Estación de soldadura por infrarrojos con control desde computador. Estación de soldadura infrarroja casera
Lo más probable es que no valga la pena explicar cuánto se necesita una estación de soldadura para la operación y reparación de equipos electrónicos modernos, solo una pérdida de tiempo. Desafortunadamente, incluso las opciones más económicas para dicho equipo cuestan mucho dinero, desde 10 mil rublos y más, por lo que para trabajar en casa debe buscar opciones para hacer una estación de soldadura con sus propias manos. Esta no es una tarea fácil, requiere paciencia para depurar y configurar el componente de control de la estación de soldadura.
Opciones para construir una estación de soldadura.
Entre cualquier información útil y no muy amplia disponible en la red, puede encontrar una gran cantidad de circuitos y dispositivos caseros, hasta opciones para hacer termopares y secadores de cabello caseros. En la práctica, para soldar y calentar los componentes electrónicos de las placas base y las tarjetas de video de las computadoras, estaciones de control y otros equipos de microprocesador, se utilizan con mayor frecuencia dos tipos de instalación:
- Un diseño que funciona según el principio de transferencia de calor por aire caliente. Ensamblar una estación de soldadura de aire caliente de este tipo con sus propias manos es bastante simple, pero bajo una condición, la mayoría de los componentes deben comprarse listos y no intentar fabricarse de forma artesanal;
- La instalación sin contacto funciona según el principio de un emisor de calor. La estación de soldadura infrarroja de bricolaje se ensambla sobre la base de potentes lámparas halógenas y un sistema de reflectores. Para controlar la calefacción, se utilizan las capacidades de software de la computadora portátil.
La estación de soldadura más genial, cuyo rendimiento se confirma en la práctica, se reconoce como una instalación hecha de un espejo reflectante y una potente lámpara halógena de 500 W.
¡Para tu información! Con la configuración correcta de una estación de soldadura de este tipo, fue posible soldar los contactos con soldadura de plata dura.
Pero para soldar o calentar, dicho dispositivo será mortal, porque el criterio principal al elegir una opción de estación de soldadura debe ser la capacidad de control del calentamiento de la superficie con una precisión de 1 ° C.
Construcción de una estación de soldadura de aire de baja potencia
El diseño de la estación de soldadura consta de cuatro elementos principales:
- Tableros de control de procesos de calentamiento;
- Cuerpo;
- Fuente de alimentación;
- Secador de pelo y soldador.
La fuente de alimentación y la carcasa se seleccionan de acuerdo con los recursos disponibles. El resto de nodos habrá que comprarlos o hacerlos a mano.
Herramienta de trabajo principal de la estación de soldadura de aire.
El cuerpo de trabajo principal de la estación de soldadura es un secador de cabello con una espiral eléctrica y un enfriador que sopla aire caliente sobre la superficie de la soldadura o microchip. Su dispositivo es simple y, si lo desea, puede enrollar una espiral de nicromo desde un soldador común de bajo voltaje en un tubo de cerámica.
El elemento calefactor está aislado con varias capas de fibra de vidrio. El nicromo no se calentará hasta el estado de metal caliente, pero es necesario aislar la superficie al menos para que la superficie del metal no se oxide. En la salida del dispositivo de calentamiento, es necesario instalar un anillo o boquilla de cerámica con un diámetro de 8-10 mm. Los chips resistentes al calor que fijan las bobinas de calentamiento en planchas viejas son los más adecuados. La potencia del calentador para la estación de soldadura se requerirá en el rango de 400-500W, no menos.
Para organizar la presurización, puede usar un enfriador de una computadora o tomar como base un estuche con un motor y un ventilador de un secador de cabello para acampar. Pero en este caso, tendrá que desarrollar su propia versión para controlar la velocidad del motor y la presión del flujo de aire.
¡Consejo! Hay muchos esquemas de control manual en los que se propone organizar el suministro de aire al elemento calefactor mediante un compresor externo.
De la práctica, podemos decir que el control del suministro de aire de la estación de soldadura solo debe ser automático; de lo contrario, encender y apagar la válvula de derivación de presión hará que el proceso de soldadura sea una harina real y no funcione.
Además, se debe instalar un termopar en el diseño del secador de pelo, con la ayuda del cual, de hecho, se regula la temperatura del aire.
El diagrama de conexión del secador de pelo se puede hacer como se muestra en la figura a continuación.
La calidad de la soldadura depende de cuán conveniente y seguro sea el diseño del secador de cabello para funcionar, por lo que si no quiere perder el tiempo con productos caseros, puede comprar un secador de cabello normal en la estación de soldadura de escritorio Luckey, modelo 702, y simplemente adaptarlo a la placa de control.
Sistema de control de la estación de soldadura
De la lista anterior, el nodo más difícil para una estación de soldadura de bricolaje es la placa de control. Puede comprarlo listo para usar, pero si tiene experiencia en la construcción de tales estructuras, puede ensamblar fácilmente el circuito con sus propias manos, se puede pedir un conjunto de piezas en línea.
