помощью можно заниматься разогревом поверхностей. Для работы с пластиковыми материалами указанные станции подходят идеально. Для того чтобы самостоятельно их собрать, катушку индуктивности следует подбирать с высоким параметром порогового напряжения. Адаптеры для электроинструмента применяются довольно редко. Корпус можно сделать самостоятельно, либо взять с устаревшей поломанной модели. Разъемы для кабеля питания должны быть предусмотрены нелинейного типа.

Повысить проводимость тока в цепи у многих специалистов получается за счет широкополосных транзисторов. Микросхемы, в свою очередь, могут использоваться различного типа. Если собирать устройства средней мощности, то конденсаторы можно использовать синхронные. Емкость их обычно достигает 15 пФ. Катушки индуктивности с оптронами применяются довольно редко. Связано это с тем, что у них малый срок эксплуатации. Фаза выходного сигнала у приборов зависит от скорости выпрямления тока. При установке разъемов медные полупроводники используются довольно часто.

Станция на 100 В

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

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

Паяльная станция или установка - это агрегат, относящийся к классу специального оборудования и предназначаемый для выполнения пайки единичного или группового типа. Своими руками изготовить этот вид установки вполне возможно, если придерживаться определённых правил и следовать грамотной пошаговой инструкции.

Что такое паяльная станция

От точности соблюдения условий пайки напрямую зависит качество шовного соединения, поэтому данные работы чаще всего выполняются при помощи специального оборудования - паяльной станции, значительно упрощающей процесс пайки.

Выпускаемые на сегодняшний день паяльные станции могут включать в себя несколько важных компонентов, представленных:

контрольно-управляющим модулем в виде специального прибора, контролирующего параметры и режимы работы оборудования;
паяльником, используемым при пайке с припоем в условиях низкого температурного режима;
термопинцетом, облегчающим монтаж и демонтаж, а также ремонт микроэлементов и SMD-компонентов;
феном для локального прогрева или групповой пайки;
мощным тепловым источником для нагрева платы в групповой пайке;
узконаправленным тепловым излучателем для локального нагрева платы в групповой пайке;
пневматическими агрегатами в виде вакуумного пинцета и специального оловоотсоса;
вспомогательной арматурой и принадлежностями в виде подставки, держателя, рамки и стойки, антистатических браслетов и специального коврика.

В минимальную комплектацию станции входит паяльник с контрольно-управляющим модулем и пружинным держателем. Основным отличием паяльной установки от бытового паяльника является возможность регулирования и поддержания заданного температурного режима, повышение безопасности эксплуатации благодаря наличию в конструкции держателя. Самые современные модели имеют антистатическое исполнение.

Минимальная комплектация включает паяльник и управляющий модуль

Для чего нужна

Паяльные станки или установки применяются, преимущественно в радиотехнике, а область использования таких современных приборов представлена:

пирографией;
сваркой пластмасс;
монтажом, ремонтом и другими производственными работами;
сборкой электронного оборудования и электрических приборов;
пайкой электронных компонентов в электронике и электромеханике;
пайкой и лужением массивных деталей и металлических элементов;
высокоточной сваркой и ремонтом пластмассовых изделий;
качественной и быстрой бесконтактной пайкой и распайкой SMD;
пайкой элементов, представленных микросхемами и радиодеталями;
усадкой термоусадочных труб и муфт.

Основным назначением этого паяльного устройства является единичная или групповая пайка в промышленных условиях, а оригинальная конструкция станции облегчает демонтаж и монтаж электронных элементов.

Основные виды

Паяльные станции имеют существенные отличия по функциональным возможностям и, конечно, их стоимости. Классификация таких устройств определяется сразу несколькими основными параметрами.

Контактные станции

Традиционное паяльное оборудование, отличающееся прямым контактом с рабочей поверхностью. Устройство имеет специальный электронный блок для управления и регулировки температурного режима. Паяльный прибор представлен парой подвидов, которые предназначены для работы со свинцовыми и бессвинцовыми припоями. Бесконтактные паяльные установки представлены тремя разновидностями, отличающимися принципом действия.

