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.
Рекомендации по сборке самодельной паяльной станции с феном
Ключевое требование, которое можно предъявить к самодельной паяльной станции с феном можно сформулировать следующим образом – она должна обеспечить поток воздуха разогретый до температуры не менее 850 ⁰C. При этом мощность нагревательного элемента в паяльной станции не должна превышать 2,6 кВт.
Кроме этого, все компоненты этого паяльного станка с феном не должны иметь высокую стоимость и быть доступными. Кстати, бытовые фены не отвечают ни одному этому требованию. Чаще всего домашние мастера стремятся изготовить или ручной, или стационарный термофен.
Как ни странно, стационарное изделие собрать легче. Это вызвано следующими причинами – ни кто не ограничивает мастера в габаритно – весовых характеристиках. Нет необходимости в изготовлении пистолетной рукояти, которая необходима для управления прибором.
Термофен, в стационарном исполнении работает следующим образом – излучатель тепла стоит неподвижно на рабочем столе, а перемещать необходимо деталь. Такое решение приводит к осложнениям во время выполнения пайки. Для повышения эффективности пайки, целесообразно использовать ручной паяльник (термофен). Такой прибор должен иметь небольшие размеры, а управлять им можно незащищенными руками.
Один из главных вопросов, который встанет перед мастером, решившимся собрать паяльную станцию своими руками, звучит примерно так, какой нагревательный инструмент целесообразно использовать. Как уже отмечалось, компоненты из которых состоит бытовой фен не отвечают требованиям, которые предъявляются к устройствам этого типа. Поэтому, использовать их при создании самодельной паяльной станции недопустимо.
Практика создания самодельных станций говорит о том, что самый оптимальный вариант – это самостоятельное изготовление нагревателя из нихромовой проволоки. Ее сечение должно находится в диапазоне от 0,4 до 0,8 мм. При этом надо понимать, что использование проволоки большего сечения позволит обеспечить больший запас мощности, но получить при этом необходимую для работы температуру будет довольно сложно.
По определению нагреватель не должен быть большим. Для этого нагревательная спираль не должна превышать 4 – 8 мм, по внешнему диаметру. В качестве основания, на котором будет зафиксирован нагревательный элемент необходимо, использовать материал с высокой стойкостью к воздействию высокой температуры. Это может керамика. Кстати, вполне может подойти деталь такого плана, устанавливаемая в бытовом фене.
В качестве нагнетателя можно установить вентилятор небольшого размера. Кстати, его тоже можно снять со старого фена.
Вентилятор должен обеспечить поток воздуха в пределах 20-30 литров в минуту. Еще один вариант – воздушный компрессор для аквариумов. Для повышения его производительности необходимо дополнить его ресивером. Для него можно использовать обыкновенную пластиковую бутылку.
Изготовление корпуса для фена можно выполнить исходя из нескольких вариантов. Можно использовать материалы, которые показывают высокую стойкость к воздействию температуры, например, керамику, но такое решение приведет к удорожанию конструкцию. Можно ее удешевить, используя частичную теплоизоляцию канала, по которому продвигается горячий воздух.
Для корпуса самостоятельно изготавливаемого термофена можно использовать корпус от бытового прибора. Существуют некоторые условия – так, корпус должен быть достаточно объемным, а сопло необходимо выполнять из термостойких материалов или из металлов.
Другая забота, которая встанет перед мастером, это обеспечение работоспособности устройства. В частности, в конструкцию самодельного устройства должен входить пусковой механизм (выключатель) и элемент, отвечающий за регулировку параметров потока воздуха, а именно скорости его движения и его температуры. Для решения этих задач в электрической схеме должны быть установлены реостаты, которые позволяют выполнять плавную настройку мощности.
Сборку изделия начинают с изготовления спирали. При ее намотке необходимо учитывать, что ее сопротивление должно находиться в районе от 75 до 95 Ом. Спираль должна быть намотана на надежный изолятор, а сверху ее необходимо закрыть изолятором, например, асбест или стекловолокно. После сборки этого узла концы спирали должны выходить наружу.
Готовый элемент должен быть установлен в предварительно подготовленный канал корпуса, то есть он должен быть выложен слоем тепловой изоляции. После установки спирали на место ее можно соединять с силовой проводкой, в состав, которой входит выключатель.
ВАЖНО! При выполнении работ необходимо постоянно помнить о тепловой изоляции.
