Station de soudage infrarouge contrôlée par ordinateur. Station de soudage infrarouge faite maison
Expliquez à quel point il est nécessaire Poste de soudure Faire fonctionner et réparer des équipements électroniques modernes n’en vaut probablement pas la peine, c’est juste une perte de temps. Malheureusement, même les options les plus économiques pour un tel équipement coûtent très cher, à partir de 10 000 roubles et plus. Pour travailler à la maison, vous devez donc rechercher des options permettant de fabriquer une station de soudage de vos propres mains. Ce n'est pas une tâche facile, qui demande de la patience dans le débogage et la configuration du composant de contrôle de la station de soudage.
Options pour construire une station de soudage
Parmi toutes les informations utiles et moins utiles disponibles sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux circuits et appareils faits maison, voire des options pour fabriquer des thermocouples et des sèche-cheveux faits maison. En pratique, pour ressouder et réchauffer les composants électroniques des cartes mères et cartes vidéo des ordinateurs, stations de contrôle et autres équipements à microprocesseur, deux types d'installations sont le plus souvent utilisés :
- Une conception qui fonctionne sur le principe du transfert de chaleur par air chaud. Assembler une telle station de soudage à air chaud de vos propres mains est assez simple, mais à une condition, la plupart des composants doivent être achetés prêts à l'emploi et ne pas être fabriqués de manière improvisée ;
- L'installation sans contact fonctionne sur le principe d'un émetteur thermique. Une station de soudage infrarouge à faire soi-même est assemblée à l'aide de puissantes lampes halogènes et d'un système de réflecteur. Pour contrôler le chauffage, les capacités logicielles de l'ordinateur portable sont utilisées.
La station de soudage la plus cool, dont les performances ont été confirmées dans la pratique, est reconnue comme étant celle composée d'un miroir réfléchissant et d'une puissante lampe halogène de 500 W.
Pour votre information! Avec les réglages corrects, une telle station de soudage était capable de souder des contacts avec de la soudure à l'argent dur.
Mais pour le soudage ou le chauffage, un tel appareil sera mortel, car le critère principal lors du choix d'une option de station de soudage devrait être la contrôlabilité du chauffage de surface avec une précision de 1 o C.
Construire une station de soudage à l'air de faible puissance
La conception de la station de soudage se compose de quatre éléments principaux :
- Tableaux de commande de processus de chauffage ;
- Logements ;
- Source de courant;
- Sèche-cheveux et fer à souder.
L'alimentation et le boîtier sont sélectionnés en fonction des ressources disponibles. Les composants restants devront être achetés ou fabriqués par vous-même.
Outil de travail principal de la station de soudage à l'air
La principale partie active d'une station de soudage est un sèche-cheveux doté d'une bobine électrique et d'un refroidisseur qui souffle de l'air chaud sur la surface du joint de soudure ou de la micropuce. Son dispositif est simple et, si vous le souhaitez, vous pouvez enrouler une spirale nichrome à partir d'un fer à souder basse tension ordinaire sur un tube en céramique.
L'élément chauffant est isolé avec plusieurs couches de fibre de verre. Le nichrome ne chauffera pas jusqu'à l'état de métal chaud, mais il est nécessaire d'isoler la surface au moins pour que la surface métallique ne s'oxyde pas. A la sortie de l'appareil de chauffage, il est nécessaire d'installer un anneau ou une buse en céramique d'un diamètre de 8 à 10 mm. Les copeaux résistants à la chaleur qui fixent les serpentins chauffants des vieux fers sont les mieux adaptés. La puissance de chauffage pour la station de soudage sera requise dans la plage de 400 à 500 W, rien de moins.
Pour organiser la suralimentation, vous pouvez utiliser une glacière provenant d'un ordinateur ou utiliser comme base un boîtier avec un moteur et un ventilateur provenant d'un sèche-cheveux de camping. Mais dans ce cas, vous devrez développer votre propre version du contrôle du régime moteur et de la pression du débit d'air.
Conseil! Il existe de nombreux schémas à commande manuelle dans lesquels il est proposé d'organiser l'alimentation en air de l'élément chauffant à l'aide d'un compresseur à distance.
D'après la pratique, nous pouvons dire que le contrôle de l'alimentation en air d'une station de soudage ne doit être que automatique, sinon l'activation et la désactivation de la vanne de dérivation de pression rendront le processus de soudage très pénible et non fonctionnel.
De plus, dans la conception du sèche-cheveux, un thermocouple doit être installé, à l'aide duquel la température de l'air est régulée.
Le schéma de connexion du sèche-cheveux peut être réalisé comme indiqué dans la figure ci-dessous.
La qualité de la soudure dépend de la commodité et de la sécurité de la conception du sèche-cheveux, donc si vous ne voulez pas vous tromper avec des produits faits maison, vous pouvez acheter un sèche-cheveux ordinaire auprès de la station de soudure de bureau Luckey, modèle 702, et adaptez-le simplement au tableau de commande.
Système de contrôle de la station de soudage
Dans la liste ci-dessus, le composant le plus difficile d'une station de soudage à construire de vos propres mains est le tableau de commande. Vous pouvez l'acheter prêt à l'emploi, mais si vous avez de l'expérience dans la construction de structures similaires, vous pouvez facilement assembler le circuit vous-même ; un ensemble de pièces peut être commandé en ligne.
