В советские времена радиодетали микросхем имели довольно крупные размеры. Поэтому и мастера по ремонту аппаратуры для монтажа использовали обычный паяльник. Сегодня с приходом SMD-элементов печатные платы стали компактными, что уменьшило размеры техники. Однако у этой медали есть и обратная сторона – перегрев SMD-элементов приводит к их выходу из строя, а специальное оборудование имеет высокую стоимость. Неплохим выходом может стать паяльная станция своими руками, изготовление которой не потребует больших затрат. Сегодня поговорим о подобном приборе, разберёмся, насколько сложно его сделать самостоятельно и что для этого потребуется.
Читайте в статье:
Для чего нужна паяльная станция: области применения
Обычный паяльник может разогреваться до 400°С. Такая температура вполне подходит для пайки проводов или ремонта микросхем времён СССР. Но если нужно работать с новыми печатными SMD-платами, нужен совершенно другой температурный режим – 260−280°С. В противном случае место замены одной радиодетали мастер испортит несколько элементов вокруг. Здесь и приходит на помощь паяльная станция, которая позволяет настроить оптимальную температуру.
Полезная информация! Работа с паяльной станцией (ПС) требует некоторых навыков. Поэтому перед тем как выбрать паяльную станцию и использовать её для ремонта дорогостоящего и сложного оборудования, стоит потренироваться на ненужных печатных платах. В противном случае есть риск окончательно испортить технику.
Принцип работы ПС, общие характеристики оборудования
Если утрировать, то принцип работы ПС можно сравнить с обычным паяльником, подключённым через реостат. Однако современная паяльная станция – более сложное электронное устройство, имеющее множество дополнительных функций. К тому же ПС может быть и бесконтактной (воздушной).
Основными функциями современных паяльных станций являются:
- возможность регулировки нагрева жала. Чем точнее и плавней осуществляется регулировка, тем проще работать мастеру;
- обязательное наличие защиты от перегрева;
- температура жала контролируется автоматически, по мере остывания мощность увеличивается.
Каждая модель имеет свои дополнительные функции. При самостоятельном изготовлении можно остановиться на простейшем варианте. Особенно если опыта в создании подобных приборов нет. Но перечисленные параметры обязательны. При отсутствии даже одного из пунктов в характеристиках назвать собранное оборудование станцией будет нельзя.
Разделение ПС на виды по конструктивным особенностям
Паяльная станция может быть воздушной (термовоздушной), контактной, комбинированной или инфракрасной. Каждый из этих видов имеет свою область применения. Для начала рассмотрим общую информацию по каждому из видов, а после разберёмся, как самостоятельно изготовить наиболее востребованные из них – термовоздушную и инфракрасную.
Контактная паяльная станция: особенности прибора
Контактная ПС представляет собой обычный паяльник, оборудованный терморегулятором. Регулятор температуры может быть механическим или электронным. Цена такой паяльной станции значительно ниже, чем стоимость остальных видов. Подобное оборудование можно приобрести за 900−1000 руб. Немного выше стоимость контактной ПС с функцией стабилизации нагрева при касании поверхностей. При прикосновении жала к неразогретой печатной плате автоматика увеличивает мощность.
Бесконтактная инфракрасная ПС: что она собой представляет
Самый современный из всех видов. Благодаря инфракрасному излучению прибор разогревает поверхность печатной платы. При этом нагрев радиодеталей, находящихся на её поверхности, минимален. Стоимость такого оборудования выше, чем у остальных видов. К примеру, инфракрасную ПС «TornadoInfra Pro» можно приобрести по цене 22000 руб.
Термовоздушное оборудование для пайки
В конструкцию устройства включён компрессор. Воздух, подаваемый им, проходит через паяльник, нагреваясь от жала. Именно этот нагретый поток воздуха и разогревает печатную плату и припой.
Интересно знать! Существуют специализированные демонтажные термовоздушные паяльные станции. Их компрессор работает в обратную сторону – на всасывание, что позволяет сразу удалять частицы припоя с поверхности.
Стоимость демонтажной станции значительно выше. Если обычную термовоздушную ПС «Lukey 852D+ с паяльником» можно приобрести за 5300 руб., то демонтажная «AOYUE 701A++» обойдётся в 13000 руб.
Комбинированные ПС и их особенности
В этих станциях присутствует два вида – контактная и термовоздушная. При помощи термофена разогревается печатная плата, после чего довольно легко элементы выпаиваются жалом.
Мнение эксперта
Консультант по подбору инструмента ООО "ВсеИнструменты.ру"
Спросить у специалиста“Наиболее распространённый рабочий диапазон температур – от +120 до +420°С. Этого достаточно для работы со всеми разновидностями радиоаппаратуры, существующей на сегодняшний день”.
Примеры паяльных станций различных видов:
Термовоздушная паяльная станция: нюансы изготовления своими руками
Работа по изготовлению самодельной паяльной станции с феном своими руками производится в несколько этапов. Сначала конструируется термофен, после − блок управления, а затем станция собирается и настраивается. При этом сам термофен можно приобрести в магазине или на интернет-ресурсах. Стоимость его невысока, а работу по изготовлению ПС такое приобретение сильно упростит. Однако лучше всего изготовить своими руками фен для пайки, который не требует электронного блока управления. В работе он достаточно удобен, а стоимость деталей для его сборки стремится к нулю. Нам потребуется:
- стеклянная трубка от электрокамина;
- нихромовая спираль оттуда же;
- силиконовый шланг;
- тонкая стеклянная трубка;
- старый, можно нерабочий паяльник.
Разберёмся пошагово с использованием примеров, как выполняется эта работа.
Паяльная станция своими руками: пошаговая инструкция
| Иллюстрация | Выполняемое действие |
 | Внутрь стеклянной трубки от электрокамина вставляем нихромовую спираль от него же. Одну сторону придётся растянуть так, чтобы контакты выходили на один край трубки. |
 | Закрепляем простой изолентой протянутую снаружи вдоль стеклянной трубки нихромовую нить. Теперь нужно надеть корпус паяльника со стороны концов спирали так, чтобы с краю остались контакты, к которым мы присоединим питание. Сами контакты лучше защитить изоляторамиот того же старого паяльника, оставшимися после его разборки. |
 | Соединяем силиконовую и тонкую стеклянную трубку. Стеклянную помещаем внутрь корпуса паяльника. Именно по этим трубкам будет поступать воздух. |
 | Собранную воедино конструкцию обматываем слоем лакоткани. Это делается для того, чтобы можно было свободно держать наштермофен в руках. Подобный материал продаётся в любом магазине хозяйственных товаров. |
 | Вот практически и всё, воздушная паяльная станция готова. Остаётся подать воздух (жёлтая стрелка) и питание 220В (красная стрелка). Воздух можно подать с помощью обычного аквариумного компрессора. |
Как видим, процесс изготовления такого термофена довольно прост при минимальных затратах. Если же говорить об оборудовании заводского исполнения, купить паяльную станцию с феном можно по стоимости около 5000 руб. Согласитесь, неплохая экономия. Если всё же решено приобрести подобный прибор, прежде чем это сделать, следует разобраться, как паять феном от паяльной станции. В этом поможет наша видеоинструкция.
Как пользоваться паяльной станцией с термофеном: видеоинструкция
Надеемся, что после просмотра видеоурока у наших читателей не осталось вопросов по пользованию термовоздушной ПС. Подводя итог этому разделу, предлагаем ознакомиться с несколькими схемами паяльных фенов, которые можно собрать самостоятельно.
Простые схемы паяльных фенов своими руками
Здесь редакция сайт представляет вашему вниманию схемы простейших термофенов, а также пример того, как изготовить корпус для него.
Бюджетная инфракрасная паяльная станция своими руками – возможно ли это
Не каждый может запросто заплатить 20000 руб. и более за подобное оборудование. А если к тому же паять требуется нечасто, то смысла приобретать заводскую ПС и вовсе нет. Попробуем рассмотреть вариант, при котором у вас в руках окажется бюджетный инфракрасный паяльник, сделанный своими руками.
| Иллюстрация | Описание действия |
 | Нам потребуется обычный автомобильный прикуриватель. Разбираем его, оставив только спираль на шпильке. Она станет основой нашего ИК паяльника. |
 | Разбираем паяльник, купленный в магазине за 100 руб. Такое изделие использовать по прямому назначению нельзя, а вот для нашей цели оно подходит идеально. Оставляем изоляторы и, присоединив спираль прикуривателя, устанавливаем получившуюся конструкцию внутрь корпуса паяльника. |
 | Нужно приварить к корпусу паяльника спираль прикуривателя. Если нет возможности воспользоваться подобным аппаратом, можно использовать «холодную сварку». |
| Вот так производится работа нашей инфракрасной паяльной станции. Многие могут сказать, что необходим регулятор напряжения, однако, это заблуждение. Редакция сайт пришла к выводу, что проще и удобнее для регулировки интенсивности нагрева приближать или отодвигать спираль. Но… |
 | …если Вам кажется, что регулировка необходима, можно включить в схему вот такой диммер. Не возбраняется и установка кнопки включения на ручку паяльника, но в этом случае в схему придётся включить реле. В противном случае кнопка моментально сгорит. |
Самодельная паяльная ИК станция своими руками – это очень просто, как вы могли убедиться.
Паяльная станция на «Ардуино» своими руками: особенности изготовления
Для изготовления подобной ПС нам потребуется паяльник для паяльной станции. Такую ручку можно приобрести через интернет, как и микросхему Arduino. Не будем углубляться в подробности потому, что для человека, далёкого от радиотехники и цифровых технологий, изготовление подобной ПС практически невозможно, а тем, кто сведущ в этой теме, объяснять технологию программирования и сборки не имеет смысла. Скажем лишь, что на базе подобного микроконтроллера можно собрать полноценную паяльную станцию, не уступающую по характеристикам прибору заводского исполнения.
Особенности паяльных станций своими руками на Atmega8
Паяльная станция своими руками на базе микроконтроллера Atmega 8 ничем не уступает предыдущему варианту, однако, здесь есть одно отличие, которое для кого-то может стать решающим. Микроконтроллер Arduino стоит около 3$, в то время как Atmega 8 − всего 1$. В остальном такие ПС будут практически идентичны. Предлагаем ознакомиться со схемами подобного оборудования на базе микроконтроллеров Atmega 8 и Arduino.
Подведём итог
Конечно, если подобное оборудование используется на профессиональном уровне (и при этом постоянно), то лучше приобрести ПС заводской сборки. А вот для разовых ремонтов электроники изготовление паяльной станции своими руками может стать идеальным решением. Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, была полезна нашим читателям. Если же у вас остались какие-либо вопросы, не стесняйтесь их задать в обсуждениях ниже.. Возможно, у вас есть опыт собственноручной сборки паяльных станций? Тогда убедительная просьба – поделитесь своими мыслями на эту тему с менее опытными домашними мастерами. Это поможет им научиться чему-то новому. Пишите, спрашивайте, общайтесь. А напоследок мы предлагаем посмотреть ещё одно короткое видео по сегодняшней теме.
Паяльная станция с феном своими руками – довольно простое, но очень полезное устройство. С его помощью можно осуществлять ремонт радиодеталей и других изделий в домашних условиях. Данное приспособление станет достойной заменой дорогостоящему оборудованию, покупка которого не всегда целесообразна.
Принцип работы и общее описание
Паяльной станцией называют особое устройство, которое отличается широким спектром применения в электротехнике. При помощи данного агрегата можно осуществлять индивидуальную или групповую пайку деталей.
Самодельная паяльная станция способна нагреть до высоких температур металлические отводы и пластик. Она имеет очень простую конструкцию и принцип работы, поэтому для ее изготовления не нужно быть профессионалом.
Размягчение материалов происходит путем их обдува горячим воздухом. Для этого в процесс включается специальная нагревательная спираль. Такие устройства характеризуются высокой точностью направления воздушных масс. Поэтому созданную своими руками паяльную станцию с феном можно относить к категории полупрофессионального оборудования.
Конструкционные особенности
Если решено создать паяльную станцию с феном своими руками, нужно разобраться в ее конструкции. Ее основными составляющими компонентами называют:
- блок управления. Контролирует все основные рабочие параметры агрегата;
- паяльник. Непосредственно принимает участие в процессе пайки;
- пинцет. Необходим для выполнения сборки и разборки деталей, которые устанавливаются на печатную плату;
- фен. Важное устройство, производящее нагрев узлов, которые собираются;
- источник тепла. Продуцирует тепловую энергию, необходимую для эффективного протекания всех технологических процессов;
- устройство для удаления ненужного олова;
- различные вспомогательные предметы;
- браслеты для снятия статического напряжения.
Самые конструктивно простые паяльные агрегаты представляют собой комплект из паяльника, контролирующего прибора и подставки. При помощи таких специализированных станций удается не только произвести пайку, но и максимально оптимизировать данный рабочий процесс. В их состав входят детали, позволяющие повысить производительность и обеспечивающие высокую безопасность во время работы.
Технология изготовления паяльной станции из подручных средств
Человек, который владеет элементарными знаниями в области электротехники, сможет собрать паяльную станцию своими руками. Для этого необходимо следовать простым инструкциям, приведенным ниже.
Общие требования к самодельному оборудованию
К самодельному агрегату с феном предъявляются конкретные требования. Он должен обеспечить создание потока воздуха, нагретого до 850°С. Мощность нагревательного элемента не должна превышать 2,6 кВт.
При выборе комплектующих к станции необходимо отдавать предпочтение тем, что имеются в наличии или отличаются невысокой стоимостью. Поэтому целесообразно изготавливать ручной или стационарный агрегат с феном. Последний работает таким образом, что излучатель тепловой энергии находится неподвижно, при этом сама деталь движется. Данный принцип работы создает определенные трудности при осуществлении пайки.
Чтобы повысить эффективность производимых работ, желательно использовать ручной агрегат. Он имеет небольшие размеры и вес, что облегчает эксплуатацию.
Особенности создания нагревателя
Специалисты рекомендуют самостоятельно изготовить нагреватель их нихромовой проволоки. Она должна иметь диаметр в пределах 0,4-0,8 мм. Необходимо понимать, что большой размер проволоки придаст ей огромный запас прочности, но утруднит достижение оптимальной температуры. Поэтому нецелесообразно применять для этого слишком крупную нить.
Внешний диаметр сформированной нагревательной спирали должен составлять 4-8 мм. Для фиксации созданной детали используют специальное основание, которое устойчиво к воздействию высоких температур. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение керамике. Такое основание можно изъять из обычного бытового фена.
Технология формирования нагнетателя горячего воздуха
Чтобы созданная самодельная станция работала эффективно, необходимо оснастить ее вентилятором небольших размеров. Его можно изъять со старого фена или другого ненужного бытового прибора. Вентилятор должен обеспечивать воздушным потоком в 20 л/мин.
Допускается применение воздушного компрессора, который обычно ставят на аквариумы. Чтобы агрегат работал более эффективно, его дополняют ресивером. Для этой цели можно взять обычную пластиковую бутылку.
Формирование корпуса станции с феном
Для создания корпуса паяльной станции необходимо использовать термостойкие материалы. Это можно сделать несколькими способами, используя такие варианты:
- керамика. По обеспечению безопасности отличное, но очень дорогое решение;
- частичная теплоизоляция канала, по которому передвигается нагретый до высоких температур воздух;
- старый корпус от любого бытового прибора. Должен быть объемным и не подвергаться разрушению от высокой температуры.
Сборка и обеспечение работоспособности оборудования
Чтобы созданная паяльная станция работала эффективно, в ее конструкцию добавляют включатель и устройство для регулировки основных рабочих параметров. Последний агрегат должен задавать оптимальную температуру воздуха и скорость его перемещения. Чтобы добиться данной цели, в состав оборудования включают реостаты. С их помощью можно осуществить плавную регулировку мощности.
Создание станции необходимо начинать с формирования спирали. Ее наматывают на качественный изолятор и сверху накрывают стекловолокном. Концы спирали в результате должны выходить наружу. Полученную деталь укладывают в корпус с готовой теплоизоляцией. Спираль в последующем соединяют с силовым проводом, к которому подключен выключатель. С тыльной стороны корпуса монтируют нагнетатель воздуха.