Устройство состоит из электронного блока для управления и контроля температуры

Термовоздушные устройства

Современные термовоздушные фены, работающие на основе сильного воздушного потока, генерируемого компрессором и затем прогреваемого нагревательной спиралью до нужного температурного режима. Термовоздушные станции позволяют выполнять эффективную пайку на самых труднодоступных участках с единовременным прогревом нескольких поверхностей.

В этой установке компрессором генерируется воздушный поток, который потом нагревается до нужной температуры

Инфракрасные приборы

Инфракрасные модели характеризуются наличием специального нагревательного кварцевого или керамического ИК-излучателя, что позволяет осуществлять пайку сложных профильных элементов с равномерным прогревом рабочей зоны.

Инфракрасные станции представлены кварцевым или керамическим излучателем

Конструкция комбинированных паяльных станций очень удачно сочетает в себе сразу несколько видов оборудования, а наличие ручки энкодера позволяет легко задавать оптимальный температурный режим.

Выпускаемые в настоящее время паяльные станции или установки представлены монтажными и демонтажными, а также комбинированными и ремонтными моделями:

монтажные установки предназначены для пайки деталей;
демонтажные станции позволяют отпаивать элементы;
комбинированные приборы способны выполнять монтажно-демонтажные работы;
ремонтные паяльные станции осуществляют единовременные или автономные операции, связанные с пайкой.

В зависимости от особенностей механизма, стабилизирующего температурный режим, а также типовых характеристик управляющих блоков, паяльные станции представлены аналоговыми и цифровыми моделями.

Аналоговые модели обладают нагревательным элементом, находящимся во включённом положении до момента достаточного прогрева, после чего питание установки отключается. После понижения температурного режима до выставленных показателей происходит очередной разогрев нагревательного элемента. Этот вид отличает вполне доступная цена, а к минусам относится низкая точность выполняемой пайки.

Минусом аналоговых станций является не очень точная пайка элементов

Цифровые паяльные станции характеризуются контролем и управлением нагревательного процесса при помощи PID-регулятора и программы, заложенной в микроконтроллере. Такие устройства отлично стабилизируют температурный режим и являются наиболее точными, по сравнению с любыми аналоговыми моделями.

Цифровые устройства оснащены специальным регулятором и программой, которая позволяет им управлять

Простая паяльная станция своими руками

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

Необходимые инструменты и материалы

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

Схема и элементы паяльной лампы

Необходимые материалы и инструменты для самостоятельного изготовления представлены:

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

Чаще всего в изготовлении применяются заводские модули, а при необходимости может быть разработана собственная схема на основе доступных по цене готовых компонентов.

Пошаговая инструкция

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

Подготовить к работе все необходимые инструменты

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

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

Сделать в ручке отверстие

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

Разрезать часть капельницы пополам

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

Часть капельницы вставить в рукоять паяльника

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

Подключить нагревательный элемент

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

Установить сопло

Отверстие, сквозь которое проходит питающий провод, требуется тщательно загерметизировать, после чего подключается стандартный аквариумный компрессор. Готовая термовоздушная паяльная установка способна обеспечивать накал в пределах 300–310 градусов, что является вполне достаточным показателем для проведения работ с самыми мелкими элементами плат. С целью повышения уровня мощности выполняется намотка на нагревательный элемент обычной нихромовой нити и осуществляется установка более производительного компрессора.

Меры предосторожности

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

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

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

Ремонт и эксплуатация

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

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

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

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

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

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

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

В связи с совершенствованием технологий сборки различного рода изделий, набираемых из мелких металлических деталей (электронных микросхем), их ручная пайка вызывает всё больше затруднений.

Самодельный паяльный фен позволит оператору без особых осложнений справиться с трудностями, возникающими в указанных ситуациях и исключить возникающие при этом риски.

Так, с помощью собранной своими руками любой желающий может заниматься монтажом и демонтажём деталей без угрозы повреждения хрупких электронных элементов, находящихся поблизости от места пайки. Один из возможных вариантов решения поставленной задачи позволяет изготовить термофен из паяльника, имеющегося в хозяйственном наборе любого домашнего мастера.