De todas las opciones existentes disponibles en línea, el circuito basado en el controlador ATMEGA 328p es reconocido como el más confiable y fácil de usar. El tablero se ensambla sobre la base del diagrama a continuación.
El montaje se realiza sobre placa de fibra de vidrio, y con una calidad de montaje normal, el sistema de control de la estación de soldadura arranca al primer intento. Al ensamblar la placa, deberá tener mucho cuidado al soldar los elementos, especialmente el circuito de alimentación del chip, haciendo una conexión a tierra y tratando de no excederse con el calentamiento de las patas. Pero, antes que nada, será necesario que el programador introduzca el código de control del programa. Como fuente de alimentación de la estación de soldadura, se utiliza un interruptor de impulsos de 24 V-6 A con protección de sobrecarga incorporada.
El circuito de control de la estación de soldadura utiliza un par de potentes mosfets IRFZ44N, se deben tomar medidas para proteger contra el sobrecalentamiento y el agotamiento. Si el calentador del secador de pelo resultó ser demasiado potente, es muy posible que el bloqueo de la fuente de alimentación funcione.
Es deseable llevar el simistor y el par optoelectrónico a una placa separada y asegurarse de instalar un radiador de enfriamiento. Para un optoacoplador, se recomienda utilizar LED de control de potencia relativamente baja con un consumo de corriente máximo de hasta 20 miliamperios.
El diseño de la estación de soldadura utiliza un soldador de cinco pines con una potencia de 50 vatios. Los desarrolladores recomiendan usar Arrial 936, pero puede instalar cualquier herramienta similar con un termopar preinstalado.
Montaje y ajuste de la estación
Todos los elementos están montados en una caja de matriz cerrada de una fuente de alimentación antigua, un radiador y un interruptor están colocados en la pared trasera, y un indicador de temperatura está en el frente.
La estación de soldadura está controlada por tres resistencias variables por 10 kOhm, las dos primeras regulan la temperatura del soldador y el secador de pelo, la tercera establece la velocidad del ventilador de aire caliente.
El proceso de ajuste solo se refiere al ajuste de la temperatura de calentamiento del soldador y la pistola de aire caliente en el tablero de la estación de soldadura. Para hacer esto, conectamos la alimentación al soldador y usamos un termopar con un probador para medir la temperatura real de la punta de calentamiento. Luego, usando una resistencia de corte, mostramos la lectura en el indicador digital de la estación de acuerdo con los datos del probador. De manera similar, medimos la temperatura del flujo de aire del secador de pelo y ajustamos las lecturas en el indicador con un recortador. Si aumenta la velocidad del ventilador del secador de pelo, el lugar de soldadura se puede calentar fácilmente hasta 450 ° C.
Hacer un soldador infrarrojo
Las estaciones de soldadura que funcionan con radiación infrarroja, con raras excepciones, se utilizan para calentar un procesador, puente o procesador soldado en una tarjeta de video. Como sabe, los procesadores no toleran muy bien el sobrecalentamiento y, a menudo, bajo una carga pesada y una disipación de calor deficiente, la soldadura de baja temperatura de los contactos de la almohadilla se suelda.
Una de las formas bárbaras de restaurar el contacto es calentar el "cuerpo" del procesador con radiación térmica dosificada. Esto se puede hacer con un secador de pelo común o incluso con una plancha, pero después de tales procedimientos se logra un efecto positivo en uno de los tres casos. Por lo tanto, los especialistas caseros prefieren construir estaciones de soldadura por calentamiento por infrarrojos.
Fabricación de carcasas y elementos calefactores.
Estructuralmente, la estación de soldadura consta de cuatro elementos principales:
- Bloque calefactor inferior;
- Bloque calefactor superior;
- Soporte y unidad de control del calentador.
Entre las cajas superior e inferior, la placa base de la computadora se coloca de modo que la corriente infrarroja del sistema de calefacción superior se dirija principalmente al objetivo: la caja del procesador. El resto de la placa se cubre contra el calor con una placa de aluminio o papel de aluminio con una ventana recortada para el procesador.
El cuerpo inferior de la estación de soldadura se utiliza para crear un escudo térmico, en otras palabras, para calentar adicionalmente la placa a fin de reducir la pérdida de calor por convección de aire.
¡Importante! Todo el truco de la estación de soldadura es hacer que el calentamiento no solo sea eficiente, sino también controlable, es decir, no se puede permitir que la carcasa se sobrecaliente, por lo que el diseño utiliza un termopar y una interfaz de control de halógeno.
Como calentadores, puede usar una espiral de nicromo común colocada dentro de tubos de cuarzo o halógenos R7S J254.
Para la fabricación del cuerpo del bloque inferior, puede utilizar cualquier caja de acero de tamaño adecuado, en la que se instalen los conectores de la lámpara. Como resultado, después de ensamblar y conectar el cableado, se obtiene el diseño de la estación de soldadura, como en la foto.