В тыльной части корпуса необходимо смонтировать воздушный нагреватель. Если габариты нагнетателя не позволяют установить его в корпус, то вполне возможно его закрепить с внешней стороны. Для подачи воздуха необходимо присоединить воздуховод.
Правила пользования и техника безопасности
При работе необходимо строго соблюдать технику безопасности и правила использования подобных устройств. Во-первых, необходимо соблюдать противопожарную безопасность.
При работе недопустимо резко изменять температуру в нагревательном элементе.
Во время работу необходимо соблюдать осторожность и не допускать касания нагретых элементов. Недопустимо попадание влаги на корпус и внутрь термофена.
Насадки можно заменять только после того, как фен остынет.
Рабочее место должно хорошо проветриваться.
Схема паяльной станции своими руками, элементная база
Ключевой инструмент паяльной станции является паяльник. Если при самостоятельной сборке станции можно использовать какие-то элементы, снятые, например, с отслуживших свой срок бытовых приборов. То паяльник без всяких споров должен быть новый. Многие мастера отдают предпочтение изделиям Solomon и некоторым другим.
После подбора паяльника можно приступит к выбору диодного моста для электрической схемы и трансформатора. Для того, что бы получить напряжение в 5 В необходим линейный стабилизатор с хорошим охлаждением. В качестве альтернативного варианта можно рассмотреть использование трансформатора, у которого есть в наличии обмотка, которая необходима для обслуживания цифрового блока.
Принципиальную схему самодельного устройства можно поискать на специализированных форумах.
Назначение кнопок и варианты прошивки
На передней панели станции должны быть установлены кнопки управления, отвечающие за исполнение следующих функций:
- Понижение/повышение температуры с определенным шагом, например в 5 или 10 градусов.
- Установку заранее подобранных режимов.
Вместо кнопок управления можно использовать внешний прибор (программатор) или выполнить прошивку внутри схемы. Настроить температуру довольно просто.
Регулятор температуры низковольтных паяльников
Новички могут попробовать свои силы собрав упрощенную схему. По сути – это та же станция, только с ограниченными возможностями. Так как в ней будет несколько другая начинка. Она может работать с 12-ти вольтовыми паяльниками или устройств собранных на основании микропаяльника.
В основании такой схемы лежит устройства регулятора сетевого паяльного устройства. Она имеет 16 уровней настройки параметров температуры.
Паяльный фен визуально напоминает обычный бытовой прибор. Разница заключается в производимой температуре. Так, благодаря максимальной мощности с помощью устройства можно выполнять пайку различных деталей. При этом удастся собрать конструкцию, используя старый паяльник или бытовой фен.
Что нужно знать о такой технике?
Паяльный фен представляет собой современный электрический прибор, позволяющий за короткий промежуток времени разогревать металлические отводы. Благодаря качественной сборке и простоте функционирования устройство подойдет для профессиональных и даже начинающих сварщиков .
Паяльный фен практически никогда не используется отдельно, поскольку в процессе выполнения работ важно точное направление. Поэтому опытные мастера чаще применяют целые паяльные станции. Речь идет о полупрофессиональном нагревательном приборе, представленном паяльником и сварочным нагревателем. Подобное оборудование подойдет для работы с компонентами электросетей и схем. Также благодаря устройству удастся выполнять термообработку мелких деталей.
Стоит отметить, что любые паяльные фены отличаются своими характеристиками:
- диаметр в пределах 2–5 мм;
- мощность около 450 Вт;
- производительность вентилятора максимум в 30 л за минуту;
- достижение температуры около 500°C.
Конструкционные особенности оборудования
Подобное устройство нередко используется для размягчения или расплавления пластмассы, тонкого металла и олова. Подобная обработка происходит благодаря обдуву разогретой спирали. Воздух нагревается и передает тепловую энергию материалу.
Чтобы выполнить такое функциональное устройство своими руками, необходимо разобраться с его конструкцией . Сюда входят:
- нагреватель, то есть корпус, представленный трубкой;
- нагнетатель, функцию которого выполняет насос либо вентилятор;
- ручка;
- выключатель.
В некоторых случаях дополнительно устанавливается датчик температуры и различные насадки.
Самостоятельное создание паяльного фена
Люди, которые хотят сделать паяльный фен своими руками, должны помнить о том, что для создания подобного изделия подойдет любой подержанный аппарат. Также можно воспользоваться стальной трубкой. Элементы из алюминия или меди не подойдут.
Естественно, нужно учитывать тот факт, что в процессе нагревания элемент станет слишком горячим и утяжелит паяльник, а это сделает его использование неудобным в течение долгого времени. Соответственно, некоторые мастера выбирают специальную жаропрочную ткань .
Сами паяльные фены бывают стационарными. В таком случае необходимо зафиксировать устройство на неподвижной подставке и двигать плату в процессе выполнения работ. Естественно, подобная конструкция имеет ряд недостатков.
При создании такого агрегата своими руками часто используются старые фены, ведь здесь есть слюдяные пластины, способные выдерживать повышенную температуру. Для данного элемента необходимо подготовить основание, легко переносящее существенные нагрузки.
Если говорить о нагревательных спиралях, то они должны быть созданы исключительно из мягкого нихрома . А вот фехраль не подойдет, поскольку он слишком жесткий.
Особое внимание нужно обратить на мощность устройства, поскольку флюс не расплавится при условии недостаточного нагревания. Однако необходимо помнить, что из-за избыточного жара микросхема может повредиться.
Изготовление конструкции из старого паяльника
Часто вместо бытового фена используется традиционный паяльник, а именно его корпус. Все внутреннее наполнение необходимо аккуратно вынуть, оставив металлическую обойму и ручку неповрежденными. Также потребуется галогенная лампа мощностью в 1,5–2,2 кВт
. Она нужна для организации кварцевого изолятора, причем для данной цели подойдет даже сгоревшая лампа.
При помощи алмазного станка необходимо аккуратно срезать сплющенные концы, в результате чего получается кварцевая трубка, с одной стороны которой располагается технологический сосок. Здесь нужно подготовить отверстие для вывода нагревателя.
Нихром выступает в роли нагревательного элемента. Его толщина должна колебаться в пределах 0,3–0,7 мм. Если диаметр будет больше, то охлаждение провода займет слишком много времени. Дополнительно потребуется регулятор, чтобы правильно настроить работу оборудования.
- Кварцевую трубку аккуратно помещают в спираль, предварительно созданную своими руками. Ее конец продлевают проводом.
- Для снижения температуры нагревания трубку аккуратно обматывают фольгой.
- После этого элемент помещают в металлическую обойму корпуса и фиксируют провод со стороны ручки.
- Затем сюда же вставляют подготовленную конструкцию, причем трубку аккуратно обматывают асбестовым шнуром, благодаря чему изделие расположится в центральной части обоймы.
- Передний вывод аккуратно зажимают, а затем располагают шланг в ручке для подачи воздуха. В данном случае в качестве источника воздуха выступает обычный компрессор, использующийся в аквариумах.
Ошибки, допускаемые в процессе сборки
Некоторые неопытные люди считают, что собрать конструкцию своими руками можно при наличии только нагревателя и вентилятора
. По этой причине они используют традиционный бытовой фен, однако нужно понимать, что даже мощный аппарат не сможет добиться плавления олова.
Поднять температуру поможет снижение оборотов мотора и уменьшение калибра отверстия. Однако в первом варианте спираль перекалится, а затем отключится либо оборвется. Во втором случае температура значительно повысится, в результате чего конструкция может расплавиться.
Особенности паяльных станций
Подобная конструкция представлена основным блоком, а также манипулятором-термофеном, отвечающим за нагревание воздуха. Такие агрегаты применяются для ремонта различной бытовой техники.
Все станции делятся на две группы:
- турбинные, где за подачу воздуха отвечает небольшой крыльчатый электромотор;
- компрессорные, в которых подача воздуха происходит благодаря наличию компрессора.
Первый вариант отличается способностью формирования значительного потока воздуха, а второй помогает пройти ему через действительно узкие насадки.
В целом принцип работы паяльной станции очень простой. Так, воздух проходит через нагреватель, расположенный в трубке, а затем он нагревается и выходит на деталь через соответствующую насадку.
Естественно, у термовоздушных станций есть несколько недостатков:
- возможность сдуть небольшую деталь;
- неравномерное прогревание поверхности;
- необходимость различных дополнительных насадок.
Самостоятельное создание станции
Такую конструкцию можно выполнить своими руками. Для этих целей подойдет фен и спираль, представляющая собой нагревательный элемент. В качестве нагнетателя выступит любой небольшой вентилятор. Например, это может быть кулер от блока питания. Его располагают на ручке термофена. Сюда же подсоединяется трубка для нагревания воздуха. Сам кулер с одной стороны плотно закрывают, а с другой - подготавливают небольшое отверстие.
Сборка нагревателя может вызвать определенные сложности, потому работу выполняют очень аккуратно .
Готовое изделие внешне будет напоминать пистолет . Чтобы им было удобно выполнять работу, допускается фиксация различных держателей или насадок.
Из задней части такой станции выходят 4 провода, которые рекомендуется заизолировать. Также стоит позаботиться о наличии пары реостатов, благодаря которым удастся отрегулировать мощность воздушного потока и нагревательного элемента. Затем останется установить выключатель и подготовить выход для розетки.
Сделать паяльный фен для выполнения различных работ своими руками очень просто. Для этих целей можно воспользоваться любым старым паяльником либо феном. Главное – правильно выполнить сборку всех компонентов, чтобы устройство не перегревалось и обеспечивало необходимую мощность.
На сегодняшний день многие сталкиваются с такой проблемой, когда радиотехника выходит из строя по различным причинам. Для выполнения сложных работ по ремонту электронной техники обычного паяльника, как правило, оказывается недостаточно, и необходимо специальное оборудование. Именно поэтому любители электроники задумываются о том, как может быть сделана паяльная станция с феном своими руками из доступных деталей дома. В этом нет ничего сложного, а подробная инструкция, которая будет описана далее, поможет вам в этом.
Паяльный фен: что это?
Паяльная станция - это специальное оборудование, способное разогреваться до очень высоких температур и позволяющее очень быстро нагреть металлические отводы. Это устройство обладает весьма примитивной конструкцией, поэтому разобраться с ним сможет не только профессионал, но и начинающий радиолюбитель.
При этом паяльные фены используются совместно с другим оборудованием, поскольку при работе с прибором его необходимо направлять с точностью до миллиметра. В этом случае отличным решением станет паяльная станция с феном, своими руками которую можно сделать без особых проблем. Подобные приспособления считаются полупрофессиональными и могут использоваться для выполнения большого количества задач различного уровня сложности.
Основные различия между паяльными фенами
Перед выяснением того, как сделать в домашних условиях паяльное оборудование профессионального уровня, необходимо разобраться в том, какими различиями может обладать паяльная станция. Паяльник из фена своими руками сделать несложно. По своим техническим характеристикам он будет абсолютно идентичен заводским аналогам, среди которых основными являются:
- диаметр жала;
- мощность;
- производительность системы активного воздушного охлаждения;
- максимальная рабочая температура.
От этих характеристик зависит то, насколько качественно будет работать самодельная паяльная станция с феном, поэтому им следует уделять особое внимание.
Конструктивные особенности
Паяльные фены позволяют расплавлять пластик и различные металлы с невысокой температурой плавления. Размягчение сплавов осуществляется посредством обдува горячим воздухом, который нагревается специальной спиралью. Из чего может быть создана паяльная станция с феном своими руками? Atmega328, например, как и любое другое аналогичное устройство, состоит из следующих элементов:
- корпус;
- нагревательный элемент;
- нагнетатель воздуха;
- ручка;
- выключатель.
Некоторые приборы также могут быть оснащены датчиком и регулятором уровня нагрева, а также специальными насадками, позволяющими выполнять паяльные работы различного уровня сложности.
Изготовление паяльной станции из подручных средств
Каждому человеку, хоть немного владеющему познаниями в области электроники, будет по силам сделать такое устройство, как самодельная паяльная станция с феном. Своими руками из подручных средств создать его не составит труда. На роль корпуса подойдут любые старые или нерабочие устройства, а также стальная трубка. В процессе работы с оборудованием корпус будет нагреваться до критических температур, поэтому чтобы с ним было можно работать, трубку следует обмотать специальным материалом, устойчивым к высоким температурам.
Стационарное устройство
Паяльные станции также могут быть стационарными. В этом случае они фиксируются на рабочем месте для повышения устойчивости и удобства при эксплуатации. Такое оборудование может быть оснащено специальным подвижным механизмом, позволяющим не двигать плату во время пайки.
Может быть сделана из старого аппарата для сушки волос паяльная станция с феном своими руками. «Ардуино» - платформа с открытым исходным кодом, которая позволит быстро и легко создать любое электронное устройство. В этом приборе в качестве нагревательных элементов используются слюдяные пластины. Температура плавления этого металла очень высокая, поэтому он отлично выдерживает любые нагрузки. Что касается нагревательных спиралей, то подойдут любые, которые изготовлены из мягкого металла. Оптимальным вариантом станет нихром.
При изготовлении паяльной станции большое внимание следует уделять мощности нагревательных элементов. Ее нужно рассчитать таким образом, чтобы прибор быстро расплавлял металл и не повреждал при этом микросхему. Также решить проблему поможет регулятор мощности фена паяльной станции. Своими руками можно будет вручную регулировать температурный режим работы оборудования.
Паяльная станция из паяльника
Отличной альтернативой для корпуса устройства станет старый паяльник, вернее его корпус, а все внутренности следует полностью вынуть. Делать это нужно очень осторожно, чтобы ничего не повредить. Помимо корпуса, также будет нужна галогенная лампа на 2 кВт. Из нее необходимо сделать кварцевый изолятор. Для этого при помощи алмазного резака по стеклу обрезаются концы, в результате чего получится трубка, на один конец которой надевается технологический сосок, а в нем уже проделывается отверстие под нагреватель. В качестве нагревательного элемента в оборудовании будет выступать нихромовая пластина. Ее толщина должна быть не более 0,7 миллиметра, в противном случае очень долго будет остывать паяльная станция с феном.
Своими руками устройство сделать дешевле, но необходимо придерживаться определенной последовательности действий:
- Кварцевый изолятор осторожно помещается в спираль.
- Чтобы прибор не слишком нагревался в процессе работы, изолятор обматывается фольгой.
- Далее нагревательный элемент помещается в корпус паяльника и закрепляется при помощи провода со стороны ручки.
- Сюда же помещается подготовленная ранее конструкция, которая предварительно обматывается асбестовым шнуром, обеспечивающим ей лучшую посадку в корпусе.
- В ручке располагается шланг, отвечающий за подачу воздуха, который подключается к компрессору.
Вот, собственно, и все - аналоговая паяльная станция с феном своими руками полностью готова к использованию.
Каких ошибок стоит избегать в процессе сборки?
Многие новички ошибочно полагают, что для изготовления паяльного фена достаточно только нагревательного элемента и вентилятора. Поэтому чаще всего они делают это оборудование из обычного фена. Однако в этом случае невозможно будет расплавить даже олово, не говоря уже о более твердых металлах.
Существует способ увеличения температуры нагрева путем уменьшения скорости вращения вентилятора и диаметра отверстия, однако в этом случае нагревательный элемент слишком сильно нагреется и может выйти из строя, а корпус и вовсе расплавится.
Разновидности паяльных станций
Все устройства подразделяются на два типа:
- Турбинная паяльная станция с феном своими руками создается достаточно быстро. В ней за движение воздуха отвечает электромотор.
- Компрессорные приборы собираются на базе компрессоров.
В первом случае создается мощный поток воздуха, а во втором воздух движется более направлено, благодаря чему есть возможность использования различных насадок. По своему принципу работы оба типа станций ничем не отличаются и являются полностью идентичными.
Как сделать устройство?
Паяльная станция с феном своими руками может быть изготовлена в домашних условиях из подручных материалов, которые только можно найти в гараже. Основой для оборудования послужит бытовой фен, от которого нам будет нужен корпус. Роль нагревательного элемента будет выполнять спираль, а для обеспечения постоянного потока воздуха потребуется маленький вентилятор, который фиксируется на ручке фена.
Для изготовления спирали берется нихромовая проволока, которая закручивается в спираль с небольшим расстоянием между витками. Для основания лучше брать любой металл, который плохо проводит тепло. При наматывании спирали необходимо оставить несколько сантиметров на основании свободными. Это место нужно будет обмотать жаропрочной тканью, чтобы можно было брать паяльную станцию в руки в процессе работы с ней. Сопло лучше всего выбрать керамическое или фарфоровое, а для увеличения КПД создают термозащиту.
После завершения сборки паяльный фен чем-то отдаленно будет напоминать пистолет. Для повышения удобства эксплуатации прибора его можно прикрепить к специальному держателю. Чтобы самодельный паяльный фен соответствовал всем правилам безопасности, все оголенные провода нужно обязательно заизолировать. В самом конце устанавливается выключатель, и подключается сетевой провод, после чего можно приступать к тестированию оборудования. Как оказалось, сделать паяльную станцию в домашних условиях просто. Самое главное - придерживаться инструкции и соблюдать технику безопасности.
