Паяльная станция своими руками.

1. Предисловие.
2. Терморегулятор.
3. Измеритель температуры.
4. Индикатор.
5. Все вместе и настройка.
6. ФАИЛО!
7. Если бы я делал второй раз.
8. Заключение.

1. Предисловие.

С самого начала хочу отметить, что выдумал это не я а камрад vizzy, за что ему огромное спасибо. Так что я, как обычно, собезьянничал, ничего сам не придумал. Кусочек моей переписки с ним его печатную плату в Спринте и его схему я выложил отдельной страницей. Обязательно к ознакомлению.

Захотел я домой паяльную станцию, на работе пользуюсь ERSA Digital 2000, поэтому что такое хорошая станция знаю.

Долго выбирал, чтобы очень хорошо и сильно дешево, а лучше бесплатно. Вроде выбрал ERSA RDS80, но потом увидел вот эту ветку на Веговском форуме и загорелся сделать сам. Не сказать, что я на этом сильно сэкономил, просто приятно работать инструментом, который собственного производства. Для этого купил паяльник с керамическим нагревателем от станции Соломон, трансформатор, коробку и немножко деталек. И все это сложил в паяльную станцию. Похоже, что Solomon-SL30, построен функционально так же как и эта станция. Если у кого есть схема пришлите, интересно.

А вот фотографии Solomon-SL30 изнутри, заслал камрад Vlad Bo, за что ему спасибо. Под жестяным экраном на плате управления скрываются четыре подстроечника.

Что сделал я. По порядку. Вся станция состоит из паяльника, терморегулятора, двухканального измерителя температуры, платки индикации и коробки, в которую это все засунуто.

На фотке мой паяльник. Кстати, оказался удобным и ручка совсем не греется, даже если долго работать. Даже если целый день стоит включенным становится чуть теплой. По сравнению с ERSA блекнет, и жала там меняются сподручнее, и шнурок помягче, и сам полегче, но тем не менее, это тоже хороший паяльник.

2. Терморегулятор.

Все просто: сигнал с термопары усиливается инструментальным усилителем A1 и сравнивается компаратором A2 с опорным напряжением, которое задает температуру паяльника. Напряжение устанавливается переменником R7. Если ниже, то открывается симистор TR1 и паяльник греется, если выше, то симистор закрывается и паяльник остывает. Схема PDFом.

Я использовал инструментальник INA129 vizzy использовал INA217, на самом деле не принципиально какой инструментальник будет использован, посмотрите даташит и поставьте подстроечник R2 примерно такой, чтобы обеспечить регулировку усиления около 25, около этого значения или чуть меньше получается характеристика 1mV/С°. В качестве компаратора можно поставить вообще практически что угодно. Я поставил OPA37, знаете почему? Она лежала на столе и на ней очень красиво написано Burr Brown! Компаратор открывает транзистор Т1, который может быть любым маломощным n-p-n, у меня лежал 2N5551, но подойдет любой. Транзистор, через светодиод D2, который индицирует нагрев, заставляет работать драйвер А3 MOC3041, который в свою очередь открывает симистор TR1 BTA06-600BW. Симистор можно опять же поставить почти любой, главное, что бы по току вписался, или пару тринисторов или еще мост и один тринистор, как душе угодно. Одним словом, конструкция позволяет ставить любые детальки, единственное, что я купил специально это драйвер. Каким его можно заменить - не знаю, я сразу нашел такой. Все мероприятие питается от трансформатора через диодный мост BR1, напряжение с которого поступает на 78S12 и 78S05 положительное и 79L12 79L05 отрицательное. Дело в том, что индикация много жрет по положительному напряжению, поэтому и стоят стабилизаторы "побольше", если индикации не будет, то можно поставить мелочь и не ставить на радиатор, а от 5 вольтовых стабилизаторов отказаться, взяв опорное напряжение из +12 с соответствующим пересчетом формирующих резиков для смещения R4 и R5 и цепочки R6, R7 и R8, задающей температуру паяльника. С номиналами указанными на схеме температура регулируется от 220°С до 380° С, по расчету, на практике получилось 220°С - 388°С.

Мне такого интервала хватает, если есть необходимость, то пересчитайте и замените. Переменник R7 с линейной характеристикой. Подстроечники ставьте многооборотные, с простыми замучаетесь регулировать. И довольно удобно получилось: в левом крайнем положении как стендбай, припой остается едва расплавленным, средина около 300°С - для меня самая удобная температура, крайнее правое - что то тяжелое пожечь, или серебросодержащим безсвинцовым припоем паять. Хотя я все равно потише делаю, от 320°С до 340°С.

Все смонтировано на односторонней печатной плате изготовленной фоторезистом. "Чисто" у меня развести не получилось - есть три перемычки. Размер под коробку которую я приобрел у спекулянтов-кровопийц из ELFA.

Получить маленький размер задача не стояла, нужно было точно вписаться в коробку, что и было исполнено. При необходимости, я думаю, можно уменьшить на 40%, а если использовать СМД, то и больше. Положительные стабилизаторы и симистор установлены на радиатор из алюминиевого уголка, симистор через изолирующую прокладку. Стабилизаторы греются сильно, тиристор не очень, так перестраховка. Размер уголка продиктован корпусом, можно меньше, он контачит с дном корпуса и часть тепла сливает туда.

А что бы контакт по теплу был лучше я плюхнул немножко термопасты.

3. Измеритель температуры.

Измеритель температуры собран на двух ICL7107, строго по схеме из даташита стр. 12, рисунок 15. Все очень просто и начинает работать сразу. Может быть стоит изменить номиналы цепи генератора, там все заточено под 60 Гц, и частоту обновления на индикаторе сделать побольше для задающего, для удобства, а то тормозит маленько, но я этого не делал, все работает и так. Одна микросхема измеряет задающее напряжение, вторая усиленное инструментальником.

Почему я не сделал как у Соломона? Не знаю, мне показалось, что видеть сразу две температуры удобнее. Спаял не подумав. Пришлось из-за этого ставить мелкие семисегментники в индикатор, вобщем зря. Достаточно было половины. Все собрано на односторонней плате, питание подается общее, а земля для каждого канала измерения своя, правда не разделена на силовую и измерительную, посчитал не нужным. Если кого-нибудь заботит возможная погрешность из-за падения напряжения на проводе земли, то надо 21 ногу подключить к земле отдельным проводом, и, соответственно, разорвать землю на плате. Плата индикатора стоит вверх ногами над платой измерителя.

Изначально я думал обойтись двумя платами, разместив индикацию на одной стороне, а измерение на другой, но как не крутил у меня не хватало места даже на оду микросхему с обвязкой и три семисегментника. Потом плюнул и индикацию вывел на отдельную третью плату, соединив с измерителем веселенькими шлейфиками.

Беспокоится на счет непрочности соединения не стоит. Это как один прутик и веник, получается довольно прочно. Единственная неприятность это два шлейфа зачистить с двух сторон и залудить. Б-р-р-р! Долго и нудно. А распаять быстро и просто.

Совет с форума сам не пробовал: "Есть очень простой способ: обрзанный в размер шлейф кладется на стол и паралельно линии среза на необходимом расстоянии проводится горячим жалом паяльника, потом переворачивается и с другой стороны на том же расстоянии. Изоляция после этого легко сдёргивается, причем сразу со всех проводочков. Затем наносится флюс и лудится. Затем разделяют руками или кусачками проводочки." (с) anatol0

Вот еще момент. На плате расстояние между выводами конденсаторов 5мм, на фотках у большинства 2.5 мм, издержки дырявой памяти: кондесаторы купил и положил на работе, а плату дома разводил. Не ошибитесь при покупке или поменяйте корпусировку на плате.

4. Индикатор.

Тут вообще все просто. Шесть штук АЛ304Г (кажется, не помню, лежали в столе) и кусок стеклотекстолита. Никаких тонкостей особенных нет, немножко извращенная технология: сначала распаял шлейф к плате, потом напильником уменьшил высоту пайки, сразу по всей площади, а потом уже припаял семисегментники. Семисегментники опять же могут быть любыми, важно только что бы с общим анодом. Да, и маленько лопухнулся я, расстояние между ногами выставил 1.27мм, а у старинных советских изделий видимо 1.25мм, поэтому ноги маленько "враскоряку". исправлять не стал, лениво. Индикатор и окошко двумя М3 прикручены к передней панели.

5. Все вместе и настройка.

Сборку (специально для начинающих, что бы не было лишних походов за детальками)следует начинать с источника питания, мост, конденсаторы, стабилизаторы. И только после того как убедитесь в нормальности напряжений паяйте дальше! Во время сборки внимательно смотреть на счет "соплей"!

После питания лучше собрать измеритель, припаять к плате регулятора проводами подлиннее и выставить опорное напряжение 1 В на 36 ноге подстроечником, на этом настройка индикатора закончена. Потом дособрать регулятор и подключив термопару проверить его работоспособность. Если подключаете встроенную в паяльнике термопару, то нагревательный элемент пока не подключайте, сначала нужно убедиться, что все работает. Управляющее напряжение удобно измерять на 3-ей ноге ОУ, а выходное напряжение инструментальника на 2-ой ноге ОУ. При превышении напряжения на 3 ноге светодиод должен загораться, и наоборот при превышении на 2 - тухнуть. Соответственно должен открываться-закрываться транзистор-драйвер-тиристор. Напряжение на 3 ноге должно быть в диапазоне 220 - 380 мВ, изменяется переменником, на второй ноге должно быть изначально около 25 мВ - численно равное окружающей температуре. С нагревом должно пропорционально увеличиваться. Для проверки работоспособности можно использовать вместо термопары еще один переменник позволяющий получить такое же напряжение, как задающий, а просто посмотреть работает - не работает погреть в руках.

Настройка. Все просто и сложно одновременно. Напряжение термопары линейно зависит от температуры. Нужно выставить два параметра - угол наклона и начальное смещение. Подстроечником R2 регулируется усиление, а значит наклон графика зависимости f=U(t°), а R4 - начальное смещение. Т.е. за один раз фиг получится, придется действовать последовательным приближением.

Должно получиться усиление около 25-ти и несколько милливольт смещения. Я калибровал внешней термопарой, но можно и обойтись без приборов, используя как референс мелко нарубленный лед с водой, собственную температуру, кипящую воду (0°С, 36,6°С и 100°С) и встроенную термопару, думаю, что точность будет достаточной для спокойной пайки.

Трансформатор. Я купил в ELFA тороидальный транс на 60 ВА с двумя обмотками по 12 В. Номинальная мощность паяльника 48 Вт, боялся, что транс будет греться. Вообще не греется! Совсем! Даже на максимальной температуре при пайке тяжелых железяк в ТО-3. Можно смело меньше ставить. Думаю, что 40 ВА хватит. Не забудьте про предохранитель! Безопасность прежде всего.

Все запихано в красивую алюминиевую коробку Hammond, получилось довольно плотно и аккуратно. Морду я отдельно нарисовал в Солид Воркс, что бы иметь представление, что получится. Когда получилось поимел готовый чертеж, по которому и нашуровал отверстий в передней панели.

6. Файло.

Все файлики получившиеся во время изготовления сего чудо-паяльника. Перво наперво файлы PCAD2006, в архиве:

• схема регулятора, плата, библиотека
• плата измерителя, библиотека, схемы нет, рисовал прямо с даташита
• плата индикации, библиотека, схемы нет и быть не может

С гордостью могу сказать, что первый раз у меня приличные библиотеки, без мусора, все есть, ничего не попутано. Одно НО: и в схеме и в библиотеках регулятора есть несоответствие по активным компонентам, я ставил то, что подходило по корпусировке. Так что читайте в тексте, а не в схеме.

Файлики морды для SolidWorks2005 в архиве:

• все элементы по отдельности
• сборка
• чертеж.

Очень полезный инструмент для понимания того, что получится в результате, особенно для бедных фантазией, как я.

Номера деталек по каталогу ELFA задействованных в данном прожекте, с ценой в евро:

Если добавить сюда стоимость самого паяльника и деталюшек, то получится почти любовь к искусству, но если не блатовать и взять корпус от компьютеоного БП, трансформатор попроще и крутилку не блатную, то стоимость сразу получится разумная. Тут основные деньги сожрал внешний вид: хотелось красивую коробку, а к ней пришлось купить трансформатор по-дорогому. Еще раз хочу заметить, цель была не сэкономить, а своими руками сделать.

Камерады, если кто-то знает где беруться красивые, удобные металлические корпуса корпуса по разумной, ну или хотя-бы не по такой дурной цене обязательно сообщите. И где трансформаторы брать сиротке!

Для несчастных, у которых нет SolidWorks чертеж есть выше, а для еще более несчастных, у которых нет PCADа или софта которым можно конвертнуть я ложу PDFку с рисунками плат высокого разрешения. Схему посмотрите наверху. Там в таком порядке: крупненько сборочный чертеж, в натуральную величину плата, плата регулятора и измерителя разведена в нижнем слое, поэтому в ПДФе лежит сразу в зеркале, платка индикации разведена в верхнем, поэтому как есть. Несчастные, печатать надо "как есть" и запечатаной стороной к плате.

7. Если бы я делал второй раз.

...то индикацию я бы вообще не делал - нафиг не нужна! Лучше поставить крутилку прецезионную со стрелочкой и сделать шкалу. Надо только правильно настроить и будет счастье. Если решите идти таким путем, то хорошо бы иметь чем измерять температуру. Если есть, то спокойненько калибруем усиление и оффсет измеряя напряжение на 2-ой ноге инструментальника, а потом размечаем шкалу - миливольты в градусы тупо в лоб на 3-ей ноге. И вся недолга!

Если измерять температуру нечем использовать лед-себя-кипяток и закалиброваться, дальше по тексту...

И последнее, для самых ленивых, но на самом деле не страшное. Берем даташит на инструментальник и выясняем какое сопротивление соответствует усилению 24, тупо ставим подстроечником или паяем прецезионный резик, тут точность нужна, всякие ±5% не катят. Оффсет выставляем 8-10мВ, отключив паяльник, и измеряя напряжение все на той же 2-ой ноге. То, что вы попали точнее чем китайские настройщики - к бабке не ходи! Измеряем напругу на 3-ей ноге и размечаем шкалу. Или не размечаем, а подбираем температуру "на глаз" по удобству пайки. И все!

Если делать без индикации, не покупать корпус, трансформатор и подстроечник в ELFA, то цена получится не то что смешная, а обхохочешся! Дешевле только зажигалкой газовой паять.

Подводя черту хочу сказать, что с индикацией я не просто погорячился, а перегнул палку основательно! Этот светодиод, который индицирует нагрев я вообще не понимаю нафиг я вывел на морду если у меня обе температуры сразу показывает! Елочная игрушка получилась, а не станция.

8. Заключение.

Паяльная станция - вещь крайне полезная, с обычными сетевыми паяльниками ни в какое сравнение не идет. Греется быстро, температуру держит. Никогда жженой канифоли или отслоившихся от перегрева дорожек, быстросменные жала, от очень тонких, которыми даже SSOPы паять можно, до массивных для силовых элементов. Ну и перегреть - шансы уменьшаются. Пока не попробуешь - не поймешь. Конечно ERSA рабочая намного удобнее, но за ее стоимость можно коробку из под телевизора такими самоделками набить.

Хотелось бы еще раз сказать спасибо vizzy за идею, консультации и вааще, за то, что он хороший, а так же выразить сердечную благодарность вот этому парню

за помощь с программным обеспечением, гы-гы два раза.

Повторяйте смело, не пожалеете, вещь простейшая, сделать легко. Ну или улучшайте, но помните, что усложнить легко, а упростить очень трудно. Успехов! Получится что-то путнее - внимательно все запишите и сфотографируйте, а я здесь доложу. Хорошо?