Что из себя представляет жало Hakko T12 ? Это картридж, в который входит жало паяльника, нагреватель и термопара. Сейчас набирает популярность и в сети полно статей о них. За счет того, что их повторили китайцы, цены на них на али находятся в районе 4$, а по акции зачастую можно купить поштучно по цене в районе 3$. Ассортимент этих жал широк, утверждается что есть более 80 моделей. (Кстати Т15 это те же жала полностью совместимые с Т12)
Меня тоже привлекли эти жала после просмотра обзоров. Один из основных моментов - это быстрый нагрев. Когда ведешь отладку или ремонт, зачастую надо припаять один проводок или заменить какую деталь, и ждать каждый раз когда нагреется паяльник напрягает, а держать его все время включенным помимо сокращения ресурса не делает воздух в комнате чище. Здесь же нагрев буквально за десять секунд, т.е. пока капнул флюса и взял пинцет паяльник уже готов. Также не плохая возможность прогреть большие полигоны.
Собирать все по правильному с покупной ручкой паяльника с быстрой заменой и т.д. по деньгам не слишком оправдано, поскольку готовая станция типа BK950D стоит на AliExpress 35-40$ .
Поэтому решил все максимально упростить отказавшись от смены жал. В принципе в работе как правило используется всего пара жал редко три. Решил просто сделать пару паяльников, чтобы получилась двух канальная паяльная станция.
Итак купил на пробу пока одно жало Т12-KU.
Стержень жала на конце имеет два контактных пояска, между ними включен последовательно нагреватель сопротивлением 8 Ом и термопара. Напряжение питания до 24В и ток до 3А. Максимальная мощность около 70Вт.
Если смотреть с дальней стороны от нагревателя то сначала идет плюс далее минус и корпус самого картриджа является землей и служит для заземления жала.
К этим пояскам простой скруткой закрепил провода и обжал несколькими термоусадками.
На стержне жала видно два утолщения. После второго утолщения от кончика жала стержень имеет низкую температуру, и здесь уже можно браться руками. В этом месте намотал бумагу с обычным канцелярским клеем.
Если имеется готовая ручка для паяльника или подходящая трубка, то можно уже вклеить стержень. Но так как у меня ничего под рукой не было, то я и ручку также склеил из офисной бумаги.
Безусловно, после каждого слоя бумаги надо давать просохнуть клею. После полной просушки я обжал поверху термоусадку, чтобы меньше пачкалось и приятнее было держать.
Сзади для увеличения жесткости залил клеем (там буквально не большое кольцо клея).
Регулятор температуры сделал аналоговый за основу взял схему от китайских регуляторов. Полярность нагревателя на схеме не обозначена, плюс нагревателя по схеме сверху, минус подключен к земле схемы.
Только переделал под имеющиеся детали. Заменил стабилизатор 7806 на LM317, Q1 2N2222, Q2 AO4407 и добавил защитный диод Д3. Чертеж печатной платы привожу, выполнена на двух стороннем текстолите вторая сторона под земляной полигон. Все смд резисторы и керамические конденсаторы типоразмера 0805. Дополнительные шунтирующие конденсаторы 0.1мкФ, но можно и не ставить. С4 типоразмера В.
Единственная дефицитная деталь в этой схеме это P-Mosfet.
Я также попробовал переделать схему под N-Mosfet, которые гораздо легче достать или выковырять.
WARNING. Схема при использовании LM358 не работает. У получилось запустить используя ОУ TL082, свой вариант он привел в комментариях.
Стабилитрон D3 и транзистор Q2 брал первые попавшиеся. Стабилитрон любой на ток >20ма и напряжение 6в. Транзистор на напряжение более 40в и ток более 6А (при питании менее 20в можно ставить Mosfet со старых материнок, они как правило на напряжение 30в).
Резистор R15 и источник напряжения V1, это нагреватель и термопара паяльника.
Плату пока собирал по китайскому варианту схемы и она в сборе имеет вид.
Настройка
Схема почти не требует настройки, но надо правильно подключить нагреватель и отрегулировать диапазон температур. Отладку надо проводить при пониженном вольт до 9 напряжении питания, иначе при длительном включении на 24в можно раскалить жало до красна. Для определения правильной полярности подключения нагревателя я разорвал цепь около переменного резистора (не впаивал подстрочный резистор) и включил регулятор. При правильной полярности включении паяльника питание на него не подается и светодиод не горит. Из-за дрейфа нуля ОУ возможно такое поведение и при не правильной полярности, для проверки такой ситуации погрейте кончик жала в течении пол секунды зажигалкой. При не правильной полярности питание на паяльник питание будет подано непрерывно.
У меня был в наличии переменный резистор 10к, по этому номиналы цепи регулировки несколько отличаются от оригинала, после настройки диапазон регулировки оказался от 260º до 390º. Возможно решу расширить диапазон еще, уменьшив сопротивление низкоомного резистора R2.
Испытания
В работе паяльник показал себя вполне нормально. Скорость нагрева оказалась на высоте реально около десяти секунд (видео привожу).
С мощностью особого чуда я не увидел, если конечно не сравнивать с дешевыми китайскими станциями которые в большинстве не паяют, а ковыряют сопли. А так вполне на уровне простых, но фирменных станций.
Вот спаял этим паяльником переходник. Хотя для такого тонкого жала это извращение. Пайку столь массивных деталей комфортной не назовёшь, теплоотдачи явно не достаточно. Видео получилось скучным и длинным, пока решил не выкладывать.