Много лет назад радиолюбители обходились обычным паяльником с медным жалом. Со временем размеры радиодеталей уменьшались, появились микросхемы с множеством ножек, и установка микроэлементов с помощью обычного паяльного жала стала затруднительной.
А современные SMD элементы и вовсе невозможно припаять традиционным способом, только с помощью общего нагрева зоны пайки.
Если при промышленной сборке печатной платы можно нагреть ее с помощью специальной печи (припой на мгновение расплавляется под всеми деталями одновременно), то локальный нагрев обеспечивается специальным феном для пайки.
Прибор напоминает обычный строительный фен, только мощность поменьше, и . Современные паяльные станции, как правило, имеют в своем составе и традиционный паяльник, и фен для пайки микросхем. Причем оба нагревательных прибора оснащены регулятором температуры.
При помощи такого набора можно выполнять любые работы, вне зависимости от конфигурации радиокомпонентов и размера контактов. Однако стоимость оборудования измеряется тысячами рублей (а профессиональные станции могут стоить и несколько десятков тысяч).
Если вы профессиональный радиомастер – цена рано или поздно окупится (удобство работы неоспоримо). А если паять небольшие микросхемы приходится от случая к случаю? Решение лежит на поверхности: надо сделать своими руками фен для пайки.
В отличие от самодельного тепловентилятора или строительного фена, прибор довольно компактный, конструкцию необходимо разместить в маленьком корпусе, и при этом втиснуть туда мощный, и опять же небольшой вентилятор.
Как сконструировать самодельный термофен?
Мы ориентируемся на максимальную экономию средств. Поэтому список покупаемых деталей должен стремиться к нулю.
Первая константа – это температура
Профессиональные 800 ℃ не нужны, плавить серебро и алюминий не потребуется. При работе даже с самым тугоплавким припоем самодельному фену для пайки микросхем достаточно воздушного потока 600 ℃.
Современная, более усовершенствованная техника, увы, выходит из строя не меньше, чем старые образцы. И если раньше вопрос об усовершенствовании привычного нам не стоял, то сегодня по старинке отпаять или припаять деталь, не «задев» соседние чипы, практически невозможно. Именно поэтому умельцы собирают более современные термовоздушные и инфракрасные паяльные станции своими руками. В этом обзоре расскажем, какими бывают паяльные системы, как работает блок управления и как его подключить, что входит в элементы конструкции. Только в нашем обзоре вы найдете рекомендации, иллюстрирующие особенности сборки и регулировки современных паяльных станций.
Читайте в статье
Для чего нужна паяльная станция
Паяльная станция, в отличие от простого паяльника, – система более усовершенствованная. Она позволяет спаять мелкие детали, такие, к примеру, как SMD-компоненты, контролировать нагрев на табло, программировать кнопки. Кроме того, благодаря бесконтактной системе пайки перегрев соседних элементов здесь исключён.
Паяльная станция бесконтактного типа относится к современным системам пайки. К примеру, нагрев с помощью термофена помогает мастерам в ремонте бытовых электроприборов и мобильников. А вот с помощью ИК-систем можно производить монтаж и демонтаж (даже формата BGA).
Общие характеристики и принцип работы паяльной станции
Анатомия паяльной станции достаточно проста и максимально отвечает необходимым условиям: аккуратная, «умная» пайка элементов. Сердце прибора − , внутри которого находится трансформатор, выдающий напряжение двух вариантов 12 или 24 Вольта. Без этого элемента все системы станции были бы бесполезны. Трансформатор отвечает за регулировку температуры. Блок питания снабжён терморегулятором и специальными кнопками запуска прибора.
Для справки! Некоторые устройства оборудованы специальной подставкой, которая нагревает печатную плату во время пайки, что помогает избежать её деформации.
С помощью блока управления также может быть реализована функция запоминания температуры и программирования кнопок. Мастера «прокачивают» прибор, используя процессор, благодаря которому появляется возможность измерять температуру в ходе пайки.
Разберём особенности работы термовоздушной паяльной станции: поток воздуха с помощью специальных спиралевидных или керамических элементов (они находятся прямо внутри трубки термофена) нагревается, а затем через специальные насадки направляется в точку пайки. Такая система позволяет нагреть необходимую поверхность равномерно, исключив точечную деформацию.