Parmi toutes les options existantes disponibles en ligne, le circuit basé sur le contrôleur de la série ATMEGA 328p est considéré comme le plus fiable et le plus simple à utiliser. La carte est assemblée sur la base du schéma ci-dessous.
L'assemblage est réalisé sur une plaque en fibre de verre, et avec une qualité d'installation normale, le système de contrôle de la station de soudage démarre du premier coup. Lors de l'assemblage de la carte, vous devrez être extrêmement prudent en soudant les éléments, en particulier le circuit d'alimentation de la puce, en réalisant une mise à la terre et en essayant de ne pas en faire trop en chauffant les pattes. Mais tout d’abord, vous devrez saisir le code de contrôle avec un programmateur. Un générateur d'impulsions 24 V-6 A avec protection intégrée contre les surcharges est utilisé comme alimentation pour la station de soudage.
Le circuit de contrôle de la station de soudage utilise une paire de puissants mosfets IRFZ44N ; des mesures doivent être prises pour se protéger contre la surchauffe et l'épuisement professionnel. Si le chauffage du sèche-cheveux s'avère trop puissant, il est fort possible que l'alimentation électrique soit bloquée.
Il est conseillé de placer le couple triac et optoélectronique sur une carte séparée et de veiller à installer un radiateur de refroidissement. Pour les optocoupleurs, il est recommandé d'utiliser des LED de contrôle de consommation relativement faible avec une consommation de courant maximale allant jusqu'à 20 milliampères.
La conception de la station de soudage utilise un fer à souder à cinq broches d'une puissance de 50 W. Les développeurs recommandent d'utiliser l'Arrial 936, mais tout instrument similaire avec un thermocouple préinstallé peut être installé.
Assemblage et réglage du fonctionnement de la station
Tous les éléments sont montés dans un boîtier fermé embouti provenant d'une ancienne alimentation, un radiateur et un interrupteur sont placés sur la paroi arrière et un indicateur de température est situé sur la paroi avant.
La station de soudage est pilotée par trois résistances variables de 10 kOhm. Les deux premières régulent la température du fer à souder et du sèche-cheveux, la troisième règle la vitesse du sèche-cheveux.
Le processus de réglage concerne uniquement le réglage de la température de chauffage du fer à souder et du sèche-cheveux sur la carte de la station de soudage. Pour ce faire, connectez l'alimentation au fer à souder et utilisez un thermocouple et un testeur pour mesurer la température de chauffage réelle de la panne. Ensuite, à l'aide d'une résistance d'ajustement, nous affichons la lecture sur l'indicateur numérique de la station conformément aux données du testeur. De la même manière, nous mesurons la température du flux d'air du sèche-cheveux et ajustons les lectures de l'indicateur à l'aide d'une tondeuse. Si vous augmentez la vitesse du ventilateur du sèche-cheveux, la zone de soudure peut facilement être chauffée à 450 °C.
Fabriquer un fer à souder infrarouge
Les stations de soudage fonctionnant au rayonnement infrarouge, à de rares exceptions près, sont utilisées pour réchauffer un processeur, un pont ou un processeur soudé sur une carte vidéo. Comme vous le savez, les processeurs ne tolèrent pas très bien la surchauffe et, souvent, sous une charge intense et une mauvaise dissipation de la chaleur, les contacts de soudure à basse température sont soudés à l'écart du plot.
L'un des moyens barbares de rétablir le contact consiste à réchauffer le « corps » du processeur avec un rayonnement thermique dosé. Cela peut être fait avec un sèche-cheveux ordinaire ou même avec un fer à repasser, mais après de telles procédures, un effet positif est obtenu dans un cas sur trois. Par conséquent, les bricoleurs préfèrent construire des stations de soudage à chauffage infrarouge.
Fabrication de boîtiers et d'éléments chauffants
Structurellement, la station de soudage se compose de quatre éléments principaux :
- Bloc chauffant inférieur ;
- Bloc chauffant supérieur ;
- Trépied et unité de commande du chauffage.
La carte mère de l'ordinateur est placée entre les boîtiers supérieur et inférieur de sorte que le flux infrarouge du système de chauffage supérieur soit dirigé principalement vers la cible - le boîtier du processeur. Le reste de la carte est protégé de la chaleur par une plaque ou une feuille d'aluminium avec une fenêtre découpée pour le processeur.
Le boîtier inférieur de la station de soudage est utilisé pour créer un écran thermique, c'est-à-dire pour un chauffage supplémentaire de la carte afin de réduire les pertes de chaleur dues à la convection de l'air.
Important! Toute l'astuce de la station de soudage est de rendre le chauffage non seulement efficace, mais également contrôlable, c'est-à-dire que le boîtier ne peut pas surchauffer, la conception utilise donc un thermocouple et une interface de contrôle halogène.
Comme radiateurs, vous pouvez utiliser une spirale nichrome ordinaire placée à l'intérieur de tubes de quartz ou d'halogènes R7S J254.