Каких ошибок можно избежать в процессе сборки?
Сделанная своими руками паяльная станция не может состоять только из нагревательной спирали и вентилятора. Данный прибор нельзя смастерить из простого фена. В таком случае он не сможет расплавить даже олово. Поэтому забывать о дополнительном оснащении не стоит.
С целью увеличения температуры нагрева не нужно уменьшать частоту вращения вентилятора и диаметр выходного отверстия. Это приведет только к расплавлению корпуса и выходу из строя других составляющих деталей оборудования.
Видео: Простая паяльная станция с феном своими руками
Не только начинающие радиолюбители, но и опытные мастера испытывают определенные трудности при пайке радиоэлектронных элементов недорогими паяльниками без терморегуляции. Ведь можно столкнутся с таким явлением, как перегрев жала прибора, что ведет к окислению припоя, образованию нагара на меди, и вследствие к плохому термическому контакту с оловом на плате и ножкой элемента, или же к излишнему нагреву платы и отслоению дорожек на ней. В этой статье мы рассмотрим, как сделать паяльную станцию своими руками, предоставив все необходимые схемы сборки, фото и видео материалы.
Шаг 1 — Делаем контактный паяльник
Этот вариант можно назвать самым простым и довольно бюджетным. Данная конструкция регулирует напряжение на паяльнике, соответственно изменяя и температуру жала. Но при этом способе регулировки нету обратной связи с жалом, то есть о его температуре мы можем судить только по внешним показателям. Однако и это существенно улучшает качество пайки. Если вы планируете соединять крупные детали, то мощность, подаваемую на паяльник, можно увеличить, если же более мелкие, то уменьшить, что очень удобно.
В качестве регулятора напряжения советуем использовать (светорегулятор). Единственный недостаток данной идеи самодельной паяльной станции - это слишком большой диапазон для установки температур. Ведь мощность в диммере регулируется почти от 0 до максимума, в то время как нам не нужно убавлять мощность больше чем в 2 раза. Но можно переделать схему, добавить резистор «тонкой настройки» в дополнение к основному.
Схема сборки паяльной станции в домашних условиях:
В этой схеме использован выпрямительный мост, что позволит поднять напряжение со стандартных 220 вольт на входе до 310 Вольт на выходе нашей самодельной паяльной станции. Это будет актуально сделать для тех домашних мастеров, у которых электрическое , из-за чего паяльник не нагревается до рабочей температуры. При отсутствии в наличии диммера, можно собрать его самостоятельно, как это сделать, и что для этого надо мы рассматривали в нашей статье про .
Шаг 2 — Собираем воздушный паяльник
Иногда при пайке, возникает необходимость замены SMD элементов и паяльник с жалом слишком велик и неудобен для этого. Для этих целей применяется специальный воздушный фен. Принцип его работы аналогичен домашнему фену - поток воздуха принудительно продувается через разогретый элемент и переносится к месту пайки, разогревая припой бесконтактно, равномерно, и не в одной точке, а в некоторой области.
Воздушный паяльник можно сделать из обычного, вставив вместо жала трубку от антенны, подходящую по размерам. Далее необходимо закрыть все отверстия, предусмотренные для охлаждения. Например, с помощью термостойкой бумаги и мотка медной проволоки, как показано на картинке.
Принудительная подача воздуха происходит аквариумным компрессором, с помощью трубочки для капельниц через часть, куда подключается сетевой шнур.
Для регулировки температуры потока воздуха можно воспользоваться диммером из прошлого способа. Дополнительно рекомендуется перемотать паяльник под более низкое напряжение порядка 8-15 вольт, это значительно повысит безопасность прибора из-за отсутствия опасных для жизни 220 вольт. В качестве нагревателя может служить нихромовая проволока диаметром 0,8 мм от спирали электроплитки. Ее необходимо аккуратно, без нахлестов и коротких замыканий намотать на оправу. Нужно обратить внимание, что также понадобится понижающий блок питания, мощность которого должна быть не менее 150 Ватт. В качестве него можно использовать подходящий сетевой трансформатор.