Комментарий
Задать вопрос«Температура, которую могут обеспечить современные фены для пайки, в том числе и собранные своими руками, варьируется от 100 до 800°C. Причём показатели эти могут настраиваться оператором.»
В качестве ещё одного дополнительного элемента может выступать специальный инфракрасный нагреватель. Принцип его похож на работу термофена, он нагревает не место стыка, а определённую площадь. Однако, в отличие от термофена, здесь отсутствует поток тёплого воздуха. Профессиональные паяльные станции могут оборудоваться специальными сопутствующими инструментами, оловоотсосами и вакуумными пинцетами.
Разновидности паяльных станций по конструкции
Существуют как простые паяльные станции, оборудованные привычным нам классическим паяльником, так и более продвинутые. Причём вариаций сочетания компонентов и систем может быть великое множество. Без труда можно в одной станции совместить контактный паяльник и фен, вакуумный или термопинцет и оловоотсос. Для удобства приведём таблицу основных типов паяльных станций.
| Контактные ПС− это обыкновенный, имеющий при пайке прямой контакт с поверхностью, паяльник, оснащённый электронным блоком управления и регулирования температуры. | Бесконтактные ПС − в основе работы блок управления и особая система управления элементов. |
|||
| Свинцовые | Бессвинцовые
Требуют повышенной температуры плавки. | Термовоздушные
Обеспечивают эффективную пайку в труднодоступных зонах с единовременным прогреванием сразу нескольких поверхностей. Позволяет осуществлять пайку любого типа, как со свинцом, так и без него. | Инфракрасные
Здесь присутствует нагревательный элемент в виде инфракрасного излучателя, сделанного из керамики или кварца. | Комбинированные
Сочетают в своей конструкции несколько типов оборудования: фен или классический паяльник, или, как мы уже говорили, ИК-нагреватель и оловоотсос допустим, паяльник и фен. |
По механизму стабилизации температуры и принципу работы управляющих блоков паяльные станции можно разделить также на аналоговые и цифровые. В первом случае нагревательный элемент включён, пока паяльник не прогреется до нужной температуры, самая близкая аналогия – нагрев обычного утюга. А вот второй тип паяльника отличается сложной системой контроля и регулирования температуры. Здесь размещён PID-регулятор, который подчиняется программе микроконтроллера. Такой метод стабилизации температуры намного эффективнее аналогового. Ещё одна классификация позволяет разделить все ПС на монтажные и демонтажные. Первые осуществляют пайку приборов, однако, не имеют оловоотсоса и других элементов, позволяющих проводить чистку и замену деталей.
Такие паяльные системы снабжены специальной ёмкостью для удаления припоя, который, в свою очередь, отсасывается специальной насадкой, снабжённой компрессором.
К сведению! Существуют комбинированные станции, позволяющие проводить как монтажные, так и демонтажные работы. Они снабжены двумя видами паяльников, различающихся по мощности.
Как сделать своими руками термовоздушную паяльную станцию
Купить паяльную станцию с феном не каждому по карману, хотя ИК-станции стоят ещё больших денег, поэтому самый простой путь – собрать её своими руками. Однако, следует помнить, что такие воздушные паяльные станции обладают определёнными недостатками:
- Потоком воздуха можно случайно сдуть маленькие детали.
- Поверхность прогревается неравномерно.
- Для разных случаев требуются дополнительные насадки.
Паяльный фен своими руками: универсальная схема
Термофен – специальное устройство, которое нагревает место пайки потоком горячего воздуха.
Проще всего собрать прибор с феном на вентиляторе, а в качестве нагревателя использовать спираль.
Если покупать нагреватель механический, то он достаточно дорогой. И при резких перепадах температур может простой треснуть. Не все могут самостоятельно сконструировать компрессор. В качестве поддувала можно использовать обычный малогабаритный вентилятор. Подойдёт кулер от домашнего ПК. Для знакомства с устройством такого прибора изучим схему паяльной станции своими руками.
Вентилятор расположим около термофена. К нему аккуратно присоединяем трубку для подачи тёплого воздуха. На торце кулера вытачиваем отверстие под сопло. С противоположной стороны кулер необходимо закрыть, чтобы обеспечить необходимую тягу.