El bloque de calentamiento superior está hecho de manera similar.
Todo el dispositivo y el control están montados en un trípode de una antigua ampliadora fotográfica soviética, que tiene un ajuste de altura de la unidad superior. Queda por ensamblar el sistema de control de la instalación de soldadura.
Termopares y control
Para evitar el sobrecalentamiento, la estación de soldadura utiliza dos termopares, para la carcasa del procesador y el resto de la placa base. Para controlar la estación de soldadura, se utiliza la placa de interfaz Arduino MAX6635, que se conecta al puerto serie de una computadora portátil o PC doméstica, para lo cual debe buscar el contenido de software adecuado o hacerlo usted mismo.
La estación de soldadura se controla de la siguiente manera. La computadora recibe información sobre la temperatura a través de la interfaz y un termopar y cambia la potencia del flujo de calor con la ayuda de pulsos de encendido y apagado de los halógenos de la estación. A medida que se sobrecaliente, la duración del período de encendido de la lámpara se reducirá, y cuando se enfríe, por el contrario, se incrementará.
Cuando está ensamblada, la estación de soldadura se ve como en la foto. El costo de construcción fue de poco más de $ 80.
Conclusión
Hay al menos cuatro opciones más para fabricar un soldador, incluyendo una de ellas de tipo batería. Cuál es el más conveniente para operar solo se puede establecer de manera práctica, después de la construcción de un soldador de tamaño completo. Los dos diagramas del sistema de soldadura presentados en el artículo son los más simples y asequibles de fabricar con un presupuesto muy modesto de $ 150.
Durante mucho tiempo he estado pensando en cómo hacer una estación de soldadura con mis propias manos y reparar mis viejas tarjetas de video, decodificadores y computadoras portátiles. Se puede usar una almohadilla térmica halógena vieja para calentar, la pata de una lámpara de mesa vieja se puede usar para sostener y mover el calentador superior, las tablas descansarán sobre pasamanos de aluminio, el serpentín de la ducha sostendrá termopares y la placa Arduino monitoreará la temperatura.
Primero, comprendamos qué es una estación de soldadura. Los chips modernos en los circuitos integrados (CPU, GPU, etc.) no tienen patas, pero tienen una matriz de bolas (BGA, Ball grid array). Para soldar / desoldar un chip de este tipo, debe tener un dispositivo que caliente todo el IC a una temperatura de 220 grados y no derrita la placa, y tampoco someta al IC a un choque térmico. Es por eso que necesitamos un controlador de temperatura. Dichos dispositivos cuestan en el rango de $ 400-1200. Este proyecto debería costar alrededor de $ 130. Puede leer sobre BGA y estaciones de soldadura en Wikipedia, ¡y comenzaremos a trabajar!
Materiales:
- Calentador halógeno de cuatro lámparas ~1800w (como calentador inferior)
- IR de cerámica de 450 W (calentador superior)
- Lamas de aluminio para cortinas.
- Cable de ducha en espiral
- Alambre fuerte y grueso
- Pie de lámpara de mesa
- Placa Arduino ATmega2560
- 2 placas SSR 25-DA2x Adafruit MAX31855K (o haz las tuyas como hice yo)
- 2 termopares tipo K
- Fuente de alimentación CC 220 a 5v, 0.5A
- Módulo de letras LCD 2004
- zumbador de 5v
Paso 1: Calentador inferior: reflector, lámparas, carcasa
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Encuentra el calentador de halógeno, ábrelo y saca el reflector y 4 bombillas. Tenga cuidado de no romper las lámparas. Aquí puedes usar tu imaginación y crear tu propio estuche que contendrá las lámparas y el reflector. Por ejemplo, puede tomar una caja de PC vieja y colocar lámparas, un reflector y cables dentro. Usé láminas de metal de 1 mm de espesor e hice estuches para los calentadores inferior y superior, así como un estuche para el controlador Arduino. Como dije antes, puedes ser creativo y proponer algo propio para el caso.
El calefactor que utilicé fue de 1800W (4 lámparas de 450w en paralelo). Use los cables del calentador y conecte las lámparas en paralelo. Puede construir un enchufe de CA como lo hice yo, o conectar un cable directamente desde el calentador inferior al controlador.
Paso 2: Calentador inferior: Sistema de fijación de placas
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Después de crear la carcasa inferior del calentador, mida la mayor longitud de su ventana y corte dos piezas de riel de aluminio de la misma longitud. También deberá cortar 6 piezas más, cada una de la mitad del tamaño del lado más pequeño de la ventana del calentador. Haz agujeros en los dos extremos de los listones grandes, así como en un extremo de cada uno de los 6 listones pequeños, y en la sección larga de la ventana. Antes de atornillar las partes al cuerpo, debe crear un mecanismo de fijación de tuerca, como el que hice en las fotos. Esto es necesario para que las lamas más pequeñas puedan deslizarse sobre las lamas más grandes.
Una vez que haya enroscado las tuercas en los rieles y haya atornillado todo junto, use un destornillador para mover y apretar los tornillos para que el sistema de montaje se ajuste al tamaño y la forma de su tablero.
Paso 3: Calentador inferior: soportes de termopar
Para hacer soportes para termopares, mida la diagonal de la ventana inferior del calentador y corte dos piezas de cable de ducha en espiral de la misma longitud. Desenrolle el cable rígido y corte dos piezas, cada una 6 cm más larga que el cable enrollado de la ducha. Pase el cable duro y el termopar a través del cable en espiral y doble ambos extremos del cable como lo hice en las imágenes. Deje un extremo más largo que el otro para atornillarlo con uno de los tornillos del rack.
Paso 4: Calentador superior: Placa de cerámica
Para hacer el calentador superior, usé un calentador infrarrojo de cerámica de 450W. Puedes encontrarlos en Aliexpress. El truco consiste en crear una buena carcasa para el calentador con el flujo de aire adecuado. A continuación, proceda al soporte del calentador.
Paso 5: Calentador superior: Soporte
Encuentra una vieja lámpara de mesa en una pata y desmóntala. Para cortar correctamente la lámpara, debe calcular todo con precisión, ya que el calentador infrarrojo superior debe llegar a todos los rincones del calentador inferior. Entonces, primero fije el cuerpo del calentador superior, corte a lo largo del eje x, haga los cálculos correctos y finalmente corte a lo largo del eje z.
Paso 6: Controlador Arduino PID
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Encuentre los materiales adecuados y cree una carcasa fuerte y segura para su Arduino y otros accesorios.
Simplemente puede cortar y conectar los cables que conectan el controlador (alimentación superior/inferior, controlador de potencia, termopares) con un soldador u obtener conectores y hacer todo de forma ordenada. No sabía exactamente cuánto calor irradiaría el SSR, así que agregué un ventilador a la carcasa. Ya sea que instale un ventilador o no, definitivamente necesita aplicar pasta térmica al SSR. El código es simple y comprende cómo conectar los botones, el SSR, la pantalla y los termopares, por lo que conectar todo será fácil. Cómo controlar el dispositivo: no hay ajuste automático para los valores P, I y D, por lo que estos valores deberán ingresarse manualmente según su configuración. Hay 4 perfiles, en cada uno de ellos puede configurar el número de pasos, Rampa (C / s), permanencia (tiempo de espera entre pasos), umbral inferior del calentador, temperatura objetivo para cada paso y valores P,I,D para los calentadores superior e inferior. Si, por ejemplo, configura 3 pasos, 80, 180 y 230 grados con el umbral del calentador inferior 180, entonces su tablero se calentará desde abajo solo a 180 grados, luego la temperatura desde abajo se mantendrá en 180 grados , y el calentador superior se calentará hasta 230 grados. El código todavía necesita muchas mejoras, pero a partir de él puedes entender cómo debería funcionar todo. Esta guía no es detallada, ya que contiene muchos elementos caseros y cada construcción será diferente de las demás. Espero que se sienta inspirado por estas instrucciones y haga su propia estación de soldadura IR.
Hace unos dos años publiqué un artículo. Este artículo despertó el interés de muchos radioaficionados. Pero desafortunadamente, después de repetir la estación de soldadura IR, hubo algunos comentarios en cuanto al funcionamiento de la estación, que traté de eliminar en esta versión de la estación:
- Se utilizan amplificadores de termopar analógicos AD8495 con compensación de unión fría incorporada, como resultado de lo cual aumenta la precisión de las lecturas de temperatura
- el problema con la falla de los transistores del calentador inferior se resuelve con la ayuda de un controlador de potencia triac
- Firmware mejorado (que es compatible con la versión anterior de la estación). Después de comenzar, el perfil térmico comienza a funcionar desde la temperatura a la que se precalienta la placa, lo que ahorra mucho tiempo. Un agradecimiento especial por la corrección y adaptación del firmware para pantallas chinas.
- pinzas de vacío añadidas
- El cuerpo de la estación de soldadura ha sido completamente rediseñado. El diseño de la estación resultó ser muy agradable, más estable y confiable, ocupa menos espacio en el escritorio. Todo lo que necesita se combina en un solo estuche: el calentador inferior, el calentador superior, las pinzas de vacío y el controlador mismo.
Descripción del diseño
El controlador es de dos canales. Se puede conectar un termopar o un termistor de platino PT100 al primer canal. Solo un termopar está conectado al segundo canal. 2 canales tienen funcionamiento automático y manual. El modo automático de operación mantiene una temperatura de 10 a 255 grados a través de la retroalimentación de termopares o un termistor de platino (en el primer canal). En modo manual, la potencia en cada canal se puede ajustar de 0 a 99%. La memoria del controlador contiene 14 perfiles térmicos para soldadura BGA. 7 para soldadura con plomo y 7 para soldadura sin plomo. Los perfiles térmicos se enumeran a continuación.
Para soldadura sin plomo, la temperatura máxima del perfil térmico: - 8 perfil térmico - 225C aproximadamente, 9 - 230C aproximadamente, 10 - 235C aproximadamente, 11 - 240C aproximadamente, 12 - 245C aproximadamente, 13 - 250C aproximadamente, 14 - 255C aproximadamente
Si el calentador superior no tiene tiempo para calentarse de acuerdo con el perfil térmico, el controlador se detiene y espera hasta que se alcance la temperatura deseada. Esto se hace para adaptar el controlador para calentadores débiles que se calientan durante mucho tiempo y no se mantienen al día con el perfil térmico.
El controlador comienza a realizar un perfil térmico a partir de la temperatura a la que se precalienta la placa. Esto es muy conveniente y le permite reiniciar rápidamente el perfil térmico en caso, por ejemplo, si la temperatura no fue suficiente para quitar el chip, entonces puede seleccionar un perfil térmico con una temperatura más alta y quitar el chip inmediatamente en el segundo intento.
El circuito utiliza una unidad de potencia combinada, que consiste en un interruptor de transistor para el calentador superior y un interruptor triac para el calentador inferior. Aunque, por ejemplo, puedes usar interruptores de 2 transistores o 2 triac.
Usé 2 módulos AD8495 listos para usar comprados en Aliexpress. Sin embargo, los mods necesitan algunos ajustes. Ver foto a continuación.
No prestamos atención al hecho de que el módulo en la segunda foto gira 90 grados. Tuve que desplegarlo, ya que mis módulos descansaban sobre la unidad de potencia. Los conectores para termopares se usan de fábrica.
Para aquellos que no planean usar un termistor de platino en el futuro, la parte del circuito resaltada por la línea de puntos roja no se puede ensamblar.
Placas de circuito impreso de la unidad de potencia y el controlador.
Para enfriar los interruptores de alimentación, utilicé un disipador de calor de una tarjeta de video con enfriamiento activo.
Más adelante en la foto, verá la etapa de montaje de la estación de soldadura, como diseñador. Todos los materiales fueron comprados en una gran ferretería. Los paneles delantero y trasero están hechos de fibra de vidrio reforzado con esquinas de aluminio. El cartón de basalto sirve como material aislante del calor. La calefacción inferior consta de 9 lámparas halógenas (1500W 220-240V R7S 254mm) combinadas en 3 grupos de 3 lámparas conectadas en serie.
El cable para 220V es de silicona, de alta temperatura.
Se puede comprar una buena bomba de vacío en Aliexpress por 400-500 rublos. Punto de referencia para la búsqueda en la foto de abajo.
Inicialmente, planeé usar la estación de soldadura y el vidrio IR sobre el calentador inferior, lo que me dio buenas ventajas:
- hermosa apariencia
- una tarifa (en los bastidores se puede colocar directamente sobre el vidrio), como en las estaciones Termopro
Pero, por desgracia, las desventajas resultaron ser más significativas:
- calentamiento (enfriamiento) muy largo del tablero
- la carcasa de la estación de soldadura está muy caliente, por ejemplo, sin vidrio, la carcasa apenas se calienta durante el funcionamiento. Así que el vaso tuvo que ser abandonado.
Con el trípode desenroscado, el vidrio se puede quitar o insertar fácilmente en la estación. Además, en lugar de vidrio, puede insertar, por ejemplo, una rejilla.
Aspecto de la estación ensamblada.
Accesorios, rejillas, canal de aluminio para rejillas, mango de pinza de vacío, tubo de silicona para pinzas, termopar.
"Ingredientes" necesarios para hacer un mango de pinza de vacío. Mezclador usado de pegamento epoxi Moment en una jeringa doble. Un tubo de aluminio (en el que hay que perforar un agujero) y un conector del diámetro adecuado para un tubo de silicona. Todo está pegado al tubo de aluminio con cola epoxi.
Configuración del controlador
La resistencia R32 es necesaria para establecer el voltaje de 5,12 V en la salida de U4. La resistencia R28 ajusta el contraste de la pantalla. Si no tiene previsto utilizar un termistor de platino, la configuración de la estación ha finalizado.
Una descripción de la calibración de un canal con un termistor de platino se describe en el artículo de la primera versión de la estación.
Recomendaciones
El calentador superior debe instalarse a una altura de 5-6 cm de la superficie del tablero. Si en el momento de la ejecución del perfil térmico la temperatura supera el valor establecido en más de 3 grados, reducimos la potencia del calentador superior (encender la estación con el encoder presionado y establecer la potencia máxima del calentador superior). Una desviación de varios grados al final del perfil térmico (después de apagar el calentador superior) no es terrible. Esto afecta la inercia de la cerámica. Por lo tanto, elijo el perfil térmico deseado 5 grados menos de lo que necesito. Antes de retirar el chip con una sonda, debe asegurarse (presionando suavemente cada esquina del chip) de que las bolas debajo del chip hayan flotado. Durante la instalación, usamos solo fundente de alta calidad, de lo contrario, la elección incorrecta del fundente puede arruinarlo todo. También al montar el chip BGA Necesariamente necesitas cubrir el cristal rectángulo de papel de aluminio con un tamaño de lado igual a aproximadamente la mitad del lado BGA, para reducir la temperatura en el centro, que siempre es más alta que la temperatura cerca del termopar (ver la foto de los puntos de calor de los calentadores ELSTEIN IR en el artículo de la primera versión de la estación).
En general, mira el video a continuación.
A continuación puede descargar un archivo con una placa de circuito impreso en formato LAY, código fuente, firmware.
Lista de elementos de radio
| Designación | Tipo | Denominación | Cantidad | Nota | Comercio | mi bloc de notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| E1 | codificador | 1 | Al bloc de notas | |||
| U1, U2 | Amplificador operacional | AD8495 | 2 | Al bloc de notas | ||
| U3 | Amplificador operacional | LM358 | 1 | Al bloc de notas | ||
| U4 | Regulador lineal | LM7805 | 1 | Al bloc de notas | ||
| U5 | MKPIC de 8 bits | PIC16F876A | 1 | Al bloc de notas | ||
| U6 | MKPIC de 8 bits | PIC12F683 | 1 | Posible reemplazo con PIC12F675, pero no recomendado | Al bloc de notas | |
| U7, U8 | optoacoplador | PC817 | 2 | Al bloc de notas | ||
| U9 | optoacoplador | MOC3052M | 1 | Al bloc de notas | ||
| LCD1 | pantalla LCD | VC20x4C-GIY-C1 | 1 | 20x4 basado en KS0066 (HD44780) | Al bloc de notas | |
| Q1 | Transistores MOSFET | TK20A60U | 1 | Al bloc de notas | ||
| Z1 | Cuarzo | 16 MHz | 1 | Al bloc de notas | ||
| VD1 | diodo rectificador | LL4148 | 1 | Al bloc de notas | ||
| VD2 | Puente de diodos | KBU1010 | 1 | Al bloc de notas | ||
| VD3 | diodo Zener | 24V | 1 | Al bloc de notas | ||
| VD4 | Puente de diodos | DB107 | 1 | Al bloc de notas | ||
| T1 | Triac | BTA41-600B | 1 | Al bloc de notas | ||
| R9 | Termistor de platino | PT100 | 1 | Al bloc de notas | ||
| R2, R3, R6, R7, R26, R27 | Resistor | 10 kilohmios | 6 | Al bloc de notas | ||
| R1, R5 | Resistor | 1 MΩ | 2 | Al bloc de notas | ||
| R4, R8 | Resistor | 100 kiloohmios | 2 | Al bloc de notas | ||
| R10, R11 | Resistor | 4,7 kiloohmios | 2 | 1% de tolerancia o mejor | Al bloc de notas | |
| R12 | Resistor | 51 ohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R13, R32 | Resistencia de corte | 100 ohmios | 2 | multivuelta | Al bloc de notas | |
| R14, R15, R16, R17 | Resistor | 220 kiloohmios | 5 | 1% de tolerancia o mejor | Al bloc de notas | |
| R18 | Resistor | 1,5 kiloohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R19 | Resistencia de corte | 100 kiloohmios | 1 | multivuelta | Al bloc de notas | |
| R20 | Resistor | 100 ohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R21 | Resistor | 20 kilohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R22 | Resistor | 510 ohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R23, R24 | Resistor | 47 kilohmios | 2 | Potencia 1W | Al bloc de notas | |
| R25 | Resistor | 5,1 kiloohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R28 | Resistencia de corte | 10 kilohmios | 1 | multivuelta | Al bloc de notas | |
| R29 | Resistor | 16 ohmios | 1 | Potencia 2W | Al bloc de notas | |
| R30, R31 | Resistor | 2,7 kilohmios | 2 | Al bloc de notas | ||
| R33 | Resistor | 2,2 kilohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R34 | Resistor | 100 kiloohmios | 1 | Potencia 1W (es posible que deba elegir el valor al configurar el detector cero) | Al bloc de notas | |
| R35 | Resistor | 47 kilohmios | 1 | es posible que deba elegir el valor al configurar el detector cero | Al bloc de notas | |
| R36 | Resistor | 470 ohmios | 1 | Al bloc de notas | ||
| R37 | Resistor | 360 ohmios | 1 | Potencia 1W | Al bloc de notas | |
| R38 | Resistor | 330 ohmios | 1 | Potencia 1W | Al bloc de notas | |
| R39 | Resistor |
Como elementos calefactores de soldadura infrarroja estaciones Se pueden utilizar emisores infrarrojos de cerámica o cuarzo. El uso de calentadores infrarrojos brinda una alta tasa de calentamiento local y la capacidad de controlar de manera efectiva el perfil de temperatura de la soldadura en grupo.