В итоге в целом результаты мне вполне понравились.
Поэтому планирую заказать еще жало более массивное, пока не решил какой выбрать тип ВС или D.
И изготовить из компьютерного блока питания саму станцию на два канала. Статей о полно, снять с него 20-24в и 6а тоже вроде не проблема. Примерил, вроде после снятия лишних деталей с платы БП два регулятора влезут в корпус. Заодно собираюсь использовать вентилятор блока в качестве вытяжки. Сейчас использую 12в вентилятор с куском фильтра от кухонной вытяжки (в описании утверждалось что этот войлок типа как активированный уголь), но тяги одного вентилятора немного маловато и планирую поставить два.
Кстати вот вид сегодняшнего вентилятора который использую в качестве вытяжки.
Когда дойдут руки сделать, покажу что получилось. Пока паяльник просто подключён к лабораторному блоку. Если питать один паяльник, то можно использовать блок питания например от ноутбука, у меня от сгоревшего ноута выдает 19в и 4.5А, что вполне достаточно для работы.
Также привожу видео демонстрирующее скорость разогрева паяльника. Безусловно для более массивного жала или при более низком напряжении питания время разогрева может увеличится.
В списке элементов приведены номиналы распаянные на плате, в примечании указаны элементы на оригинальной схеме.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | Операционный усилитель | LM358A | 1 | В блокнот | ||
| U2 | Линейный регулятор | LM317M | 1 | LM7806 | В блокнот | |
| Q1 | Биполярный транзистор | 2N2222A | 1 | 9013 | В блокнот | |
| Q2 | MOSFET-транзистор | AO4407A | 1 | IRF9540 | В блокнот | |
| D1-D3 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 3 | Диод D3 в оригинале отсутствует | В блокнот | |
| C2 | Конденсатор | 10 нФ | 1 | В блокнот | ||
| C3 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C4 | Конденсатор | 22 мкФ | 1 | 1 мкФ | В блокнот | |
| C5 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 22 кОм | 1 | 30 кОм | В блокнот | |
| R2 | Резистор | 39 Ом | 1 | 51 Ом | В блокнот | |
| R3 | Резистор | 100 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R4 | Резистор | 120 кОм | 1 | 100 кОм | В блокнот | |
| R5, R6, R13 | Резистор |
Паяльник это такой же инструмент, как на пример, молоток, отвертка, шуруповерт или болгарка. Без них можно обойтись, заменяя чем под руку подвернется. Так вот и с паяльником, можно паять и старым 60 ватником.
И ни чё так, паял, правда китайским ценой в 1$. Как говорится плохому танцору всегда что то мешает, но при этом и балет в валенках особо не станцуешь. Это к тому, что вроде все получается, но как то криво, не красиво и утомительно. И вот наконец созрел я на обновку, хочу мол, новый, хороший паяльник. Посмотрев цены на паяльные станции и ужаснулся. Ведь я не занимаюсь этим профессионально, так зачем мне профессиональное оборудование, если я и 10% от его возможности не смогу использовать. Нужно подешевле и практично. С предложением выступил , а предложил он Китайское чудо с хорошим жалом и умной электроникой: конструктор Hakko T12.
От оригинала там, возможно, только жало, но жало хорошее со встроенным нагревателем и датчиком температуры. И по цене не особо дороже простых паяльников с псевдо стабилизацией температуры. Цена на момент заказа из Китая составила 16,79$, доставка бесплатная. Заказано было 2 шт, один мне, второй -у.
Заказ сделан. Но для работы необходим блок питания, цена которого примерно 10$ и какой то корпус под этот конструктор — 13$ (цена за корпус именно под этот конструктор с китайского магазина). И того в сумме примерно 40$, ничего себе за паяльничком сходил. Было решено делать корпус самостоятельно, а блок питания любезно согласился подарить тот же , который меня и подбил купить Т12. А вот ссылка на блок питания, .
Куча запчастей приехала, надо собрать их в кучу. А из сборки, в основном, это ручка. Каркас с контактными пластинами из текстолита к которому надо припаять провода и датчик вибрации. Ниже пару картинок по сборке со странички продавца:
Продавец рекомендует в место конденсатора запаять перемычку, якобы так лучше работает, я запаял конденсатор, что бы жало не весело на земле паяльника. Про сборку в интернете есть много картинок, рассказов и видео, поэтому я про это писать не буду. Казалось бы чудо платка, все запаял и можно прикручивать, а нет. Если все сперва спаять, то окажется, что жестко зафиксировать на панели не получиться, так как конструкция разъема паяльника такая, что надо его сперва прикрутить к лицевой панели, а уж потом запаивать. Заметив это отложил дальнейшею сборку до изготовления корпуса.
А теперь корпус. Из чего бы его сделать да еще и за бесплатно? Под руку подвернулся старый DVD-ROM. Покрутив, повертев его в руках и прикинув размер блока питания, взял его в работу.
Плата и механика были извлечены из корпуса, остались верхняя крышка, нижняя и пластмассовая рама. Если заднюю часть закрывает пластиковая рама, то спереди дырень… Надо как то ее прикрыть и не только прикрыть, а и сделать переднюю панель. Делаем разметку.