Более затратный метод регулирования температуры на горячем конце паяльника — это поддержание выставленных градусов на нем. Для этого возле жала дополнительно устанавливается термопара, в одной из наших статей мы рассказывали, .
Совместив наши самоделки, можно сделать универсальную паяльную станцию, которая будет держать выставленную температуру, что очень удобно и соответствует функционалу недешевых покупных моделей.
Другой вариант - сделать бесконтактную инфракрасную паяльную станцию из керамического патрона для лампы и спирали из нихрома, подключенной к понижающему трансформатору и диммеру для удобной регулировки. Можно также применить и терморегулятор.
Многие радиолюбители не могут подобрать подходящий инструмент 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.
Современный рынок предлагает радиолюбителям огромное количество всевозможных видов с разной комплектацией.
В большинстве случаев станции для пайки делятся на:
- Контактные станции.
- Цифровые и аналоговые устройства.
- Индукционные аппараты.
- Бесконтактные устройства.
- Демонтажные станции.
Первый вариант станций представляет собой паяльник, подключенный к блоку регулировки температуры.
Электрическая схема паяльной станции.
Контактные паяльные устройства делятся на:
- устройства для работы со свинцовосодержащими припоями;
- устройства для работы с безсвинцовыми припоями.
Позволяющие плавить безсвинцовый припой, обладают мощными нагревательными элементами. Такой выбор паяльников обусловлен высокой температурой плавления припоя без свинца. Безусловно, благодаря наличию регулятора температуры, подобные аппараты применимы для работы со свинцовосодержащим припоем.
Аналоговые аппараты для пайки регулируют температуру жала при помощи термодатчика. Как только наконечник перегревается, питание отключается. При остывании сердечника питание вновь подается на паяльник и начинается нагрев.
Цифровые устройства управляют температурой паяльника при помощи специализированного ПИД регулятора, который в свою очередь подчиняется своеобразной программе, заложенной в микроконтроллер.
Отличительной особенностью индукционных устройств является нагрев сердечника паяльника при помощи импульсной катушки. В процессе работы происходят колебания высоких частот, образующие в ферромагнетиковом покрытии аппаратуры вихревые токи.
Остановка нагрева происходит из-за достижения ферромагнетиком точки Кюри, после которой меняются свойства металла и прекращается эффект от воздействия высоких частот.
Бесконтактные аппараты для пайки делятся на:
- инфракрасные;
- термовоздушные;
- комбинированные.
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.
Зависимость температуры от времени пайки.
В большинстве случаев инфракрасные аппараты состоят из:
- верхнего керамического или кварцевого нагревателя;
- нижнего нагревателя;
- стола для поддержки печатных плат;
- микроконтроллера, управляющего станцией;
- термопар для контроля текущих температур.
Термовоздушные станции для пайки используются для монтажа радиодеталей. В большинстве случает термовоздушными станциями удобно паять компоненты, находящиеся в SMD корпусах. Такие детали имеют миниатюрные размеры и хорошо паяются по средствам подачи на них горячего воздуха из термофена.
Комбинированные устройства, как правило, сочетают в себе несколько видов паяльного оборудования, например, термофен и паяльник.
Демонтажные станции комплектуются компрессором, работающим на втягивание воздуха. Такое оборудование оптимально подходит для снятия излишков припоя или демонтажа ненужных компонентов на печатной плате.
Все мало-мальски приличные станции 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.
В качестве верхнего нагревателя можно использовать кварцевые или керамические нагреватели.
Изготовление 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:
- 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. - 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. - 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. - 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
Принципиальная 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.
Точные маркировки деталей разнятся в зависимости от потребностей и предполагаемых рабочих режимов.
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.
Устройство паяльной станции.
После полной сборки инфракрасной станции 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.
Особенности 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.
Некоторые конструкторы верхний нагреватель делают из фена. Такой подход подойдет лишь для пайки небольших элементов в SMD корпусах.
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.
Электрическая схема паяльника.
- Грамотная настройка параметров микроконтроллера.
В случае, если в компьютер внесены неверные параметры, паяльная установка может некачественно пропаивать компоненты и повреждать маску печатных плат. - 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. - 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. - 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. - 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. - 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 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.
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.