Pour réaliser le corps du bloc inférieur, vous pouvez utiliser n'importe quel boîtier en acier de taille appropriée sur lequel sont installés des connecteurs pour lampes. En conséquence, après avoir assemblé et connecté le câblage, la conception de la station de soudage est obtenue, comme sur la photo.
Le bloc chauffant supérieur est réalisé de la même manière.
L'ensemble de l'appareil et la commande sont montés sur un trépied provenant d'un ancien agrandisseur photographique soviétique, doté d'un réglage en hauteur pour le bloc supérieur. Il ne reste plus qu'à assembler le système de contrôle de la machine à souder.
Thermocouple et contrôle
Afin d'éviter toute surchauffe, la station de soudage utilise deux thermocouples : pour le corps du processeur et le reste de la surface. carte mère. Pour contrôler la station de soudage, on utilise une carte d'interface Arduino MAX6635, qui se connecte au port série d'un ordinateur portable ou d'un PC domestique, pour lequel vous devez rechercher le logiciel approprié ou le créer vous-même.
La station de soudage est contrôlée comme suit. L'ordinateur, via une interface et un thermocouple, reçoit des informations sur la température et modifie la puissance flux de chaleur utilisant les impulsions marche-arrêt des halogènes de la station. À mesure que la lampe surchauffe, la durée de combustion de la lampe sera réduite et, au contraire, à mesure qu'elle refroidira, elle augmentera.
Une fois assemblée, la station à souder ressemble à la photo. Le coût de construction s'élevait à un peu plus de 80 $.
Conclusion
Il existe au moins quatre autres options pour fabriquer une machine à souder, dont une du type batterie. Celui qui est le plus pratique à utiliser ne peut être déterminé de manière pratique qu'après avoir construit un fer à souder grandeur nature. Les deux circuits du système de soudure présentés dans l'article sont les plus simples et les plus abordables à fabriquer avec un budget très modeste de 150 $.
Depuis longtemps, je réfléchis à me procurer une station de soudage de mes propres mains et à l'utiliser pour réparer mes anciennes cartes vidéo, décodeurs et ordinateurs portables. Un vieux coussin chauffant halogène peut être utilisé pour chauffer, un pied d'une vieille lampe de table peut être utilisé pour maintenir et déplacer le radiateur supérieur, les circuits imprimés reposeront sur les rails en aluminium, une bobine de douche maintiendra les thermocouples et un Arduino. La carte surveillera la température.
Voyons d'abord ce qu'est une station de soudage. Les puces modernes sur circuits intégrés (CPU, GPU, etc.) n'ont pas de pattes, mais un réseau de billes (BGA, Ball Grid Array). Afin de souder/dessouder une telle puce, vous devez disposer d'un appareil qui chauffera l'ensemble du circuit intégré à une température de 220 degrés sans faire fondre la carte ni soumettre le circuit intégré à un choc thermique. C'est pourquoi nous avons besoin d'un contrôleur de température. De tels appareils coûtent entre 400 et 1 200 dollars. Ce projet devrait coûter environ 130 $. Vous pouvez en savoir plus sur les BGA et les stations de soudage sur Wikipédia, et nous commencerons à travailler !
Matériaux:
- Chauffage halogène à quatre lampes ~ 1 800 W (comme chauffage par le bas)
- IR céramique 450 W (chauffage supérieur)
- Lattes de rideaux en aluminium
- Câble spiralé pour douche
- Fil épais et solide
- Pied de lampe de table
- Carte Arduino ATmega2560
- 2 cartes SSR 25-DA2x Adafruit MAX31855K (ou faites-le vous-même comme je l'ai fait)
- 2 thermocouples type K
- Unité de puissance courant continu 220 à 5 V, 0,5 A
- Module lettre LCD 2004
- tweeter 5v
Étape 1 : Chauffage inférieur : réflecteur, ampoules, boîtier
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Trouvez le radiateur halogène, ouvrez-le et sortez le réflecteur et les 4 lampes. Faites attention à ne pas casser les lampes. Ici, vous pouvez utiliser votre imagination et créer votre propre boîtier qui accueillera les lampes et le réflecteur. Par exemple, vous pouvez prendre un vieux boîtier de PC et y placer des lumières, un réflecteur et des fils. J'ai utilisé des tôles de 1 mm d'épaisseur et réalisé des boîtiers pour les radiateurs inférieur et supérieur, ainsi qu'un boîtier pour le contrôleur Arduino. Comme je l'ai déjà dit, vous pouvez être créatif et proposer votre propre solution pour le cas.
Le radiateur que j'ai utilisé était de 1800W (4 lampes à 450W en parallèle). Utilisez les fils du radiateur et connectez les lampes en parallèle. Vous pouvez intégrer une prise secteur comme je l'ai fait ou faire passer un câble directement du chauffage inférieur au contrôleur.
Étape 2 : Chauffage inférieur : système de montage sur carte
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Après avoir créé le corps du radiateur inférieur, mesurez la longueur la plus longue de la fenêtre du radiateur inférieur et coupez deux morceaux de bande d'aluminium de la même longueur. Vous devrez également couper 6 morceaux supplémentaires, chacun faisant la moitié de la taille du plus petit côté de la fenêtre du radiateur. Percez des trous le long des deux extrémités des grands morceaux de lattes, ainsi qu'à une extrémité de chacune des 6 petites lattes et de la partie longue de la fenêtre. Avant de visser les pièces au corps, vous devez créer un mécanisme de fixation avec des écrous, similaire à celui que j'ai réalisé sur les photographies. Ceci est nécessaire pour que les petites lattes puissent glisser sur les plus grandes lattes.
Une fois que vous avez enfilé les écrous dans les rails et que vous avez tout vissé, utilisez un tournevis pour déplacer et serrer les vis afin que le système de montage s'adapte à la taille et à la forme de votre planche.
Étape 3 : Chauffage inférieur : supports de thermocouple
Pour fabriquer des supports de thermocouple, mesurez la diagonale de la fenêtre inférieure du radiateur et coupez deux morceaux de câble de douche en spirale de la même longueur. Déroulez le fil rigide et coupez deux morceaux, chacun 6 cm plus long que le câble de douche enroulé. Passez le fil dur et le thermocouple à travers le câble enroulé et pliez les deux extrémités du fil comme je l'ai fait sur les photos. Laissez une extrémité plus longue que l'autre afin de la serrer avec une des vis du rack.
Étape 4 : Chauffage supérieur : plaque céramique
Pour fabriquer le radiateur supérieur, j'ai utilisé un radiateur infrarouge en céramique de 450 W. Vous pouvez les trouver sur Aliexpress. L’astuce consiste à créer un bon boîtier pour le radiateur avec le bon débit d’air. Passons ensuite au support de chauffage.
Étape 5 : Chauffage supérieur : support
Trouvez une vieille lampe de table avec un pied et démontez-la. Afin de couper correctement la lampe, vous devez tout calculer exactement, car le radiateur infrarouge supérieur doit atteindre tous les coins du radiateur inférieur. Alors, fixez d'abord le corps supérieur du radiateur, effectuez la coupe sur l'axe X, faites les calculs corrects et enfin effectuez la coupe sur l'axe Z.
Étape 6 : Contrôleur PID sur Arduino
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Trouvez les bons matériaux et créez un boîtier durable et sûr pour votre Arduino et vos autres accessoires.
Vous pouvez simplement couper et fixer les fils reliant le contrôleur (alimentation haut/bas, contrôleur de puissance, thermocouples) à l'aide d'un fer à souder ou vous procurer des connecteurs et tout faire avec soin. Je ne savais pas exactement combien de chaleur le SSR produirait, j'ai donc ajouté un ventilateur au boîtier. Que vous installiez un ventilateur ou non, vous devez impérativement appliquer de la pâte thermique sur le SSR. Le code est simple et explique clairement comment connecter les boutons, le SSR, l'écran et les thermocouples, donc tout connecter ensemble sera facile. Comment faire fonctionner l'appareil : Il n'y a pas d'auto-réglage pour les valeurs P, I et D, ces valeurs devront donc être saisies manuellement en fonction de vos paramètres. Il y a 4 profils, dans chacun d'eux vous pouvez définir le nombre d'étapes, la rampe (C/s), le temps d'attente (temps d'attente entre les étapes), le seuil de chauffage inférieur, la température cible pour chaque étape et Valeurs P,I,D pour les radiateurs supérieurs et inférieurs. Si, par exemple, vous réglez 3 niveaux, 80, 180 et 230 degrés avec un seuil de chauffage inférieur de 180, alors votre planche sera chauffée par le bas seulement jusqu'à 180 degrés, puis la température par le bas restera à 180 degrés, et le le chauffage supérieur chauffera jusqu'à 230 degrés. Le code a encore besoin de nombreuses améliorations, mais il vous donne une idée de la façon dont les choses devraient fonctionner. Ce guide n'est pas décrit en détail, car il existe de nombreux éléments faits maison, et chaque build sera différent des autres. J'espère que vous serez inspiré par cette instruction et que vous l'utiliserez pour créer votre propre station de soudage IR.
Il y a environ deux ans, j'ai publié un article. Cet article a suscité l'intérêt de nombreux radioamateurs. Mais malheureusement, après avoir répété la station de soudage IR, il y a eu quelques commentaires concernant le fonctionnement de la station, que j'ai essayé d'éliminer dans cette version de la station :
- Des amplificateurs de thermocouple analogiques AD8495 avec compensation de soudure froide intégrée sont utilisés, ce qui entraîne une précision accrue des lectures de température.
- le problème de panne des transistors du radiateur inférieur a été résolu à l'aide d'un régulateur de puissance triac
- le firmware a été amélioré (qui est compatible avec la version précédente de la station). Après le démarrage, le profil thermique commence à courir à partir de la température à laquelle la carte est préchauffée, ce qui permet de gagner beaucoup de temps. Un merci spécial pour la correction et l'adaptation du firmware pour les écrans chinois.
- ajout d'une pince à vide
- le corps de la station de soudage a été entièrement repensé. Le design de la station s'est avéré très agréable, plus stable et fiable, et prend moins de place sur le bureau. Tout ce dont vous avez besoin est combiné dans un seul boîtier : un élément chauffant inférieur, un élément chauffant supérieur, une pince à vide et le contrôleur lui-même.
Description de la conception
Le contrôleur est à deux canaux. Un thermocouple ou une thermistance en platine PT100 peut être connecté au premier canal. Seul un thermocouple est connecté au deuxième canal. 2 canaux ont des modes de fonctionnement automatique et manuel. Le mode de fonctionnement automatique assure le maintien de la température entre 10 et 255 degrés. retourà partir de thermocouples ou d'une thermistance en platine (dans le premier canal). En mode manuel, la puissance de chaque canal peut être ajustée dans la plage de 0 à 99 %. La mémoire du contrôleur contient 14 profils thermiques pour le soudage BGA. 7 pour la soudure contenant du plomb et 7 pour la soudure sans plomb. Les profils thermiques sont répertoriés ci-dessous.
Pour la soudure sans plomb, la température maximale du profil thermique : - 8 profils thermiques - 225C o, 9 - 230C o, 10 - 235C o, 11 - 240C o, 12 - 245C o, 13 - 250C o, 14 - 255C o o
Si le radiateur supérieur n'a pas le temps de se réchauffer selon le profil thermique, le contrôleur fait une pause et attend que la température souhaitée soit atteinte. Ceci est fait afin d'adapter le contrôleur aux radiateurs faibles qui mettent beaucoup de temps à se réchauffer et ne suivent pas le profil thermique.
Le contrôleur commence à réaliser un profil thermique à la température à laquelle la carte est préchauffée. Ceci est très pratique et permet de redémarrer rapidement le profil thermique si, par exemple, si la température était insuffisante pour retirer la puce, vous pouvez sélectionner un profil thermique avec une température plus élevée et retirer immédiatement la puce au deuxième essai.
Le schéma utilise une unité de puissance combinée, composée d'un interrupteur à transistor pour le radiateur supérieur et d'un interrupteur triac pour le radiateur inférieur. Bien que, par exemple, vous puissiez utiliser 2 commutateurs à transistors ou 2 triacs.
J'ai utilisé 2 modules AD8495 prêts à l'emploi achetés sur Aliexpress. Certes, les modules doivent être un peu améliorés. Voir la photo ci-dessous.
Nous ne prêtons pas attention au fait que le module sur la deuxième photo est tourné de 90 degrés. J'ai dû le retourner car mes modules reposaient sur le bloc d'alimentation. Des connecteurs d'usine pour thermocouples ont été utilisés.
Pour ceux qui n'envisagent pas d'utiliser une thermistance en platine à l'avenir, la partie du circuit mise en évidence par la ligne pointillée rouge n'a pas besoin d'être assemblée.
Cartes de circuits imprimés de l'unité de puissance et du contrôleur.
Pour refroidir les interrupteurs d'alimentation, j'ai utilisé un radiateur d'une carte vidéo avec refroidissement actif.
Ensuite sur la photo, vous verrez l'étape d'assemblage de la station de soudage, comme un jeu de construction. Tous les matériaux ont été achetés dans une grande quincaillerie. Les panneaux avant et arrière sont en fibre de verre renforcé d'un coin en aluminium. Le carton basalte sert de matériau d'isolation thermique. Le chauffage par le bas est constitué de 9 lampes halogènes (1500W 220-240V R7S 254mm) regroupées en 3 groupes de 3 lampes connectées en série.
Le fil pour 220V est en silicone, haute température.
Une bonne pompe à vide peut être achetée sur Aliexpress pour 400 à 500 roubles. Le guide de recherche est dans la photo ci-dessous.
Au départ, j'avais prévu d'utiliser la station de soudage avec le verre IR au-dessus du chauffage inférieur, ce qui présentait de bons avantages :
- belle apparence
- une planche (sur grilles on peut la poser directement sur le verre), comme dans les stations Termopro
Mais hélas, les lacunes se sont avérées plus importantes :
- chauffage (refroidissement) très long de la planche
- le boîtier de la station de soudage devient très chaud ; par exemple, sans verre, le boîtier est à peine chaud pendant le fonctionnement. J'ai donc dû abandonner le verre.
Une fois le trépied dévissé, le verre peut être facilement retiré ou inséré dans la station. Vous pouvez également insérer, par exemple, un grillage à la place du verre.
Apparence de la station assemblée.
Accessoires, supports, canal en aluminium pour supports, poignée de pince à vide, tube de pince en silicone, thermocouple.
"Ingrédients" nécessaires à la fabrication d'un manche de pince à vide. J'ai utilisé un mélangeur de colle époxy Moment dans une double seringue. Tube en aluminium (dans lequel vous devez percer un trou) et un connecteur du diamètre approprié pour le tube en silicone. Le tout est collé dans un tube en aluminium avec de la colle époxy instantanée.
Configuration du contrôleur
La résistance R32 doit être utilisée pour régler la tension à 5,12 V à la sortie U4. La résistance R28 ajuste le contraste de l'affichage. Si vous ne prévoyez pas d'utiliser une thermistance en platine, la configuration de la station est terminée.
Une description de l'étalonnage des canaux avec une thermistance en platine est décrite dans l'article de la première version de la station.
Recommandations
Le radiateur supérieur doit être installé à une hauteur de 5 à 6 cm de la surface du panneau. Si, au moment de réaliser le profil thermique, la température s'élève de plus de 3 degrés par rapport à la valeur réglée, nous réduisons la puissance du chauffage supérieur (allumer la station avec l'encodeur enfoncé et régler la puissance maximale du chauffage supérieur ). Une perte de quelques degrés à la fin du profil thermique (après avoir éteint le chauffage supérieur) n'est pas terrible. Cela affecte l'inertie de la céramique. Par conséquent, je choisis le profil thermique souhaité 5 degrés de moins que ce dont j'ai besoin. Avant de retirer la puce à l'aide d'une sonde, vous devez vous assurer (en appuyant doucement sur chaque coin de la puce) que les billes sous la puce ont flotté. Lors de l'installation, nous utilisons uniquement des flux de haute qualité, sinon un mauvais choix de flux peut tout gâcher. Également lors de l'installation d'une puce BGA Nécessairement il faut couvrir le cristal rectangle de papier d'aluminium d'une taille de côté égale à environ ½ du côté BGA afin de réduire la température au centre, qui est toujours supérieure à la température à proximité du thermocouple (voir photo des points chauds des radiateurs ELSTEIN IR dans l'article de la première version de la gare).
En général, regardez la vidéo ci-dessous.
Ci-dessous, vous pouvez télécharger une archive avec un circuit imprimé au format LAY, le code source, le firmware.
Liste des radioéléments
| Désignation | Taper | Dénomination | Quantité | Note | Boutique | Mon bloc-notes |
|---|---|---|---|---|---|---|
| E1 | Encodeur | 1 | Vers le bloc-notes | |||
| U1, U2 | Amplificateur opérationnel | AD8495 | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| U3 | Amplificateur opérationnel | LM358 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| U4 | Régulateur linéaire | LM7805 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| U5 | MK PIC 8 bits | PIC16F876A | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| U6 | MK PIC 8 bits | PIC12F683 | 1 | Le remplacement par PIC12F675 est acceptable, mais n'est pas recommandé | Vers le bloc-notes | |
| U7, U8 | Optocoupleur | PC817 | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| U9 | Optocoupleur | MOC3052M | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| LCD1 | affichage LCD | VC20x4C-GIY-C1 | 1 | 20x4 basé sur KS0066 (HD44780) | Vers le bloc-notes | |
| T1 | Transistor MOSFET | TK20A60U | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| Z1 | Quartz | 16 MHz | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| VD1 | Diode redresseur | LL4148 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| VD2 | Pont de diodes | KBU1010 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| VD3 | Diode Zener | 24V | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| VD4 | Pont de diodes | DB107 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| T1 | Triac | BTA41-600B | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R9 | Thermistance en platine | PT100 | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R2, R3, R6, R7, R26, R27 | Résistance | 10 kOhms | 6 | Vers le bloc-notes | ||
| R1, R5 | Résistance | 1 MOhm | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| R4, R8 | Résistance | 100 kOhms | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| R10, R11 | Résistance | 4,7 kOhms | 2 | Tolérance 1% ou mieux | Vers le bloc-notes | |
| R12 | Résistance | 51 ohms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R13, R32 | Résistance ajustable | 100 ohms | 2 | Multi-tours | Vers le bloc-notes | |
| R14, R15, R16, R17 | Résistance | 220 kOhms | 5 | Tolérance 1% ou mieux | Vers le bloc-notes | |
| R18 | Résistance | 1,5 kOhm | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R19 | Résistance ajustable | 100 kOhms | 1 | Multi-tours | Vers le bloc-notes | |
| R20 | Résistance | 100 ohms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R21 | Résistance | 20 kOhms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R22 | Résistance | 510 ohms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R23, R24 | Résistance | 47 kOhms | 2 | Puissance 1W | Vers le bloc-notes | |
| R25 | Résistance | 5,1 kOhms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R28 | Résistance ajustable | 10 kOhms | 1 | Multi-tours | Vers le bloc-notes | |
| R29 | Résistance | 16 ohms | 1 | Puissance 2W | Vers le bloc-notes | |
| R30, R31 | Résistance | 2,7 kOhms | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| R33 | Résistance | 2,2 kOhms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R34 | Résistance | 100 kOhms | 1 | Puissance 1W (vous devrez peut-être sélectionner la valeur nominale lors de la configuration du détecteur zéro) | Vers le bloc-notes | |
| R35 | Résistance | 47 kOhms | 1 | Vous devrez peut-être sélectionner une valeur lors de la configuration du détecteur de zéro | Vers le bloc-notes | |
| R36 | Résistance | 470 ohms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R37 | Résistance | 360 ohms | 1 | Puissance 1W | Vers le bloc-notes | |
| R38 | Résistance | 330 ohms | 1 | Puissance 1W | Vers le bloc-notes | |
| R39 | Résistance |
Comme éléments chauffants à souder infrarouge gares Des émetteurs infrarouges en céramique ou en quartz peuvent être utilisés. L'utilisation de radiateurs infrarouges offre une vitesse de chauffage locale élevée et la possibilité de contrôler efficacement le profil de température du brasage en groupe.
Parmi les équipements de soudage, les stations de soudage dans lesquelles le chauffage est produit par un faisceau focalisé de rayonnement infrarouge se sont répandues. De telles stations de soudage sont constituées de deux parties chauffantes qui assurent le chauffage local de la carte et, par conséquent, haute qualité et le taux de chauffage.
L'émetteur infrarouge, situé en haut, est souvent de petite taille. Sa tâche est d'effectuer, au bon moment, un chauffage local rapide d'une certaine partie de la carte jusqu'à la température de fusion de la soudure.
Les émetteurs infrarouges, situés en dessous, chauffent la carte à une température relativement basse en préparation du processus de soudure. Les dimensions et le nombre d'émetteurs dépendent de la taille de la carte.
Émetteurs infrarouges en céramique
Émetteurs infrarouges en céramique durable et assez solide. La vitesse pour atteindre le régime de température est d'environ 10 minutes. Pour les stations de soudage, des émetteurs plats ou creux sont souvent utilisés (les creux ont plus haute températureà la surface de l'émetteur et atteignent le régime de température plus rapidement, mais en même temps ils sont plus chers). Pour assurer une répartition plus efficace du faisceau, il est recommandé d'utiliser en plus des réflecteurs pour les émetteurs IR. Les émetteurs sont produits uniquement dans des tailles standard. Les émetteurs infrarouges en céramique sont mieux utilisés pour le fonctionnement à long terme d'une station de soudage.
Émetteurs infrarouges à quartz
Émetteurs infrarouges à quartz se caractérisent par une montée en température rapide (environ 30 secondes), mais sont plus fragiles. Pour réaliser une station de soudage infrarouge, vous pouvez choisir comme suit :
Les radioamateurs doivent tôt ou tard faire face à des éléments de soudure utilisant un réseau de billes. La méthode de soudage BGA est utilisée partout dans la production en série de divers équipements. Pour l'installation, un fer à souder infrarouge est utilisé, qui relie les pièces sans contact. Les modifications prêtes à l'emploi sont coûteuses et les analogues moins chers n'ont pas suffisamment de fonctionnalités. Il est donc possible de fabriquer un fer à souder à la maison.
Description du processus de soudage IR
Le principe de fonctionnement d'une station de soudage infrarouge est d'influencer l'élément avec de fortes ondes de 2 à 7 microns de longueur. Un appareil de soudage avec des stations de soudage IR artisanales, faites maison ou achetées, se compose de plusieurs éléments :
- Chauffage inférieur.
- L’élément chauffant supérieur est responsable de l’effet principal sur les matériaux.
- Conception de porte-planche placée sur la table.
- Contrôleur de température composé d'un élément programmable et d'un thermocouple.
La longueur d'onde dépend directement des indicateurs de température de la source d'énergie. Des matériaux sous diverses formes sont soudés à l'aide d'une station IR à faire soi-même ; il existe des paramètres de base pour le transfert d'énergie, l'opacité, la réflexion, la translucidité et la transparence. Avant de fabriquer une station de soudage IR de vos propres mains, vous devez comprendre que ces systèmes présentent certains inconvénients :
- Différents degrés d'absorption d'énergie par les composants entraînent un chauffage inégal.
- Chaque carte, en raison de ses caractéristiques différentes, nécessite une sélection de températures, sinon les composants surchaufferont et tomberont en panne.
- La présence d'une « zone morte » où l'énergie infrarouge n'atteint pas l'objet souhaité.
- Une condition préalable pour protéger les surfaces des autres éléments de l'évaporation des flux.
Le chauffage se produit en raison du transfert de chaleur vers circuit imprimé. L'effet thermique de la station infrarouge se produit sur la partie supérieure ; la température n'est pas suffisante, la conception implique donc de chauffer la partie inférieure. La partie inférieure est constituée d'une table chauffante ; le processus de soudure peut être effectué à l'aide d'un rayonnement infrarouge calme ou d'un flux d'air.
L'équipement professionnel est assez cher, les analogues moins chers n'ont pas suffisamment de fonctionnalités. Pour économiser de l'argent et effectuer les opérations nécessaires avec les contrôleurs BGA, il est possible de fabriquer vous-même une station de soudage infrarouge. L'assemblage est possible à partir de matériaux disponibles sur le marché et de matériaux de récupération. Le design est une table thermos réalisée à partir d'une ancienne lampe, équipée de lampes halogènes. Le contrôleur et le chauffage supérieur sont achetés sur le marché ou assemblés à partir d'anciennes pièces de rechange.
La table chauffante nécessitera des réflecteurs, des lampes halogènes placées dans un boîtier en profilé ou en tôle. Lorsque vous fabriquez une station de soudage infrarouge de vos propres mains, vous devez vous en tenir aux dessins que vous pouvez développer vous-même ou emprunter à d'autres artistes. Le boîtier doit être équipé d'un emplacement pour un thermocouple, qui transmet des informations au contrôleur afin d'éviter des changements brusques de température et un échauffement excessif du matériau.