Размечаем как на картинке выше. Необходимо разметить так, что бы сторона «А» равнялась стороне «В». Я сперва ошибся, но потом исправился. Вырезаем лишнее ножницами по металлу.
Царапаем на линии сгиба канавочку и начинаем загибать одно к другому. Чем шире и глубже будет канавка, тем ровнее будет сгиб. Гнем:
Я гнул в тисках, но можно прижать с двух сторон деревянные брусочки и согнуть руками, металл довольно мягкий. На выходе получаем следующее:
Щели между боковинами и лицевой частью пропаял изнутри и снаружи. Зачистил надфилем лишний припой, в местах непропая напаял новый слой и опять зачистил.
На фотке выше видно спаренную USB-шку. Сделаю в паяльной станции USB выход 5В, для питания разных девайсов. Например подсветки «третьей руки», зарядки смартфона и т.д. Спаренную USB-шку я выколупал из старой материнки и запаял на нее эдакий фланец для крепления к корпусу. Разъем питания и кнопку вытащил из старого компьютерного блока питания. Выпилив задние отверстия, переходим к передним.
Разъем для подключения паяльника я к плате решил не припаивать и это дало возможность разместить его в любом удобном месте. Получилось следующее: по центру я разместил валкодер, следовательно экран сместился левее, с правой стороны, один над другим, будут размещены светодиоды индикации питания и нагрева, и совсем справа разъем паяльника. Для разметки пользовался подсказкой из китайского инет магазина:
Разметка ориентировочная, по видимому сделанная по печатной плате, а не по изделию. Печатные платы такого конструктора, я уверен, одинаковые. Размер между валкодером и экраном правильный, а вот длину и высоту окна под экран пришлось подгонять, так как не влазило. Диаметр отверстия под валкодер — 7мм, под разъем — 12мм.
Корпус необходимо установить на резиновые ножки, чтоб не скользил и не царапал стол. У меня были от какой то советской техники, но они продаются и в Китае. Подумайте про них если будете заказывать там паяльник.
Начинаю «фаршировать» корпус:
Видно установленный , без пластиковой окожушки, правее стабилизатор 5В. Платка стабилизатора вырезана из платы роутера, ничего лишнего, только узел питания. В принципе подойдет любой DC-DC преобразователь с допустимым напряжением на входе не менее 24В. Или можно применить ненужную зарядку для современного (и не очень) телефона.
Корпус почти готов. Глядя на широкий, пустой полигон на верхней крышке так и хочется, что то туда налепить, что бы место не пустовало. А решил я туда прикрутить пару нужных вещей. Одной из них будет «приспособа» для сбора винтиков и гаечек на время ремонтных работ. А выглядит это так:
Популярный набор Hakko T12 позволяет изготовить неплохую паяльную станцию за небольшие деньги. Этот набор уже рассматривался на муське, из-за чего я и решил его приобрести. Под катом мой опыт сборки станции в корпусе из доступных компонентов. Возможно кому-то будет полезно.
То, что получилось в итоге. 
Сборка ручки подробно описана в предыдущем обзоре поэтому я не стану ее рассматривтаь. Замечу только, что главное быть внимательным при позиционировании контактных площадок. Важно, чтобы обе площадки для припаивания подпружиненного контакта находились рядом на одной и той же стороне, потому что если ошибиться, то перепаивать довольно сложно. Я видел эту ошибку у нескольких обзорщиков на youtube. 
Так как китайская картинка с распиновкой выглядит несколько запутанно, я решил нарисовать более понятную. Порядок контактов от вибродатчика к контроллеру значения не имеет.
В комментариях возник спор о правильном положении вибродатчика, он же датчик угла SW-200D. Этот датчик служит для автоматического перехода паяльника в ждущий режим, в котором температура жала становится 200C до момента пока паяльник снова не возьмут в руку. Эксперементально было установлено единственно верное положение датчика. Переход в спящий режим происходит в том случае, если от датчика более 10 минут не приходит никаких изменений и соответственно выход из спящего режима случается если хоть какие-то колебания были зафиксированы.
В данном датчке показания о вибрации возможны только в момент когда шарики косаются контактной площадки. Если шарики лежат в стакане, то никаких данных поступать не будет. Поэтому датчик нужно припаивать стаканом вверх, а контактной площадкой в сторону жала. Стакан у датчика выглядит как цельнометаллическая грань, а контактная площадка сделана из желтоватого платсика.
Если расположить датчик стаканом вниз (в сторону жала), то датчик не будет срабатывать при вертикальном расположении паяльника и его придется трясти чтобы выйти из спящего режима.
Таймаут перехода в спящий режим можно регулировать в меню. Для перехода в меню конфигурации нужно зажать кнопку на валкодере (нажать на регулятор температуры) при выключеном питании контроллера, включить контроллер и отпустить кнопку.
Время перехода в спящий режим регулируется в пункте P08. Можно установить значение от 3 минут до 50, другие будут игнорироваться.
Для перемещения между пунктами меню нужно кратковременно зажимать кнопку валкодера.
P01 ADC reference voltage (obtained by measuring the TL431)
P02 NTC correction (by setting the temperature to the lowest reading on the digital observation)
P03 op amp input offset voltage correction value
P04 thermocouple amplifier gain
P05 PID parameters pGain
P06 PID parameters iGain
P07 PID parameters dGain
P08 automatic shutdown time setting 3-50 minutes
P09 restore factory settings
P10 temperature settings stepping
P11 thermocouple amplifier gain
Если по каким-то причинам вам мешает вибродатчик, его можно отключить замкнув SW и + на контроллере.
Для того чтобы выжать максимальную мощность из паяльника, его нужно питать напряжением 24V. При питании 19V и выше не забываем удалить резистор 
Используемые компоненты
Сам паяльник - реплика Hakko T12 с контроллером
Самым полезным оказалось T12-BC1 
Оказалось, что под каждое жало нужно калибровать температуру отдельно. Мне удалось добиться расхождения в пару градусов.
В целом паяльником очень доволен. Вместе с нормальным флюсом научился паять SMD на уровне, о котором раньше и не мечтал:
Жала Hakko T12 в последнее время получают все большую популярность за счет высокого качества, удобства использования и большого ассортимента. Всего насчитывается около 80 разновидностей жал (точнее, их кончиков), чего достаточно абсолютно для любой ситуации. Большинство пользователей применяют от силы 5-10 разновидностей в работе, но при необходимости всегда можно подобрать именно такой вариант, который требуется на данный момент.
Особенности жал Hakko T12 для паяльной станции
Жала такого типа в первую очередь выделяются очень высокой скоростью нагрева до рабочего состояния. В среднем, при использовании более-менее нормальной паяльной станции, на это уходит около 15 секунд (иногда меньше). Кроме того, такие изделия по умолчанию оснащаются встроенным датчиком температуры. То есть, имея нормальный контроллер паяльника и внешний измеритель температуры, можно настроить их так, чтобы температура варьировалась на уровне 7-10 о С, не больше.
Следующий важный пункт – удобство работы. С большинством других жал нередко возникает проблема демонтажа. Приходится тратить достаточно много времени на то, чтобы снять жало и поставить новое. С жалами типа Hakko T12 такой проблемы не возникает в принципе. Весь процесс замены занимает от силы секунд пять.
Изделия поставляются в обычном полиэтиленовом пакете. У каждого из них есть по три контакта, которые разделены между собой специальными кольцами из пластика. Длина жала может варьироваться в пределах 147-154 мм, тут многое зависит от разновидности. В некоторых случаях могут быть немного длиннее или короче. На каждом из изделий присутствует код жала и его тип (наклейка с этими характеристиками).
Для работы с жалом диаметром в 5,5 миллиметров потребуется напряжение на уровне 24 вольт и мощность в 70 ватт. Они разогреваются до температуры 400 о С, но можно увеличить еще на +50 градусов. Правда, это приведет к тому, что жало будет служить значительно меньше. И что немаловажно, такие жала свободно совмещаются с припоями безсвинцового типа. Все поставляемые изделия имеют залуженные наконченики.
Популярные разновидности жал Hakko T12
Перечислять все разновидности жал этого производителя просто бессмысленно. Вариантов их применения тоже масса, но есть несколько видов, которые заслуженно пользуются самой высокой популярностью. На них и остановимся чуть детальней.
Итак, жало типа Т12-К, отдаленно напоминает кончик канцелярского ножа. Отлично подходит для нагрева большой детали или нескольких контактов. А еще с его помощью можно резать синтетику и плавить полиэтилен.
В разных наборах жал Hakko T12 могут быть самые разные вариации изделий. Перед приобретением рекомендуется уточнить, что именно входит в комплект поставки и окончательное решение принимать уже после получения такой информации.
Острые жала Т12-D08, Т12-В и Т12-IL похожи друг на друга. Кончик напоминает шило и вся разница заключается только в том, какой именно угол заточки будет у той или иной разновидности и общий диаметр острия. Подходят практически для всех стандартных вариантов использования паяльника. Искривленные жала Т12-JL02 отдаленно напоминают крючок и используются в тех случаях, когда невозможно подобраться к детали напрямую В общем, для любых труднодоступных мест.
Т12-D4 и Т12-D24 – это устройства схожие с зубилом по своему наконечнику. Сфера применения крайне обширна, но подходят практически для всего. И последние из распространенных вариаций: Т12-ВС2, Т12-С4 и Т12-С1. Это универсальные жала, вся разница между которыми заключается в диаметре острия. Именно они используются чаще всего, и потому из строя выходят они тоже чаще.
Читая местные обзоры, уже не раз подумывал о покупке паяльника с жалом T12. Давно хотелось чего-то портативного с одной стороны, достаточно мощного с другой стороны, и, разумеется, нормально поддерживающего температуру.
У меня есть относительно много паяльников, купленных в разные времена и под разные задачи:
Есть совсем древние ЭПСН-40 и «москабель» 90Вт, чуть более новый ЭМП-100 (топорик), совсем новый китайский TLW 500W. Последние два особенно хорошо сохраняют температуру (даже при пайке медных труб), но вот паять ими микросхемы не очень удобно:). Попытка использования ZD-80 (пистолетик с кнопкой) не вышла - ни мощности, ни нормального поддержания температуры. Прочая «электронная» мелочь типа Antex cs18/xs25 годится только для совсем мелочей, да и встроенной регулировки не имеет. Лет 15 назад пользовался den-on"овским ss-8200, но жала там совсем малюсенькие, термодатчик далеко и градиент температуры огромен - несмотря на заявленные 80W, на жале по ощущениям и трети не будет.
В качестве стационарного варианта я уж лет 10 использую Lukey 868 (это практически 702, только нагреватель керамический и еще какие-то мелочи). Но портативности в ней нет никакой, с собой в карман или мелкую сумку никак не взять.