Теперь подошла очередь сборки нагревательного элемента. Для этого необходимо накрутить нихромовую проволоку спиралью на основание нагревателя. Причём витки обязательно не должны касаться друг друга. Витки наматываются с учётом того, что сопротивление должно быть 70-90 Ом. Основание выбирают с плохой теплопроводностью и хорошей стойкостью к большим температурам.
Комментарий
Электромонтер 5 разряда ООО "Петроком"
Задать вопрос«Часть деталей можно позаимствовать из обычного фена. В частности, в качестве основы для спирали с низкой термопроводностью подойдёт слюдяная пластина.»
Приступаем к поиску деталей для сопла. Лучше всего для этого подойдёт труба из керамики или фарфора. Оставляем небольшой зазор между стенками сопла и спиралью. Сверху поверхность обматываем изоляционными материалами. Можно использовать асбестовый слой, стекловолокно и т.д. Это увеличит высокое КПД фена, а также позволит брать его руками, не получив ожог. Крепим нагревательный элемент так, чтобы воздух подавался в трубку, а нагреватель находился точно посередине внутри сопла.
Система управления паяльной станцией
Для сборки системы управления самодельной паяльной станции типа фен своими руками в ней необходимо разместить два реостата: один регулирует входящий поток, другой − мощность нагревательного элемента. А вот обычно делается один как для нагревателя, так и для нагнетателя.
Варианты подключения системы управления к термофену. Здесь очень важно правильно подключить провода, чтобы они соотносились с реостатами.
Затем присоединяем термофен так, чтобы провода соответствовали нужным реостатам и выключателю.
Сборка и настройка работы паяльной станции
Мощность паяльной станции, как мы уже замечали выше, обычно находится в пределах от 24 до 40 Ватт. Однако если вы планируете паять шины питания и , то мощность прибора должна быть увеличена от 40 до 80 Ватт.
Подробнее о том, как паять феном от паяльной станции, смотрите в этом видео.
Инфракрасная паяльная станция своими руками
Инфракрасная паяльная станция − тот инструмент, который проще всего сделать своими руками. Цена на паяльные станции такого типа просто заоблачная. Купить что-то попроще – не вариант, так как всё равно будет ограниченный функционал.
Именно поэтому мы расскажем поэтапно, как собрать своими руками инфракрасный паяльник. Разберём этапы сборки ПС для пайки плат размером 250×250 мм. Наша паяльная станция подойдёт для работы с телевизионными платами, видеоадаптерами для ПК, а также планшетов.
Изготовление корпуса и нагревательных элементов
Для основы самодельной ИК паяльной станции, собранной своими руками, можно взять дверцу от антресоли либо 10-12 мм, прикручиваем к ней ножки. На этом этапе важно примерно прикинуть компоновку исходя из размеров нагревателей и ПИД-регуляторов. От этого будет зависеть высота «боковин» и скосов передней панели.
Алюминиевые уголки используются для формирования «скелета» конструкции. Заранее позаботьтесь о «начинке», в работе пригодятся и старые видеомагнитофоны, ДВД-проигрыватели и тому подобное. Можно обойти специализированных уличных лоточников.
Ещё один вариант корпуса, на этот раз из алюминия Теперь ищем антипригарный поддон. Да, именно тот, что можно купить в обычном магазине бытовой техники. Здесь же можно и присмотреть качественный паяльник для паяльной станции.
Важно! Возьмите с собой рулетку. Ваша задача – найти противень оптимальной ширины и глубины. Размеры зависят от высоты ИК-излучателей и их количества.
Система управления паяльной установкой
Приступим к самому интересному. На торговой площадке заранее заказываем ПИДы (или пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы), а также ИК - 3 нижних ИК излучателя 60×240 мм, и один верхний − 80×80 мм, не забудьте запастись двумя твердотельными на 40А. На этом этапе уже можно переходить к жестяным работам, а именно подогнать всю конструкцию под размеры наших основных элементов. После подгонки боковин и крышки вырезаем технологические отверстия под ПИДы на передней, под кулер на задней стенке.
Сборка и регулировка работы паяльной станции
Итак, после установки излучателей, кулера и соединения всех проводков внешний вид нашей паяльной станции уже обретает практически законченный вид. На этом этапе необходимо провести тестирование оборудования на нагрев, удержание температуры и гистерезис. Переходим к монтажу основного ИК-излучателя. Сделать это несложно.