Las estaciones de soldadura se utilizan ampliamente entre los equipos de soldadura, en los que el calentamiento se realiza mediante un haz de radiación infrarroja enfocado. Dichas estaciones de soldadura constan de dos partes de calentamiento, que proporcionan calentamiento local de la placa y, en consecuencia, alta calidad y velocidad de calentamiento.
El emisor de infrarrojos, que se encuentra en la parte superior, suele ser de pequeño tamaño. Su tarea es realizar en el momento adecuado un rápido calentamiento local de una determinada parte de la placa hasta la temperatura de fusión de la soldadura.
Los radiadores infrarrojos, que se colocan en la parte inferior, calientan la placa a una temperatura relativamente baja en preparación para el proceso de soldadura. El tamaño y número de emisores depende del tamaño de la placa.
Emisores infrarrojos cerámicos
Emisores infrarrojos cerámicos duradero y bastante duradero. La velocidad para alcanzar el régimen de temperatura es de unos 10 minutos. Para las estaciones de soldadura, a menudo se usan emisores planos o huecos (los huecos tienen una temperatura más alta en la superficie del emisor y alcanzan rápidamente el régimen de temperatura, pero son más caros). Para garantizar una distribución del haz más eficiente, se recomienda utilizar reflectores adicionales para los emisores de infrarrojos. Los emisores se fabrican únicamente en tamaños estándar. Los emisores de infrarrojos de cerámica se utilizan mejor para el funcionamiento de estaciones de soldadura a largo plazo.
Emisores infrarrojos de cuarzo
Emisores infrarrojos de cuarzo caracterizado por una salida rápida al régimen de temperatura (unos 30 segundos), pero más frágil. Para la fabricación de una estación de soldadura por infrarrojos, puede elegir cómo
Los radioaficionados tarde o temprano tienen que lidiar con la soldadura de elementos a través de una serie de bolas. El método de soldadura BGA se usa en todas partes en la producción en masa de varios equipos. Para la instalación, se utiliza un soldador infrarrojo, que conecta las piezas sin contacto. Las modificaciones listas para usar son costosas y las contrapartes más baratas no tienen la funcionalidad suficiente, por lo que es posible hacer un soldador en casa.
Descripción del proceso de soldadura IR
El principio de funcionamiento de una estación de soldadura infrarroja es el impacto de fuertes ondas de 2-7 micrones en el elemento. Un dispositivo para soldar con estaciones de soldadura IR caseras, tanto caseras como compradas, consta de varios elementos:
- Calentador inferior.
- Calentador superior responsable del efecto principal sobre los materiales.
- El diseño del porta tableros, colocado sobre la mesa.
- Controlador de temperatura compuesto por un elemento programable y un termopar.
La longitud de onda depende directamente de los indicadores de temperatura de la fuente de energía. Los materiales en varias formas se sueldan con una estación IR hecha a mano, hay parámetros básicos para la transferencia de energía, opacidad, reflexión, translucidez y transparencia. Antes de hacer una estación de soldadura IR con sus propias manos, debe comprender que estos sistemas tienen algunas desventajas:
- Los diferentes grados de absorción de energía por parte de los componentes conducen a un calentamiento desigual.
- Cada placa, por sus diferentes características, requiere la selección de temperaturas, de lo contrario, los componentes se sobrecalientan y fallan.
- La presencia de una "zona muerta" donde la energía infrarroja no llega al objeto deseado.
- Un requisito previo para proteger las superficies de otros elementos de la evaporación de los fundentes.
El calentamiento se produce debido a la transferencia de calor a la placa de circuito. El efecto térmico de la estación de infrarrojos se produce en la parte superior de la pieza, la temperatura no es suficiente, por lo que el diseño implica calentar la parte inferior. La parte inferior consta de una mesa calefactora, el proceso de soldadura se puede realizar mediante radiación infrarroja silenciosa, o mediante flujo de aire.
El equipo profesional es bastante caro, los análogos más baratos no tienen suficiente funcionalidad. Para ahorrar dinero, realice las operaciones necesarias con los controladores BGA, es posible hacer una estación de soldadura por infrarrojos con sus propias manos. El montaje es posible a partir de materiales disponibles comercialmente e improvisados. El diseño es una termomesa realizada a partir de una lámpara antigua, equipada con lámparas de tipo halógeno. El controlador y el calentador superior se compran en el mercado o se ensamblan con repuestos viejos.
La mesa termostática requerirá la presencia de reflectores, lámparas halógenas, colocados en una caja de perfil o de chapa. Al hacer una estación de soldadura infrarroja con sus propias manos, debe adherirse a los dibujos que puede desarrollar por su cuenta o tomar prestados de otros artistas. La caja debe estar provista de un lugar para un termopar, que transmite información al controlador para evitar cambios bruscos de temperatura, calentamiento excesivo del material.
El montaje de una estación de soldadura IR implica estructuras caseras en forma de sujetadores de un trípode. La temperatura de la unidad de calefacción es controlada por un segundo termopar. Instalado en paralelo con el calentador, el trípode se fija en el panel de tal manera que el elemento IR se puede mover sobre la superficie de la mesa de calentamiento. La ubicación del tablero se realiza por encima de las lámparas halógenas de 2 a 3 cm, en el caso de la termomesa. La fijación se realiza con soportes, para la fabricación es posible utilizar un perfil de aluminio innecesario.
Hacer un soplete con sus propias manos primero requerirá un estuche. Para enfriar el sistema, se requiere la instalación de uno o varios enfriadores potentes, es deseable elegir un material de acero galvanizado. Después del ensamblaje completo, el sistema se ajusta iniciando el circuito, depurando el dispositivo.
El calentador inferior se puede hacer de varias maneras, pero una opción mucho mejor es usar lámparas halógenas. Una solución racional es instalar lámparas con una potencia total de 1 kW o más con sus propias manos. A los lados de la estructura, se instalan umbrales que fijarán el tablero. La instalación de materiales para soldar se realiza en el canal, para piezas más pequeñas, se utilizan sustratos o pinzas para la ropa.
Se sabe que el calentador superior de calidad adecuada no puede fabricarse a mano. Para lograr el mejor resultado en el proceso de soldadura IR, es necesario utilizar elementos calefactores cerámicos. Para Y estación de soldadura infrarroja, hecha a mano, la mejor opción es usar un calentador ELSTEIN. El fabricante muestra los mejores resultados, el espectro de emisión es ideal para reemplazar placas BGA y otras partes. No se recomienda ahorrar en la compra de un calentador superior: un calentador al ensamblar una estación de soldadura con sus propias manos, porque. cuando se trabaja con una herramienta de baja calidad, es posible que se dañe el tablero o la estructura ensamblada.
El diseño de la calefacción superior es posible a partir de una cama hecha a sí misma. Es suficiente tener un ajuste en altura y ancho para un trabajo cómodo en una estación de soldadura por infrarrojos de bricolaje. Se adjunta un termopar al trípode para controlar la temperatura.
La carcasa del controlador se dimensiona de acuerdo con las piezas que se instalarán. Una opción adecuada puede ser una pieza de chapa, que se puede cortar fácilmente con unas tijeras para metal. La unidad de control también alberga ventiladores, varios botones, así como una pantalla y el propio controlador. Arduino actúa como un controlador, la funcionalidad es suficiente para soldar circuitos BGA por sí mismo.
Detalles para un dispositivo casero.
Antes de ensamblar cualquier equipo con sus propias manos, debe preparar materiales y herramientas. Para un soldador infrarrojo necesitará:
- Un conjunto de lámparas halógenas, cuyo número depende de la forma del futuro calentador inferior de la estación de soldadura, el número óptimo se selecciona en el rango de 4 a 6 piezas.
- Cabezal de infrarrojos de cerámica con una potencia de al menos 400 vatios para el calentador superior.
- Manguera de ducha para cables, esquinas de aluminio.
- Alambre de acero, un sujetador de una cámara vieja o una lámpara de mesa para hacer un trípode.
- Controlador Arduino, 2 relés y termopares, así como una fuente de alimentación de 5 voltios que se puede hacer desde un cargador de teléfono móvil.
- Tornillería, conectores y periféricos adicionales.
Durante el proceso de montaje, se necesitarán dibujos, que los conocimientos elementales en electrónica ayudarán a desmontar.
Aplicación y dispositivo
Un soldador infrarrojo se usa principalmente cuando no hay acceso a componentes reemplazables. Se utiliza cuando se reemplazan piezas pequeñas, la principal ventaja es la ausencia de depósitos y otros depósitos, como cuando se trabaja con un soldador convencional, así como una pequeña posibilidad de dañar los elementos vecinos. Para uso doméstico, es posible hacer un soldador con sus propias manos usando un encendedor de cigarrillos de un automóvil.
El dispositivo funciona cuando se alimenta con 12 voltios, dicho voltaje se puede obtener utilizando un convertidor o una fuente de alimentación innecesaria para una computadora.
Fabricación
Antes de ensamblar la estación de soldadura, el elemento calefactor se retira de la carcasa del encendedor de cigarrillos. Los cables de alimentación están conectados a los contactos de alimentación, es posible conectar un cable de cobre con aislamiento al cable central. No es difícil hacer un soldador, basta con aislar la conexión a una distancia del elemento calefactor, es posible usar un tubo termorretráctil.
El cuerpo está hecho de material refractario. Es posible usar un soldador que no funcione o comprar una pieza de acero. Es necesario asegurarse de que los cables no se toquen. Es importante comprender que este tipo de dispositivo se utiliza para trabajos menores, ya que no se controlan los umbrales de temperatura y otros parámetros.