L'assemblage d'une station de soudage IR implique dessins faits maison sous la forme d'un support pour trépied. La température de l'unité de chauffage est contrôlée par un deuxième thermocouple. Il est installé en parallèle avec le radiateur, le trépied est fixé au panneau de manière à ce que l'élément IR puisse être déplacé au-dessus de la surface de la table chauffante. La planche est située 2-3 cm au-dessus des lampes halogènes, dans le corps de la table thermique. La fixation se fait avec des supports, pour la fabrication il est possible d'utiliser un profilé en aluminium inutile.
Fabriquer un chalumeau de vos propres mains nécessitera d'abord un boîtier. Pour refroidir le système, l'installation d'un ou plusieurs refroidisseurs puissants est nécessaire, il est conseillé de choisir le matériau en acier galvanisé. Après l'assemblage complet, le système est ajusté en exécutant le circuit et en débogant l'appareil.
Le chauffage par le bas peut être réalisé de plusieurs manières, mais beaucoup la meilleure option est l'utilisation de lampes halogènes. Décision rationnelle est d'installer vous-même des lampes d'une puissance totale de 1 kW. Des seuils sont installés sur les côtés de la structure pour sécuriser la planche. Les matériaux à souder sont installés sur le canal ; pour les pièces plus petites, des substrats ou des pinces à linge sont utilisés.
On sait qu'il est impossible de fabriquer de vos propres mains un radiateur supérieur de qualité appropriée. Pour obtenir les meilleurs résultats dans le processus de soudage IR, il est nécessaire d'utiliser des éléments chauffants en céramique. Pour Et Pour une station de soudage infrarouge DIY, la meilleure option est d'utiliser un radiateur ELSTEIN. Le fabricant affiche les meilleurs résultats, le spectre d'émission est idéal pour remplacer les cartes BGA et autres pièces. Il n'est pas recommandé d'économiser sur l'achat d'un élément chauffant supérieur lors de l'assemblage d'une station de soudage de vos propres mains, car... Lorsque vous travaillez avec un outil de mauvaise qualité, des dommages à la planche ou à la structure assemblée peuvent survenir.
La conception du chauffage par le haut est possible à partir d'un cadre fait maison. Il suffit d'avoir un réglage en hauteur et en largeur pour un travail confortable sur une station de soudage infrarouge faite maison. Un thermocouple est fixé au trépied pour contrôler la température.
Le boîtier du contrôleur est dimensionné en fonction des pièces à installer. Une option adaptée Il peut y avoir un morceau de tôle qui peut être facilement coupé avec des ciseaux à métal. L'unité de commande abrite également des ventilateurs, divers boutons, ainsi qu'un écran et le contrôleur lui-même. Arduino agit comme un contrôleur, la fonctionnalité est tout à fait suffisante pour souder des circuits BGA de vos propres mains.
Pièces pour un appareil fait maison
Avant d'assembler un équipement de vos propres mains, vous devez préparer le matériel et les outils. Pour un fer à souder infrarouge il vous faudra :
- Un ensemble de lampes halogènes, dont le nombre dépend de la forme du futur radiateur inférieur de la station de soudage, le nombre optimal est choisi dans la gamme de 4 à 6 pièces.
- Tête infrarouge en céramique d'une puissance d'au moins 400 watts pour le chauffage supérieur.
- Tuyau de pomme de douche pour fils, coins en aluminium.
- Fil d'acier, élément de fixation d'un ancien appareil photo ou lampe de table pour réaliser un trépied.
- Contrôleur Arduino, 2 relais et thermocouples, ainsi qu'une alimentation avec une sortie de 5 volts, qui peut être réalisée à partir d'un chargeur de téléphone portable.
- Visses, connecteurs et périphériques supplémentaires.
Pendant le processus d'assemblage, vous aurez besoin de dessins qui peuvent être démontés avec des connaissances de base en électronique.
Application et appareil
Un fer à souder infrarouge est principalement utilisé lorsqu'il n'y a pas d'accès aux composants remplaçables. Il est utilisé lors du remplacement de petites pièces ; le principal avantage est l'absence de dépôts de carbone et autres dépôts, comme lorsque l'on travaille avec un fer à souder conventionnel, ainsi que la faible possibilité d'endommager les éléments adjacents. Pour un usage domestique, il est possible de fabriquer un fer à souder de vos propres mains à l'aide d'un allume-cigare de voiture.
L'appareil fonctionne sur une alimentation de 12 volts ; cette tension peut être obtenue en utilisant un convertisseur ou une alimentation inutile pour un ordinateur.
Fabrication
Avant d'assembler la station de soudage, l'élément chauffant est retiré du corps de l'allume-cigare. Les fils d'alimentation sont connectés aux contacts de puissance ; un fil de cuivre isolé peut être connecté au fil central. Réaliser un fer à souder n'est pas difficile, il suffit d'isoler la connexion à distance de élément chauffant, il est possible d'utiliser des gaines thermorétractables.
Le corps est en matériau réfractaire. Il est possible d'utiliser un fer à souder qui ne fonctionne pas ou d'acheter un morceau d'acier. Il faut s'assurer que les fils ne se touchent pas. Il est important de comprendre que ce type d'appareil est utilisé pour des travaux sans importance, puisque les seuils de température et autres paramètres ne sont pas contrôlés.