Обыкновенный паяльник является очень простым инструментом для несложного ремонта бытовых приборов, пайки проводки и других операций. Поломка различных устройств - достаточно частое явление, и без замены элементов схемы не обойтись. В этом случае возможно применение обыкновенного паяльника для ремонта, однако, если деталь нельзя перегревать, то на помощь приходят паяльные станции.
Применение и виды паяльных станций
Паяльная установка (паяльная станция) - разновидность специализированного оборудования, которое применяется в радиотехнике для пайки простых и сложных схем и способно оказывать непродолжительное тепловое действие на радиодеталь.
Очень часто встречаются случаи, когда деталь выходит из строя во время перегрева при демонтаже. Для решения этой проблемы необходимо использовать флюсы для мгновенной передачи температуры и кратковременного воздействия. В этом случае при демонтаже простой детали можно воспользоваться и обыкновенным паяльником, ведь не имеет смысла тратить деньги на паяльную станцию. Если необходимо выполнить демонтаж исправной микросхемы с одной платы и припаять ее на другую, то при осуществлении операции обыкновенным паяльником очень высока вероятность механического повреждения или перегрева.
Для этих целей и используют ПС, которые превращают работу не в мучения, а в приятное занятие. Моделей этого оборудования очень много и каждая может содержать определенные компоненты:
- Прибор для контроля режимов работы или управляющий модуль.
Паяльник с регулируемой температурой.- Термостойкий пинцет из специального сплава (для пайки smd-компонентов).
- Фен для группового подогрева элементов схемы.
- Источник теплового излучения высокой мощности.
- Оловоотсос(удаление лишнего олова).
- Различные принадлежности для комфортной пайки.
Минимальная комплектация состоит из паяльника, управляющего модуля и держателя для паяльника.
Классификация и особенности устройств
Контактные ПС наиболее распространены и представляют собой паяльник с возможностью регулировать температуру нагрева. Их можно разделить на 2 категории:
- Для работы с оловянно-свинцовыми припоями.
- Для припоя без примесей свинца с нагревательным элементом с мощностью до 160 Вт. Благодаря регулятору температуры возможно применение для пайки припоем со свинцом.
Они бывают аналоговые и цифровые. Температура у аналоговых ПС повышается до тех пор, пока нагревательный элемент не нагреется полностью, а после этого питание отключается. При остывании происходит включение питания и температура снова увеличивается до определенного показателя. Для отключения питания в схему вмонтировано электромагнитное реле, которое завязано на термодатчик. Основным преимуществом является низкая стоимость. Благодаря такому устройству этой станции точное регулирование нагрева изменять нельзя, что приводит к перегреву деталей и частой смене жала.
Принцип регулировки цифровой станции происходит за счет регулировки температуры PID-регулятором, управляемым с помощью вшитой программы в микроконтроллер. Этот вид обладает более точным способом контроля нагрева относительно своего аналогового собрата.
В индукционных ПС нагрев происходит благодаря индукционной импульсной катушке. Под действием тока высокой частоты она генерирует вихревые токи в покрытии ферромагнетика.
Нагревание происходит до полного изменения магнитных свойств ферромагнетика (точки Кюри), после чего нагрев прекращается.
Бесконтактные применяются в основном для демонтажных работ и замены деталей с большим количеством выводов. Существует несколько видов ПС такого типа:
- Инфракрасные станции — профессиональное дорогостоящее оборудование, в комплект которого входит элемент из керамического или кварцевого излучателей. Имеют ряд достоинств: работа со сложными компонентами, универсальность, радиодетали не сдуваются с платы, равномерный нагрев.
- Паяльная станция с феном (термовоздушная) используется для равномерного разогрева деталей потоком горячего воздуха.
- Комбинированные сочетают в своей комплектации фен и паяльник.
Демонтажные ПС применяются для удаления с платы олова и быстрого съема деталей без перегрева последних.
Критерии выбора и рекомендации
Для выбора ПС необходимо четко понимать технические и конструктивные параметры, а также все слабые и сильные стороны. Основные характеристики выбора:
Нагревательный элемент бывает керамический и нихромовый. Первый нагревается достаточно быстро и за счет термостабилизации служит достаточно долго. Нихромовый стоит меньше, но часто выходит из строя.- Диапазон терморегулятора позволяет точно производить контроль за температурными показателями (не ниже 250 градусов по Цельсию).
- Скорость нагревания.
- Мощность является основным параметром ПС и определяет сферу применения.
- Габариты.
- Напряжение питания устройства.
Существует достаточное количество моделей ПС, и очень сложно определиться с выбором конкретного устройства. Самый главный совет: выяснить, для каких целей нужно применять, и наличие финансовых средств.
Для обыкновенной пайки могут подойти контактные ПС. Температура жала или рабочего элемента регулируется с помощью переменного резистора в блоке питания от 250 до 350 градусов по Цельсию. Оптимальные модели: AOYUE - 936, AOYUE - 936, Lukey - 936+.
Для ПС без применения свинца используется мощность от 75 до 170 Вт. Не могут применяться для ремонта плат с миниатюрными SMD-элементами. Модели, получившие широкое распространение: Goot PX-501, GOOT RX-802AS, AOYUE 2900 и GOOT RX-852AS.
Термовоздушные используются для работы с миниатюрными элементами и отлично зарекомендовали себя. Труднодоступность и перегрев для этой модели не являются преградами, потому что процесс распайки происходит благодаря горячему воздуху, который генерируется компрессором и проходит через нагревающий элемент, причем температура последнего регулируется. Недостатком является невозможность применять с большими BGA- микросхемами. Модели, отлично зарекомендовавшие себя: ATTEN AT860D, Lukey 850D, AOYUE 857A++.
Комбинированная из термовоздушных получившая широкое применение - это Lukey 852 D+, но есть и неплохие варианты из серии AOYUE.
В состав демонтажных станций входит компрессор, работающий на всасывание. Среди распространенных моделей нужно отметить: AOYUE 2702A+ и AOYUE 474A+.
Самыми распространенными ПС являются инфракрасные. Их основное предназначение - для монтажа и демонтажа микросхем среднего и крупного размеров. Они широко применяются для ремонта компьютерной техники.
Однако многие радиолюбители могут сделать нормальную ПС и своими руками, ведь в интернете предоставлено много самоделок.
Паяльная станция на микроконтроллере
Позволить купить нормальную ПС может не каждый радиолюбитель. Если есть знания в электротехнике, а также возможность достать радиодетали, программатор и микроконтроллер, то появляется шанс сделать свое устройство. Сборка своей собственной ПС имеет положительные моменты: экономия денег и повышение уровня мастерства.
Устройство, печатная плата и схема
Изготовление ПС своими руками включает в себя: схему устройства, создание платы, программирование микроконтроллера, изготовление паяльника, фена, блока питания, монтаж и настройка.
Схема 1 - Схема электрическая принципиальная ПС
Схема не очень сложная, и человек, владеющий твердыми знаниями, может ее собрать, к тому же есть интернет, в просторах которого можно найти любой ответ на любой вопрос. Детали несложно достать в специализированных магазинах. Перечень деталей:
- микроконтроллер - основной элемент: Atmega328p или аналог;
- LCD-дисплей;
- LM358;
- опторазвязка: MOC3063;
- IRFZ44N (2 шт);
- симистор: BT138;
- стабилизаторы: L7812CV и L7805CV;
- потенциометр: 10К (3);
- переменный резистор: 10К (3);
- резистор: 22к;
- светодиод: 3 мм, 20мА (2);
- резонатор: 16 Мгц;
- smd-резисторы: 220 (2), 10к (4), 220к (2);
- smd-конденсатор: 1 мкф (3 шт.);
- переключатель: 3 штуки;
- гнездо: GX16 5 pin и 8 pin;
- импульсный блок питания 24В, >3А.
Для монтажа деталей необходимо создать специальную монтажную плату (рисунок 1). В интернете есть много способов такой процедуры. Широкое распространение получила технология ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Для этого нужна программа, благодаря которой создается плата; лазерный принтер (печатать на максимальном качестве) и утюг (для переноса рисунка на плату). После чего она травится в хлорном железе, высушивается, и в ней просверливаются отверстия.
Рисунок 1 - Пример монтажной платы для ПС своими руками
Нужно обязательно прошить (закачать программу на микроконтроллер) перед установкой его на плату. Текст программы для прошивки контроллера можно написать самому или же воспользоваться готовым. Существует множество интернет-ресурсов обучения программированию для специализированного написания программного обеспечения для прошивки контроллеров. Есть возможность заказать все готовое, и остается только собрать.
Особенности конструкции и настройка
Микроконтроллер отвечает не только за управление ПС, но и выводит информацию на дисплей. Управление очень простое и завязывается на 3-и переменных резистора (10к и 0,5 Вт): первый отвечает за температуру, второй - температуру фена, а третий - обороты кулера.
Светодиоды примерно на 20 мА, мощные не использовать, так как фен работает некорректно.
Паяльник необходимо брать 40 Вт (Ya Xun), штекер которого имеет 5 пинов. Этот паяльник имеет встроенную термопару (именно с термопарой, а не термистором), и нужно соблюдать полярность (вызовет неконтролируемый нагрев).
Фен, оборудованный собственной термопарой и 8-pin разъемом, должен быть мощностью от 350 до 700 Вт. При его подключении также необходимо соблюдать полярность.
В качестве блока питания можно использовать зарядник для ноутбука 24 В и 2 А (лучше 4-5А). В них есть стабилизация напряжения, защита от короткого замыкания, и недорого стоит. Подойдет и БП для светодиодных лент на 24 В и силой тока от 1 А.
Силовые компоненты схемы крепятся на радиатор, предварительно сажаются на термопасту. К плате подключается кулер на 12 В.
Тестирование или настройка производится мультиметром с термопарой. Для этого нужно выставить на ПС температуру (фена и паяльника) и измерить ее прибором, если примерно температуры совпадают, то все собрано правильно. В противном случае необходимо все полностью перепроверить и устранить ошибки.
Самодельная модель ПС обладает рядом достоинств, среди которых низкая цена. Кроме того, не уступает некоторым заводским моделям, а некоторых даже и превосходит. Существует возможность регулировки системы охлаждения.
Таким образом, для выбора паяльной станции необходимо четко знать задачи, которые она должна выполнять. Для начинающих радиолюбителей могут подойти недорогие модели, а для профессионалов - специализированное оборудование. Существует вариант самодельной комбинированной ПС, собранной на микроконтроллере. В любом случае выбор остается за вами.