Принцип работы типовой достаточно прост и заключается в следующем.

Разогнанный посредством вентилятора или компрессора воздух нагнетается в специальный канал, выполненный в виде трубки с электрической спиралью. Проходя по этому каналу, поток нагревается до требуемой температуры (от 100 до 800 градусов) и сразу же поступает в пластмассовую калиброванную насадку, направляющую горячую струю на обрабатываемую деталь.

В большинстве промышленных моделей паяльных фенов основные параметры нагретой струи (её температура, направление движения, а также мощность) могут регулироваться в определённых пределах.

Турбинный и компрессорный тип

Схема паяльной станции, сооружаемой своими рукам, может быть представлена в виде основного модуля и оконечного устройства (термического фена), обеспечивающего нагрев воздуха в зоне пайки.

Перед её изготовлением необходимо знать, что по методу формирования принудительного воздушного потока такие устройства делятся на паяльные приборы турбинного и компрессорного типа.

В турбинных агрегатах воздух подается в зону обработки посредством небольшого электромотора с вентилятором, встроенного непосредственно в корпус фена. В изделиях второго класса воздушный поток формируется с помощью специального компрессора, размещённого в основном модуле (контроллере для паяльного фена).

При выборе требуемой разновидности станции для паяния мелких деталей обычно исходят из оценки следующих разнонаправленных факторов:

вентиляторные паяльные станции способны формировать более мощный поток воздуха, что является очевидным преимуществом встроенного в них фена. Однако создаваемый с их помощью поток с трудом проходит через слишком узкие насадки;
компрессорные фены наоборот, более эффективны при работе с относительно узкими насадками, используемыми при пайке деталей, размещённых в труднодоступных местах.

Выбор оптимального варианта паяльного фена, способного работать с данным набором насадок из пластика, осуществляется с учётом конкретных условий его эксплуатации.

На базе кулера

Сделать фен своими руками в домашних условиях проще всего, если воспользоваться турбинным принципом нагнетания воздуха, реализуемым с помощью любого подходящего для этих целей малогабаритного вентилятора.

Фен для пайки может быть изготовлен своими руками на базе кулера, которым комплектуется блок питания любого стационарного компьютера.

При этом вентилятор встраивается в ручку термического элемента из огнеупорной трубки с электрической спиралью, проходя по которой воздух будет нагреваться, а затем поступать в зону пайки.

Наружную часть корпуса паяльного фена необходимо сделать герметичной, что исключает возможность отсоса воздуха в окружающее пространство. Для сборки нагревателя потребуется нихромовая проволока, наматываемая в виде спирали на керамическую трубку.

Общая длина обмотки выбирается из того расчёта, чтобы сопротивление всего проводного отрезка составляло около 70-90 Ом.

Отдельные витки спирали, наматываемой на керамическое основание, должны располагаться на некотором удалении один от другого. Для безопасной работы нагревателя это удаление должно составлять порядка 1-2 мм.

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.

Самостоятельный ремонт промышленных образцов

Перед ремонтом паяльного фена, прежде всего, необходимо ознакомиться со схемой подключения вентилятора и нагревателя к электрической сети (другое её название – распиновка).

Знание этой схемы позволяет проверить правильность подводки питания к каждому из основных элементов теплового модуля и убедиться в их исправности.

Непосредственно ремонт неработающего паяльного устройства сводится к замене вышедших из строя или повреждённых частей, обнаружить которые можно по наличию характерных следов гари.

При эксплуатации паяльного фена следует избегать резкой смены режимов работы (скачков температуры нагревателя, в частности). Кроме того, категорически запрещается прикасаться к работающему термическому элементу, а также к сменным насадкам.

В противном случае оператор рискует получить опасные ожоги кожи горячим воздухом. Менять пластмассовые насадки допускается лишь после полного выключения паяльного фена и остывания всех его рабочих частей.

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: