Схема управления паяльным феном

Термофен для пайки – уникальный прибор в деле радиотехники. Торговая сеть предлагает потребителю различные устройства в этой области. Однако паяльные фены стоят довольно дорого. Если у мастеровитого человека есть технические возможности, то сделать термофен своими руками совсем несложно. Нужно только разбираться в конструктивных особенностях устройства.

Схема управления паяльным феном

Назначение самодельного фена

Надо иметь точное представление, для чего нужен паяльник такого типа. Прибор должен создавать температуру плавления олова в определённом месте схемы. При плавлении монтажного сплава монтируют радиодеталь или удаляют ненужный элемент на плате любого электротехнического устройства.

Фен создаёт направленный раскалённый воздушный поток в место, где нужно паять схему платы. Под действием высокой температуры олово переходит в жидкое состояние, тем самым давая возможность работнику произвести нужные монтажные операции.

Схема управления паяльным феном

Конструкция фена паяльника

Исходя из того, что требуется получить струю раскалённого воздуха, формируется конструкция паяльного прибора. Состоит сделанный самодельный паяльный фен своими руками из следующих элементов:

  • нагреватель;
  • изоляция нагревателя;
  • вентилятор;
  • сопло;
  • корпус фена;
  • ручка корпуса;
  • схема управления;
  • держатель для паяльника.

Схема управления паяльным феном

Нагреватель

В качестве нагревателя используют нихромную проволоку в виде спирали. Для этого можно применить простую спираль от старого бытового фена. Спираль должна быть такого диаметра, чтобы оставался зазор между нагревателем и корпусом воздуховода.

Наматывая спираль, один конец проволоки продевают внутрь нагревателя, таким образом, чтобы наружу выходили два конца проводника для подключения к источнику питания. Для теплоизоляции спирали её оборачивают слюдой.

Изоляция нагревателя

Для того чтобы избежать теплопотерь, спираль нагревателя изолируют от корпуса нагревателя. Один из вариантов изоляции – это слюда. Слюда надёжно изолирует спираль от трубки воздуховода. Хрупкий материал наклеивают на стеклоткань.

Стеклоткань – хороший теплоизолятор. Для склейки слюды со стеклотканью используют резиновый клей или универсальное средство «Момент». В некоторых случаях слюду клеят на бумагу. Впоследствии клей и бумага выгорят, но сохранится слюда в форме изолирующей трубки.

Воздуховод

В качестве воздуховода (кожуха) нагревателя применяют оболочки различных радиодеталей, например, корпуса резистора или сопротивления. Можно использовать любую стальную трубку подходящего диаметра. Края одного конца трубки придётся завальцевать. Это нужно для того, чтобы сопло надёжно удерживалось в выходном отверстии трубки.

Например, берут старый резистор С-5-5, напильником аккуратно снимают завальцованный край с одной стороны оболочки. Удаляют внутреннюю начинку, и трубка для воздуховода готова.

Важно! Следуя советам «мастеров», для воздуховода используют керамическую или кварцевую стеклянную трубку. От случайного попадания флюса на поверхность этих материалов трубка разрушается. Поэтому лучшим материалом для этой детали будет сталь.

Вентилятор

В качестве нагнетателя воздуха вполне можно использовать кулер от операционного блока компьютера. Вентилятор имеет размеры в плане 40 х 40 мм, что надо учитывать при формировании корпуса самодельного фена.

Небольшие вентиляторы можно найти в старых корпусах бытовых фенов для волос. В этом деле нужно выбирать устройство, приемлемое по мощности и габаритам.

Сопло

Сопло предназначено для концентрации и фокусирования воздушного потока. Для изготовления элемента берут металлическую шайбу. Кольцо деформируют керном так, чтобы оно приняло форму чаши.

Сопло помещают в выходное отверстие воздуховода. Своими краями шайба опирается в загнутую кромку трубки и не выпадает наружу.

Корпус фена

Корпус паяльника можно вырезать из жести консервной банки. Жесть толщиной 0,3 мм – идеальный материал для изготовления своими руками термофена. В местах соединения жести делают отгибы. В них просверливают маленькие отверстия, в которые вставляют винтики и затягивают их гайками.

Схема управления паяльным феном

Обратите внимание! Применение жести – не догма. Для корпусов самоделок используют любой термостойкий материал. Это может быть строительная фанера, текстолит и даже ламинат.

Основное требование к компоновке деталей замкнутой камеры фена – это её герметичность. Все места соединений элементов корпуса должны плотно прилегать друг к другу. Это нужно для обеспечения нужного напора воздушного потока, нагнетаемого вентилятором. Элементы камеры соединяют шурупами. Из-за высокой температуры внутри корпуса клей не применяют.

Ручка корпуса

По советам самодеятельных мастеров, для ручки хорошо подходит корпус одноразового пластикового шприца. Шприц имеет ушки, в которых просверливают отверстия. Такие же отверстия делают в корпусе фена. Ручку привинчивают к фену винтами с гайками и шайбами. Для надёжности крепления под шайбы подкладывают пружинные шайбы – «гроверы».

Схема управления

Для пайки микросхемы своими руками самодельным термофеном нужен блок регулировки режимов работы паяльного устройства. Это два режима: установка нужной температуры нагревателя и регулировка количества оборотов лопастей вентилятора.

Читать также:  Cjx2 2508 контактор схема подключения

Основой блока управления является трансформатор с двумя вторичными обмотками. Вместо трансформатора можно использовать блок питания из старого компьютера или балласта люминесцентной лампы. Вариантов много, лишь бы сопротивления нагревателя и кулера соответствовали источникам питания. Для регулировки режимами работы фена в схему блока управления включают два переменных резистора, ручки управления которыми располагают на поверхности корпуса блока.

Подробный вариант схемы блока управления термофеном для пайки микросхем своими руками можно подобрать в публикациях интернета.

Держатель для паяльника

Держатель – немаловажная деталь для паяльного устройства. Дело в том, что простой держатель фена освобождает руки мастера для позиционирования монтажной схемы перед воздуховодом паяльника, а также для извлечения и установки радиодеталей на плате.

Подставку делают массивной, чтобы предотвратить опрокидывание всей паяльной конструкции. Для этого используют лист металла 100 х 100 мм и толщиной не менее 20 мм.

Держатель изготавливают из жести, изгибая её по размеру и форме ручки фена. Держатель помещают на подставку входным пазом вверх. Отгиб жестяного элемента закрепляют на подставке винтами через просверленные отверстия.

Дополнительная информация. Паяльный фен может быть мобильным устройством. В этом случае изготавливают раму с зажимами, в которой фиксируют в вертикальном положении обрабатываемую плату.

Схема управления паяльным феном

Температура нагрева спирали

При работе с паяльным феном нужно обращать внимание на температуру воздушного потока. Для паяния и демонтажа радиодеталей, микросхем достаточной температурой считается нагрев величиной до 600-7000С.

Температуру нагрева приблизительно можно определить визуально. Накал спирали красного цвета средней яркости соответствует нагреву в пределах 650-7500С. Чтобы быть точным в определении величины этого параметра, используют термопару.

Термопару подносят к струе раскалённого воздуха и с помощью переменного резистора устанавливают нужный уровень температуры струи воздуха. Нужно знать, что нагрев до 15000С и более расплавит нихромовую спираль.

В статье приведен один из вариантов изготовления паяльного фена своими руками. При формировании самодельной конструкции паяльника нужно учитывать безопасность пользования устройством.

Видео

Паять платы и электронные схемы обычным паяльником не очень удобно и не всегда возможно. В этом плане даже простая пыльная станция — ценный инструмент. Но стоимость готовых изделий довольно высока, и если работу проводить не часто, то окупится он не скоро.

Выход есть: сделать паяльную станцию своими руками сможет каждый, кто занимается программированием микроконтроллеров. Вначале надо разобраться в принципе работы устройства и ее основных элементах.

Варианты пайки

Схема управления паяльным феномПричиной того, что современный рынок способен предложить широкий спектр паяльного оборудования является тот факт, что обыкновенный бытовой паяльник стал инструментом, который можно купить на каждом углу. А вот паяет он далеко не все современные приборы.

При помощи паяльной станции, которую можно сделать своими руками, есть возможность производить ремонт любого электрического оборудования, в том числе такого сложного и высокоточного, как материнская плата компьютера.

Прежде, чем приступить к конструкции и начать описывать самодельный цифровой паяльный механизм, рассмотрим, какой может быть станция и какие типы пайки существуют.