Т.к. на момент покупки я еще не был уверен «а нужно ли мне оно», был взят минимальный бюджетный вариант с K-жалом и ручкой, максимально похожей на привычный паяльник от Lukey. Возможно, что кому-то она кажется не очень удобной, но для меня важнее, что-бы ручки обоих используемых паяльников привычно и одинаково лежали в руке.
Дальнейший обзор можно будет условно разделить на две части - «как из запчастей сделать устройство» и попытка анализа «как это устройство и прошивка контроллера работают».
К сожалению, продавец убрал именно этот SKU, поэтому могу дать только ссылку на снимок товара из журнала заказов. Впрочем, нет никаких проблем найти аналогичный товар.
Часть 1 - конструкция
После макетной проверки работоспособности, встал вопрос о выборе конструкции.Имелся почти подходящий блок питания (24v 65W), высотой практически 1:1 с платой управления, чуть уже ее и длиной около 100мм. Учитывая, что этот блок питания питал какую-то сдохшую (не по его вине!) связную и не дешевую lucent-овскую железку, а в его выходном выпрямителе стоят две диодные сборки на суммарные 40А, я решил, что он не сильно хуже распространенного здесь китайца на 6A. Заодно и валяться не будет.
Тестовая проверка на проверенном временем эквиваленте нагрузки (ПЭВ-100, выкручен на примерно 8 Ом)
показала, что БП практически не греется - за минут 5 работы ключевой транзистор, несмотря на свой изолированный корпус, нагрелся градусов до 40 (чуть теплый), диоды потеплее (но руку не обжигает, держать вполне комфортно), а напряжение по прежнему 24 вольта с копейками. Выбросы увеличились до сотни милливольт, но для данного напряжения и этого применения сие вполне нормально. Собственно, я остановил опыт из-за нагрузочного резистора - на его меньшей половине выделялось около 50W и температура перевалила за сотню.
В результате минимальные габариты были определены (БП + плата управления), следующим этапом шел корпус.
Поскольку одним из требований была портативность, вплоть до возможность распихать по карманам, вариант с готовыми корпусами отпал. Доступные универсальные пластмассовые корпуса совсем не годились по размерам, китайские алюминиевые корпуса под T12 для карманов куртки тоже великоваты, да и ждать еще месяц не хотелось. Вариант с «напечатанным» корпусом не проходил - ни прочности, ни теплостойкости. Прикинув возможности и вспомнив пионерскую молодость, решил сделать из древнего одностороннего фольгированного стеклотекстолита, валяющегося еще со времён СССP. Толстенная фольга (микрометр на тщательно разглаженном кусочке показал 0.2мм!) все равно не позволяла травить дорожки тоньше миллиметра из-за бокового подтравливания, а для корпуса - самое то.
Но лень вкупе с нежеланием пылить категорически не одобрила распиловку ножовкой или резаком. После прикидки имеющихся технологических возможностей, решил попробовать вариант распиловки текстолита на электрическом плиткорезе. Как оказалось - в высшей степени удобный вариант. Диск режет стеклотекстолит без всяких усилий, кромка получается практически идеальная (с резаком, ножовкой или лобзиком даже не сравнить), ширина по длине реза тоже одинаковая. И, что немаловажно, вся пыль остается в воде. Понятно, что если нужно отпилить один маленький кусочек, то разворачивать плиткорез слишком долго. Но даже на этот маленький корпус нужно было под метр реза.
Далее был спаян корпус с двумя отделениями - одно под блок питания, второе для платы управления. Первоначально, я не планировал разделение. Но, как и при сварке, припаянные в угол пластины при остывании стремятся уменьшить угол и дополнительная перепонка очень полезна.
Передняя панель согнута из алюминия в форме буквы П. В верхнем и нижнем отгибе нарезана резьба для фиксации в корпусе.
В результате получился такое (с устройством я до сих пор «играюсь», поэтому покраска пока очень черновая, из остатков старого балончика и без шлифовки):
Габаритные размеры самого корпуса - 73 (ширина) x 120 (длина) x 29 (высота). Ширину и высоту сделать меньше нельзя, т.к. размеры платы управления 69 x 25, да и найти более короткий блок питания тоже не просто.
Сзади установлен соединитель под стандартный электропровод и выключатель:
К сожалению, черного микровыключателя в хламе не оказалось, надо будет заказать. С другой стороны - белый заметнее. А вот соединитель я специально ставил стандартным - это позволяет в большинстве случаев не брать с собой дополнительный провод. В отличие от варианта с ноутбучной розеткой.
Вид снизу:
Черный изолятор из резиноподобного материала остался от исходного блока питания. Он довольно толстый (чуть меньше миллиметра), теплостойкий и очень плохо режется (отсюда и грубый вырез для пластиковой распорки - чуть-чуть не влезало). По ощущениям - как асбест, пропитанный резиной.
Слева от блока питания - радиатор выпрямителя, справа - ключевого транзистора. В оригинальном БП радиатором была тонкая полоска алюминия. Я решил «усугубить» на всякий случай. Оба радиатора изолированы от электроники, поэтому могут свободно прилегать к медным поверхностям корпуса.
На перепонке смонтирован дополнительный радиатор для платы управления, контакт с d-pak корпусами обеспечивается термопрокладкой. Пользы не много, но все лучше воздуха. Что бы исключить замыкание, пришлось чуть обкусить выступающие контакты «авиационного» разъема.
Для наглядности - паяльник рядом с корпусом:
Результат:
1) Паяльник работает примерно как заявлено и вполне помещается в карманах куртки.
2) В старом хламе утилизированы и более не валяются: блок питания, кусок стеклотекстолита 40-летней давности, балончик с нитроэмалью 1987 года выпуска, микровыключатель и небольшой кусок алюминия.
Разумеется, с точки зрения экономической целесообразности существенно проще купить готовый корпус. Пусть материалы были и практически бесплатны, но «время-деньги». Просто в моем списке задач вообще не фигурировала задача «сделать дешевле».
Часть 2 - заметки о функционировании
Как можно заметить, в первой части я вообще не упомянул о том, как все это работает. Мне показалось целесообразным не смешивать описание своей личной конструкции (довольно «колхозно-самопальной» на мой взгляд) и функционирование контроллера, который идентичен или похож у многих.В качестве некоторого предварительного предупреждения хочу сказать:
1) Разные контроллеры имеют несколько разную схемотехнику. Даже у внешне одинаковых плат могут быть немножко отличающиеся компоненты. Т.к. у меня имеется только одно мое конкретное устройство, я никак не могу гарантировать совпадение с другими.
2) Прошивка контроллера, которую я анализировал, не единственная имеющаяся. Она распространенная, но у Вас может стоять другая прошивка, функционирующая другим образом.
3) Я нисколько не претендую на лавры первооткрывателя. Многие моменты уже были ранее освещены другими обозревателями.
4) Дальше будет много скучных букв и ни одной веселой картинки. Если внутреннее устройство не интересует - остановитесь здесь.
Обзор конструкции
Дальнейшие выкладки будут во многом связаны со схемотехникой контроллера. Для понимания его работы точная схема не обязательно, вполне достаточно рассмотреть основные компоненты:1) Микроконтроллер STC15F204EA. Ничем особо не выдающийся чип семейства 8051, заметно более быстрый, чем оригинал (оригинал 35 летней давности, да). Питается от 5В, имеет на борту 10-битный АЦП с коммутатором, 2x512байт nvram, 4KБ программной памяти.
2) Стабилизатор на +5В, состоящий из 7805 и мощного резистора для уменьшения тепловыделения(?) на 7805, сопротивлением 120-330 Ом (на разных платах разное). Решение в высшей степени бюджетное и тепловыделяющее.
3) Силовой транзистор STD10PF06 с обвязкой. Работает в ключевом режиме на низкой частоте. Ничего выдающегося, старый.
4) Усилитель напряжения термопары. Подстроечный резистор регулирует его усиление. Имеет защиту на входе (от 24В) и подключен на один из входов АЦП МК.
5) Источник опорного напряжения на TL431. Подключен на один из входов АЦП МК.
6) Датчик температуры платы. Также подключен к АЦП.
7) Индиктор. Подключен к МК, работает в режиме динамической индикации. Подозреваю, что один из основных потребителей +5В
8) Ручка управления. Вращение регулирует температуру (и другие параметры). Линия кнопки в очень многих моделях не запаяна или разрезана. Если соединить, то позволяет настраивать дополнительные параметры.
Как несложно заметить, все функционирование определяется микроконтроллером. Почему китайцы ставят именно такой - мне неизвестно, он не сильно дешевый (около $1, если брать несколько штук) и впритык по ресурсам. В типовой китайской прошивке остаются свободными буквально десяток байт памяти программ. Сама прошивка написана на С или чем-то аналогичном (там видны явные хвосты библиотеки).
Функционирование прошивки контроллера
Исходных текстов я не имею, но IDA никуда не делась:). Механизм работы довольно простой.При начальном запуске прошивка:
1) инициализирует устройство
2) загружает параметры из nvram
3) Проверяет нажатость кнопки, если нажата - ждет отжатия и запускает п/п настройки расширенных параметров (Pxx) Там много параметров, если нет понимания, то лучше их не трогать. Могу выложить раскладку, но опасаюсь спровоцировать проблемы.
4) Выводит на экран «SEA», ждет и запускает основной цикл работы
Есть несколько режимов работы:
1) Обычный, нормальное поддержание температуры
2) Частичное энергосбережение, температура 200 градусов
3) Полное отключение
4) Режим настройки P10(шаг настройки температуры) и P4(усиление ОУ термопары)
5) Режим альтернативного управления
После запуска работает режим 1.
При коротком нажатии кнопки производится переход в режим 5. Там можно повернуть регулятор влево и уйти в режим 2 или вправо - увеличить температуру на 10 градусов.
При длительном нажатии производится переход в режим 4.
В предыдущих обзорах было много споров, как правильно устанавливать вибродатчик. По имеющейся у меня прошивке могу сказать однозначно - без разницы. Уход в режим частичного энергосбережения выполняется по отсутствию изменений
состояния вибродатчика, отсутствию существенных изменений температуры жала и отсутствию сигналов от ручки - все это на протяжении 3х минут. Замкнут вибродатчик или разомкнут - совершенно неважно, прошивка анализирует только изменения в состоянии. Вторая часть критерия тоже интересна - если вы паяете, то температура жала неминуемо плавает. И если фиксируется отклонение более чем на 5 градусов от заданной, выхода в режим энергосбережения не будет.
Если режим энергосбережения продлится больше заданного, то паяльник полностью выключится, на индикаторе будут нули.
Выход из энергосберегающих режимов - по вибрации или по ручке управления. Возврата из полного энергосбережения в частичный не бывает.
Поддержанием температуры МК занимается в одном из таймерных прерываний (их задействовано два, второе занимается дисплеем и прочим. Зачем так сделано непонятно - интервал прерывания и другие настройки выбраны одинаковые, вполне можно было обойтись единым прерыванием). Цикл управления состоит из 200 таймерных прерываний. На 200-м прерывании нагрев обязательно отключается (- целые 0.5% мощности!), выполняется задержка, после чего производится измерение напряжений с термопары, термодатчика и опорного напряжения с TL431. Далее все это по формулам и коэффициентам (частично задаваемым в nvram) пересчитывается в температуру.
Здесь я позволю себе маленькое отступление. Зачем в такой конфигурации термодатчик - не вполне понятно. При правильной организации, он должен давать поправку температуры на холодном спае термопары. Но в этой конструкции он измеряет температуру платы, не имеющую никакого отношения к требуемой. Его либо нужно переносить в ручку, как можно ближе к картриджу T12 (и еще вопрос - в каком месте картридже находится холодный спай термопары), либо вовсе выкинуть. Возможно, я чего-то не понимаю, но похоже, что китайские разработчики тупо передрали схему компенсации с какого-то другого устройства, совершенно не понимая принципов работы.
После измерения температуры вычисляется разница между заданной и текущей температурой. В зависимости от того, большая она или маленькая работают две формулы - одна большая, с кучей коэффициентов и накоплением дельты (желающие могут почитать про построение ПИД-регуляторов), вторая проще - при больших отличиях нужно либо греть максимально, либо полностью отключить (в зависимости от знака). Переменная ШИМ может иметь значение от 0 (отключено) до 200 (полностью включено) - по количеству прерываний в цикле управления.
Когда я только включил устройство (и еще не залез в прошивку), меня заинтересовал один момент - не было дрожания на ± градус. Т.е. температура либо держится стабильно, либо дергается сразу на 5-10 градусов. После анализа прошивки выяснилось, что дрожит оно по всей видимости всегда. Но при отклонении от заданной температуры менее чем на 2 градуса прошивка показывает не измеренную, а заданную температуру. Это ни хорошо и не плохо - дрожащий младший разряд тоже сильно раздражает - просто нужно иметь в виду.
Завершая разговор о прошивке хочу отметить еще несколько моментов.
1) С термопарами я не работал уже лет 20. Может за это время они стали линейнее;), но раньше для сколько-нибудь точных измерений и при наличии возможности, всегда вводилась функция корректировки нелинейности - формулой или таблицей. Здесь этого нет от слова совсем. Можно настроить только смещение нуля и угол наклона характеристики. Может во всех картриджах используются высоколинейные термопары. Либо индивидуальный разброс в разных картриджах больше, чем возможная групповая нелинейность. Хотелось бы надеяться на первый вариант, но опыт намекает на второй…
2) По непонятной для меня причине, внутри прошивки температура задается числом с фиксированной точкой и разрешением в 0.1 градус. Совершенно очевидно, что в силу предыдущего замечания, 10-битного АЦП, неверной поправки холодного конца, неэкранированного провода и т.п. реальная точность измерений и 1 градус никак не составит. Т.е. похоже, что опять содрано с какого-то другого устройства. А сложность вычислений чуть выросла (неоднократно приходится делить/умножать на десять 16-разрядные числа).
3) На плате имеются контактные площадки Rx/TX/gnd/+5v. Насколько я понял, у китайцев были специальные
прошивки и специальная китайская программа, позволяющая напрямую получать данные со всех трех каналов АЦП и настраивать параметры ПИД. Но в стандартной прошивке ничего этого нет, выводы предназначены исключительно для заливки прошивки в контроллер. Программа для заливки доступна, работает через простой последовательный порт, только TTL-уровни нужны.
4) Точки на индикаторе имеют свой функционал - левая индицирует режим 5, средняя - наличие вибрации, правая - тип выводимой температуры (выставленная или текущая).
5) Для записи выбранной температуры отведено 512 байт. Сама запись сделана грамотно - каждое изменение пишется в следующую свободную ячейку. Как только достигнут конец - блок полностью стирается, а запись производится в первую ячейку. При включении берется самое дальнее записанное значение. Это позволяет увеличить ресурс в пару сотен раз.
Владелец, помни - вращая ручку настройки температуры, ты тратишь невосполнимый ресурс встроенного nvram!
6) Для остальных настроек используется второй блок nvram
С прошивкой все, если возникнут дополнительные вопросы - задавайте.
Мощность
Одна из важных характеристик паяльника - максимальная мощность нагревателя. Оценить ее можно следующим образом:1) Имеем напряжение 24В
2) Имеем жало Т12. Измеренное мной сопротивление жала в холодном состоянии составляет чуть более 8 Ом. У меня получилось 8.4, но я не берусь утверждать, что погрешность измерения менее 0.1 Ома. Предположим, что реальное сопротивление никак не менее 8.3 Ома.
3) Сопротивление ключа STD10PF06 в открытом состоянии (по даташиту) - не более 0.2 Ома, типовое - 0.18
4) Дополнительно нужно учесть сопротивление 3х метров провода (2x1.5) и разъема.
Итоговое сопротивление цепи в холодном состоянии составляет не менее 8.7 Ома, что дает предельный ток в 2.76А. С учетом падения на ключе, проводах и разъеме, напряжением на самом нагревателе будет около 23В, что даст мощность порядка 64 Вт. Причем это предельная мощность в холодном состоянии и без учета скважности. Но не стоит особо расстраиваться - 64 Вт это весьма много. А учитывая конструкцию жала - достаточно для большинства случаев. Проверяя работоспособность в режиме постоянного нагрева, я помещал кончик жала в кружку с водой - вода вокруг жала кипела и пАрила весьма бодро.
Но вот попытка экономии с использованием БП от ноутбука имеет очень сомнительную эффективность - внешне незначительное снижение напряжения, приводит к потере трети мощности: вместо 64 Вт останется порядка 40. Стоит ли этого экономия $6?
Если наоборот, попытаться выжать из паяльника заявленные 70Вт, есть два пути:
1) Немного увеличить напряжение БП. Достаточно увеличить всего на 1В.
2) Уменьшить сопротивление цепи.
Почти единственный вариант, как немного уменьшить сопротивление цепи - заменить ключевой транзистор. К сожалению, практически все p-канальные транзисторы в используемом корпусе и на требуемое напряжение (на 30В я не рискнул бы ставить - запас будет минимален) имеют сходные Rdson. А так было бы вдвойне замечательно - заодно меньше бы грелась плата контроллера. Сейчас в режиме максимального разогрева на ключевом транзисторе выделяется около ватта.
Точность/стабильность поддержания температуры
Кроме мощности, не менее важна стабильность поддержания температуры. Причем лично для меня стабильность даже важнее точности, поскольку если значение на индикаторе можно и опытным путем подобрать - обычно я так и делаю (и не очень важно, что при выставке 300 градусов реально на жале - 290), то вот нестабильность таким образом не побороть. Впрочем, по ощущениям, стабильность поддержания температуры на T12 заметно лучше, чем на жалах 900-й серии.Что имеет смысл переделать в контроллере
1) Контроллер греется. Не фатально, но больше желаемого. Причем главным образом его греет даже не силовая часть, а стабилизатор на 5В. Измерения показали, что ток по 5В составляет порядка 30 мА. 19В падения при 30 мА дает примерно 0.6Вт постоянного нагрева. Из них на резисторе (120Ом) выделяется порядка 0.1Вт и еще 0.5Вт - на самом стабилизаторе. Потребление остальной схемы можно игнорировать - всего 0.15Вт, из которой заметная часть тратится на индикатор. Но плата маленькая и поставить step-down просто некуда - если только на отдельной платке.2) Силовой ключ с большим (относительно большим!) сопротивлением. Применение ключа с сопротивлением 0.05 Ом сняло бы все проблемы его нагрева и добавило бы около ватта мощности нагревателю картриджа. Но корпус был бы уже не 2х миллиметровый dpak, а минимум на размер больше. Или вообще переделать управление на n-канал.
3) Перенос ntc в ручку. Но тогда имеет смысл перенести туда и микроконтроллер, и силовой ключ и опорное напряжение.
4) Расширение функциональности прошивки (несколько наборов параметров ПИД для разных жал и т.п.). Теоретически возможно, но лично мне проще (и дешевле!) заново слепить на каком-нибудь младшем stm32, чем утаптывать в существующую память.
В результате имеем замечательную ситуацию - переделывать можно много чего, но практически любая переделка требует выкинуть старую плату и сделать новую. Либо не трогать, к чему я и склоняюсь пока.
Заключение
Имеет ли смысл переходить на T12? Не знаю. Пока я работаю только с жалом T12-K. Для меня оно одно из самых универсальных - и полигон хорошо греет, и гребенку выводов эрзац-волной пропаять/отпаять можно, и отдельный вывод острым концом прогреть можно.C другой стороны, имеющийся контроллер и отсутствие средств автоматической идентификации конкретного типа жала усложняет работу с T12. Ну что мешало Hakko засунуть какой-нибудь идентифицирующий резистор/диод/чип внутрь картриджа? Было бы идеально, если в контроллере имелось несколько слотов под индивидуальные настройки жал (хотя-бы штуки 4) и при смене жала он автоматом загружал нужные. А в существующей системе можно как максимум сделать ручной выбор жала. Прикидывая объем работ понимаешь, что овчинка не стоит выделки. Да и картриджи по стоимости соизмеримы с целой паяльной станцией (если не брать китай по $5). Да, разумеется можно экспериментально вывести таблицу поправок температур и приклеить табличку на крышку. Но с коэффициентами ПИД (от которых напрямую зависит стабильность) так не поступить. От жала к жалу они обязаны отличаться.
Если отбросить мысли-мечты, то выходит следующее:
1) Если паяльной станции нет, но хочется - лучше забыть про 900 и брать T12.
2) Если нужно дешево и точные режимы пайки не сильно нужны - лучше взять простой паяльник с регулировкой мощности.
3) Если паяльная станция на 900х уже есть, то достаточно T12-К - универсальность и портативность получилась на высоте.
Лично я покупкой доволен, но и заменять все имеющиеся 900-е жала на T12 пока не планирую.
Это первый мой обзор, поэтому заранее приношу извинения за возможные шероховатости.