Схема управления паяльным феном

Станции условно можно классифицировать таким образом:

  • контактного типа;
  • контактного типа без применения свинца;
  • термовоздушного типа;
  • комбинированно-термовоздушного типа;
  • демонтажного типа;
  • инфракрасные станции.

Самый простой вид – контактный. Его строение мало чем отличается от привычного паяльника, однако контактное оборудование лишено многих конструктивных недостатков, которые есть у паяльников.

Контактная пайка

Схема управления паяльным феномГлавной проблемой паяльника является чрезмерный нагрев радиокомпонентов, в частности транзисторов, диодов, тиристоров. Из-за высокой температуры, полупроводниковые элементы начинают менять свою вольтамперную характеристику и нарушать протекание электрического тока в цепи.

Именно поэтому становится невозможным регулировать температуру нагревательных элементов, иными словами традиционный паяльник рано или поздно перестает «слушать» — температура либо неограниченно растет, либо перестает расти вообще.

Таким образом, после достигнутых 400 °C, пайка может быть безопасной только из-за краткосрочного контакта «жало-припой».

Приступая к созданию контактной паяльной станции, или выбирая одну из моделей, которые уже предложены на рынке, следует понимать, что она должна содержать блок питания, включающий в свою конструкцию гальваническую развязку. Именно такой механизм «питание — нагреватель» гарантирует адекватную регулировку напряжения и температуры прогрева. Чаще всего наиболее рациональной температурой нагрева является 250-350 °C.

Схема управления паяльным феном

Бесконтактная пайка

Бесконтактными (термовоздушными) паяльными станциями являются такие установки, которые отлично подходят для ремонта мобильных телефонов, крупной и мелкой бытовой техники. Мощность таких установок крайне высока, они отлично справляются как с припоями, содержащими свинец, так и с бессвинцовыми.

Схема управления паяльным феном

Однако следует помнить, что применять такие устройства для микросхем BGA-типа нельзя. Термовоздушная, бесконтактная пайка представляет собой симбиоз строительного фена и паяльника, паять с помощью такого оборудования очень удобно и быстро.

Читать также:  Ремонт настольных сверлильных станков

Устройство фена

Паяльную станцию в виде фена принято использовать для того, чтобы расплавлять или размягчать пластмассовое изделие, тонкий металл или олово. Подавать воздух высокой температуры представляется возможным только после его проходе через сильно разогретую спираль. Для того чтобы создать паяльный фен самостоятельно, потребуется внимательно ознакомиться с его конструкцией.

Схема управления паяльным феном

Составляющие конструкции паяльного фена:

  • нагреватель (специальный корпус-трубка);
  • крыльчатый вентилятор либо насос, который подает поток воздуха;
  • ручки, включателя, датчика температуры.

Иногда можно также использовать специальные насадки, позволяющие менять поток струи.

Схема управления

Рассмотрим принципиальную схему управления феном, которая питается от одного источника. Данный факт значительно упрощает эксплуатацию устройства.

Схема управления паяльным феном

Главным элементом данной схемы является стабилизатор параметрического типа, который собран на транзисторе VT1, стабилитронах D5, D6, D7 и сопротивлении R1. Данное устройство гарантирует стабильность напряжения паяльного фена, в то время когда напряжение источника может изменятся из-за регулировок воздушных потоков.

Для того чтобы изменить скорость вентилятора используется выключатель SA1, который имеет два положения – 8В и 12В.

Стабилитрон D8 и предохранитель FU1 осуществляют защиту от предельных напряжений. Когда напряжение поднимается до 15 Вольт, диод открывается и предохранитель перегорает.

Разберемся, почему в данной конструкции лучше всего использовать именно параметрический стабилизатор. При использовании переменного тока, пики напряжения способны достигать предельных значений. Это выведет из строя микросхему. Пример привести довольно просто. При напряжении в 30 Вольт (переменный ток) пик составит:

Схема управления паяльным феном

Окончательная сборка

Сборка самодельной паяльной станции осуществляется в несколько этапов. Вначале собирают нагревательный элемент. Он состоит из 5 спиралей и керамической изоляционной трубки. Керамическую трубку можно заимствовать из телевизора (линия задержки содержит как раз то, что нужно).

Затем наматывают спираль нагревательного элемента. Производить намотку будущей спирали лучше всего при помощи дрели.

Одной из самых сложных деталей конструкции является корпус нагревателя. Его принято собирать из стакана, трубы и шайбы.

Схема управления паяльным феном

Удивительно, но стакан с внешним диаметров 1,65 см. идеально подошел от старой литий-ионной батареи. Именно в такие корпусы заключают химическую начинку. Перед тем как разбирать батарею ноутбука, ее следует полностью разрядить. Для этого используют низкоомные мощные резисторы.

В качестве корпуса паяльного фена можно использовать бутылку от газировки объем 1 литр. Бутылка выбирался исходя из размеров вентилятора.

Схема управления паяльным феном

Инфракрасная станция для пайки

Ремонтируя сложные схемы и материнские платы (особенно в которых имеют место компоненты BGA), потребуется инфракрасная станция. Китайская продукция отличилась очень низким качеством, а хорошая инфракрасная установка стоит довольно дорого. Выход очевиден: нет ничего сложного в том, чтобы собрать паяльный инструмент своими руками.

Схема управления паяльным феном

При сборке такого паяльного устройства можно вложиться в бюджет до 10 тыс. рублей. Несмотря на низкую себестоимость, станция отлично себя показала при проведении ремонтных работ, связанных с монтированием микросхем.

Описание конструкции

Схема управления паяльным феномУстройство состоит из следующих компонентов:

  • контроллер управления;
  • подогрев нижнего типа;
  • нагрев верхнего типа.

Контроллер должен быть 2-канального типа.

Первый канал подключается к термопаре или терморезистору платинового типа. Второй следует просто подключать к паре. Оба канала обладают автоматическими и ручными режимами. Первый допускает поддержку температур до 255 градусов при помощи обратных связей с термопарой или терморезистором.

Ручной режим позволяет производить настройки в диапазонах 99%. Память контроллера содержит четырнадцать различных типов термопрофилей: семь профилей свинцового типа и семь профилей для пайки без свинца.

Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном

Для содержащего свинец припоя диапазон максимальных температурных профилей начинается с 190°, и далее через каждые 5 до 220°.

Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном

Для припоя без свинца максимальные температуры профилей начинаются с 225°, и далее через каждые 5 до 250°.

Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном

В тех случаях, когда верхний нагревательный элемент попросту не справляется и нагрев обеспечить не удается, контроллерный элемент становится в режим «пауза» и ожидает нужную температуру. Это позволяет приспособить микросхему для нагревателей настолько слабых, что они не способны следовать за термопрофилями.

Контроллеры также используются, как регуляторы температуры паяльной станции, например, если необходима сушка или запекание паяльных масок. Такие устройства отлично подходят для поддержки температуры.

Простейшая установка от прикуривателя

Схема управления паяльным феномПрикуриватель, который управляется 12 вольтами автомобильного аккумулятора, способен создавать температуры, позволяющие паять BGA-контроллеры и различные SMD.

Множество конструкторов считают, что такая станция дает кольцо нагрева (так называемое «колечко»), которое будет повторять проекцию нагревателя. Однако тест на бумаге показал абсолютно равномерный нагрев, без колец. Это означает, что доработка прикуривателя имеет смысл.

При тесте было видно, что цвет бумаги равномерно окрашивает лист от центра в сторону краев. Чистый инфракрасный прогрев плюс конвекция без каких-либо поддувов – и прикуриватель превращается в отличное паяльное устройство.

Схема управления паяльным феном

Паяльные станции из прикуривателя, по сравнению с паяльными термофенами, тихие, не дают никаких струй и отдач, пайка происходит спокойно. Десяти вольт переменного тока, которые подаются от подходящего трансформатора, оказывается вполне достаточно для того, чтобы на расстоянии 1-1,5 см снять с материнской платы 100-разъемный процессор.

Читать также:  Нанесение хрома на пластик своими руками

Второй контакт спирали необходимо выводить в трубку корпуса и фиксировать высокотемпературным герметиком. При конструкции потребуется пайка латунью. Ее можно выполнить при помощи бензиновой горелки, полосы латуни и буры. Дистанция, при которой осуществляется спаивание, достигает максимально 1,5 см. Данная конструкция зарекомендовала себя очень хорошо.

Если придумать ручку, корпус и держатель, а это довольно несложно, учитывая корпус прикуривателя, то данное устройство будет в разы лучше, чем обычный паяльник китайского производства.

Набор для сборки

Существуют специальные наборы для сборки паяльных станций. Один такой набор предлагает собрать цифровую станцию на базе контроллера Atmega 328P.

Схема управления паяльным феномСписок деталей:

  • контроллер Atmega328p;
  • LCD с размерами 16х2;
  • ОУ: LM358;
  • оптическая развязка: MOC3063;
  • мосфеты IRFZ44N ( 2 шт.);
  • симистор: BT138;
  • стабилизатор;
  • потенциометры 10кОм;
  • подстроечные резисторы 10кОм.

В комплект также входят два светодиода, резонатор 16 Мгц, SMD резисторы и конденсатор емкостью 1 мкф. Неполный будет паяльный работ без переключателей, гнезда GX16 5 и 8 пин, импульсного блока питания на 24 Вольта.

Схема и печатная плата

Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном

Таким образом, при знании законов радиофизики изготовление паяльной станции своими руками не составит особого труда. Более того, при подборе качественных компонентов можно добиться отличных результатов.

Паяльный фен, контактная станция и другие самодельные приборы будут служить очень долго и, в отличие от китайских аналогов, будут работать в том температурном режиме, который нужен.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема управления паяльным феном

Схема управления паяльным феном

Поддавшись искушению, прикупил на AliExpress термовоздушный паяльный фен. Цена вопроса 600 рублей. Соответственно приступил к организации соответствующей «обвязки» устройства. Начал с управления вентилятором. Вентилятор в фене рассчитан на питание постоянным током 0,25 А и напряжением 24 вольта. Для этой цели тут исключительно подойдёт импульсный блок питания от принтера Canon К30232, коих в свободной вторичной продаже великое множество, причём за дёшево. И тут главное удобство даже не то, что он на необходимые 24 вольта и выдаёт вполне достаточный ток до 0,7 А, а то, что в схеме уже предусмотрен подстроечный резистор крайне необходимый при настройке выходного напряжения в нужном интервале.

Схема управления паяльным феномБлок питания от принтера Canon К30232

Свой БП не покупал, был в наличии, правда уже года два как неисправный, но когда действительно понадобился, то его удалось как-то быстренько починить.

Схема блока питания

Если БП в работоспособном состоянии тут самое главное избежать соблазна улучшения и кардинальных доработок. Всё на что нужно обратить своё внимание это смд резистор R25 номиналом 18 кОм. Для начала выпаять его и подпаять на контактные площадки два мягких многожильных провода в изоляции длиной по 15 см. И больше на плате ничего не трогать.

Схема управления паяльным феномДоработка БП для кулера

А вот с данным конкретным блоком питания, в виду его недавней неисправности, пришлось обойтись менее деликатно – выпаять для верности и полного понимания его настоящего функционирования не только смд резистор R25, но и подстроечный резистор VR21 и выходной стабилитрон ZD21.

Место подстроечника занял переменник на 4,7 кОм, а вместо смд резистора на 18 кОм был установлен переменный резистор на 22 кОм. Подключив в нагрузку электромотор ручной сверлилки и от души погоняв его, выставил переменником 4,7 кОм такое его положение, при котором переменный резистор на 22 кОм в крайнем левом положении ползунка выдавал 5 вольт на выходе, а в крайнем правом положении практически ровно 24 вольта.

Схема подключения фена станции

Убедившись, что для необходимой регулировки хватит и сопротивления родного подстроечника, вернул его на место. На силовой транзистор, для пущей надёжности, установил небольшой радиатор охлаждения. При этом замечу, что эксплуатироваться в дальнейшем блок питания в родом корпусе не будет. Это, пожалуй, самая наглядная и информативная схема распайки проводов паяльного фена, что удалось найти. На данном этапе интересуют только два провода которые идут к кулеру, один из них коричневый, на него подавать плюс питания, второй синий – минусовой.

Схема управления паяльным феномИспытания схемы

Теперь уже подключил вентилятор фена произвёл окончательную настройку. Диапазон регулировки сохранился от 5 до 24 вольт. При 5 вольтах вентилятор фена вращается на минимуме, это даже хорошо, что так получилось, будет типа обязательного дежурного обдува – охлаждения уже обесточенной нагревательной спирали и в момент запуска фена вентилятор включится в работу первым. В итоге положено начало изготовлению аналогового управления термовоздушной паяльной станцией. Автор Babay iz Barnaula.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *