Stacja lutownicza na podczerwień sterowana za pomocą komputera. Domowa stacja lutownicza na podczerwień

Chyba nie warto tłumaczyć, jak niezbędna jest stacja lutownicza do obsługi i naprawy nowoczesnego sprzętu elektronicznego, to po prostu strata czasu. Niestety, nawet najbardziej budżetowe opcje takiego sprzętu kosztują dużo pieniędzy, od 10 tysięcy rubli i więcej, więc do pracy w domu trzeba szukać opcji wykonania stacji lutowniczej własnymi rękami. Nie jest to zadanie łatwe, wymagające cierpliwości przy debugowaniu i ustawianiu elementu sterującego stacji lutowniczej.

Opcje budowy stacji lutowniczej

Wśród wszystkich przydatnych i mniej przydatnych informacji dostępnych w Internecie można znaleźć wiele domowych obwodów i urządzeń, a nawet opcje wytwarzania domowych termopar i suszarek do włosów. W praktyce do przelutowywania i podgrzewania podzespołów elektronicznych płyt głównych i kart graficznych komputerów, stacji sterujących i innego sprzętu mikroprocesorowego najczęściej stosuje się dwa rodzaje instalacji:

• Konstrukcja działająca na zasadzie wymiany ciepła przez gorące powietrze. Montaż takiej stacji lutowniczej na gorące powietrze własnymi rękami jest dość prosty, ale pod jednym warunkiem większość elementów należy kupić w postaci gotowej, a nie próbować wykonać prowizorycznie;
• Instalacja bezdotykowa działa na zasadzie emitera ciepła. Stacja lutownicza na podczerwień do samodzielnego montażu składa się z mocnych lamp halogenowych i systemu reflektorów. Do sterowania ogrzewaniem wykorzystywane są możliwości oprogramowania laptopa.

Za najfajniejszą stację lutowniczą, której działanie zostało potwierdzone w praktyce, uważa się stację zbudowaną z odblaskowego lustra i mocnej lampy halogenowej o mocy 500W.

Dla Twojej informacji! Przy odpowiednich ustawieniach taka stacja lutownicza była w stanie lutować styki twardym lutem srebrnym.

Ale do lutowania lub podgrzewania takie urządzenie będzie zabójcze, ponieważ głównym kryterium przy wyborze opcji stacji lutowniczej powinna być możliwość sterowania ogrzewaniem powierzchniowym z dokładnością do 1 o C.

Budowa stacji lutowniczej powietrznej małej mocy

Konstrukcja stacji lutowniczej składa się z czterech głównych elementów:

• Tablice sterujące procesem ogrzewania;
• Obudowy;
• Zasilacz;
• Suszarka do włosów i lutownica.

Zasilacz i obudowa dobierane są zgodnie z dostępnymi zasobami. Pozostałe elementy będą musiały zostać zakupione lub wykonane samodzielnie.

Główne narzędzie pracy stacji lutowniczej powietrznej

Główną częścią roboczą stacji lutowniczej jest suszarka do włosów z cewką elektryczną i chłodnicą, która nadmuchuje gorące powietrze na powierzchnię złącza lutowniczego lub mikrochipu. Jego urządzenie jest proste i w razie potrzeby można nawinąć spiralę nichromową ze zwykłej lutownicy niskonapięciowej na rurkę ceramiczną.

Element grzejny jest izolowany kilkoma warstwami włókna szklanego. Nichrom nie nagrzeje się do stanu gorącego metalu, ale konieczne jest przynajmniej zaizolowanie powierzchni, aby powierzchnia metalu nie utleniała się. Na wylocie urządzenia grzewczego należy zamontować pierścień ceramiczny lub dyszę o średnicy 8-10 mm. Najlepiej nadają się żaroodporne chipy, które mocują cewki grzewcze w starych żelazkach. Moc grzałki dla stacji lutowniczej będzie wymagana w przedziale 400-500W, nie mniej.

Aby zorganizować doładowanie, możesz użyć lodówki z komputera lub jako podstawy użyć obudowy z silnikiem i wentylatorem z kempingowej suszarki do włosów. Ale w tym przypadku będziesz musiał opracować własną wersję kontrolowania prędkości obrotowej silnika i ciśnienia przepływu powietrza.

Rada! Istnieje wiele ręcznie sterowanych schematów, w których proponuje się zorganizowanie dopływu powietrza do elementu grzejnego za pomocą zdalnej sprężarki.

Z praktyki możemy powiedzieć, że sterowanie dopływem powietrza do stacji lutowniczej powinno odbywać się wyłącznie automatycznie, w przeciwnym razie włączanie i wyłączanie ciśnieniowego zaworu obejściowego sprawi, że proces lutowania będzie naprawdę uciążliwy, a nie skuteczny.

Ponadto w konstrukcji suszarki do włosów należy zainstalować termoparę, za pomocą której w rzeczywistości reguluje się temperaturę powietrza.

Schemat podłączenia suszarki do włosów można wykonać w sposób pokazany na poniższym rysunku.

Jakość lutowania zależy od tego, jak wygodna i bezpieczna jest konstrukcja suszarki do włosów, więc jeśli nie chcesz się oszukiwać domowymi wyrobami, możesz kupić zwykłą suszarkę do włosów ze stacjonarnej stacji lutowniczej Luckey model 702, i po prostu dostosuj go do tablicy sterującej.

System sterowania stacją lutowniczą

Z powyższej listy najtrudniejszym elementem stacji lutowniczej do zbudowania własnymi rękami jest płyta sterująca. Można go kupić w stanie gotowym, ale jeśli masz doświadczenie w budowaniu podobnych konstrukcji, możesz łatwo złożyć obwód samodzielnie, a zestaw części można zamówić online.

Ze wszystkich dostępnych w Internecie opcji, obwód oparty na kontrolerze serii ATMEGA 328p jest uważany za najbardziej niezawodny i łatwy w obsłudze. Płytkę montuje się według poniższego schematu.

Montaż odbywa się na płycie z włókna szklanego, a przy normalnej jakości montażu układ sterowania stacją lutowniczą uruchamia się za pierwszym razem. Podczas montażu płytki należy zachować szczególną ostrożność podczas lutowania elementów, szczególnie obwodu zasilania chipa, wykonania masy i starania się nie przesadzić z podgrzewaniem nóg. Ale przede wszystkim musisz wprowadzić kod sterujący za pomocą programisty. Jako zasilanie stacji lutowniczej zastosowano generator impulsów 24V-6A z wbudowanym zabezpieczeniem przeciążeniowym.

Obwód sterujący stacji lutowniczej wykorzystuje parę mocnych mosfetów IRFZ44N; należy podjąć środki zabezpieczające przed przegrzaniem i przepaleniem. Jeśli grzejnik suszarki do włosów okaże się zbyt mocny, jest całkiem możliwe, że zasilanie zostanie zablokowane.

Wskazane jest umieszczenie pary triaka i optoelektroniki na osobnej płytce i zainstalowanie chłodnicy chłodzącej. W przypadku transoptorów zaleca się stosowanie sterujących diod LED o stosunkowo małej mocy i maksymalnym poborze prądu do 20 miliamperów.

W konstrukcji stacji lutowniczej zastosowano pięciopinową lutownicę o mocy 50 W. Twórcy zalecają użycie Arrial 936, ale można zainstalować dowolny podobny przyrząd z fabrycznie zainstalowaną termoparą.

Montaż i regulacja pracy stacji

Wszystkie elementy zamontowano w zamkniętej tłoczonej obudowie ze starego zasilacza, na tylnej ściance umieszczono radiator i włącznik, a na przedniej ściance umieszczono wskaźnik temperatury.

Stacja lutownicza sterowana jest trzema zmiennymi rezystancjami po 10 kOhm.Pierwsze dwa regulują temperaturę lutownicy i suszarki, trzecia reguluje prędkość suszarki.

Proces regulacji dotyczy wyłącznie regulacji temperatury nagrzewania lutownicy i suszarki do włosów na płycie stacji lutowniczej. W tym celu należy podłączyć zasilanie do lutownicy i za pomocą termopary i testera zmierzyć rzeczywistą temperaturę nagrzania grotu. Następnie za pomocą rezystora dostrajającego wyświetlamy odczyt na wskaźniku cyfrowym stacji zgodnie z danymi testera. W podobny sposób mierzymy temperaturę nadmuchu suszarki i regulujemy odczyty na wskaźniku za pomocą trymera. Jeśli zwiększysz prędkość wentylatora suszarki do włosów, miejsce lutowania można łatwo nagrzać do 450 o C.

Wykonanie lutownicy na podczerwień

Stacje lutownicze działające na promieniowanie podczerwone, z nielicznymi wyjątkami, służą do podgrzewania lutowanego procesora, mostka lub procesora na karcie graficznej. Jak wiadomo procesory źle tolerują przegrzanie i często przy dużym obciążeniu i słabym odprowadzaniu ciepła niskotemperaturowe styki lutownicze odlutowują się od padu.

Jednym z barbarzyńskich sposobów na przywrócenie kontaktu jest rozgrzanie „korpusu” procesora dozowanym promieniowaniem cieplnym. Można to zrobić za pomocą zwykłej suszarki do włosów lub nawet żelazka, ale po takich zabiegach pozytywny efekt osiąga się w jednym na trzy przypadki. Dlatego specjaliści od majsterkowania wolą budować stacje lutownicze z ogrzewaniem na podczerwień.

Produkcja obudów i elementów grzejnych

Konstrukcyjnie stacja lutownicza składa się z czterech głównych elementów:

• Dolny blok grzewczy;
• Górny blok grzewczy;
• Statyw i jednostka sterująca grzejnikiem.

Płyta główna komputera jest umieszczona pomiędzy górną i dolną obudową tak, aby strumień podczerwieni z górnego układu grzewczego był skierowany przede wszystkim na cel - obudowę procesora. Pozostała część płytki zabezpieczona jest przed nagrzewaniem płytą aluminiową lub folią z wyciętym okienkiem na procesor.

Dolna obudowa stacji lutowniczej służy do stworzenia osłony termicznej, czyli do dogrzania płytki w celu ograniczenia strat ciepła na skutek konwekcji powietrza.

Ważny! Cały trik ze stacją lutowniczą polega na tym, aby ogrzewanie było nie tylko wydajne, ale także kontrolowane, to znaczy, że obudowa nie może się przegrzać, dlatego w konstrukcji zastosowano termoparę i interfejs sterujący halogenem.

Jako grzejniki można zastosować zwykłą spiralę nichromową umieszczoną wewnątrz rurek kwarcowych lub halogeny R7S J254.

Do wykonania korpusu dolnego bloku można zastosować dowolną stalową skrzynkę o odpowiednich wymiarach, na której montowane są złącza do lamp. W efekcie po zmontowaniu i podłączeniu okablowania uzyskujemy projekt stacji lutowniczej jak na zdjęciu.

W podobny sposób wykonany jest górny blok grzewczy.

Całość urządzenia i sterowanie zamontowane są na statywie ze starego radzieckiego powiększalnika fotograficznego, który posiada regulację wysokości górnego bloku. Pozostaje tylko zmontować układ sterowania lutownicą.

Termopara i sterowanie

Aby zapobiec przegrzaniu, stacja lutownicza wykorzystuje dwie termopary - dla obudowy procesora i pozostałej powierzchni płyty głównej. Do sterowania stacją lutowniczą wykorzystywana jest płytka interfejsu Arduino MAX6635, którą podłącza się do portu szeregowego domowego laptopa lub komputera PC, do którego trzeba poszukać odpowiedniego oprogramowania lub wykonać je samodzielnie.

Sterowanie stacją lutowniczą odbywa się w następujący sposób. Komputer poprzez interfejs i termoparę odbiera informację o temperaturze i zmienia moc strumienia ciepła za pomocą impulsów załącz-wyłącz halogenów stacji. W miarę przegrzewania się lampy czas jej świecenia będzie krótszy, a w miarę ochładzania – wręcz przeciwnie – wydłużany.

Po złożeniu stacja lutownicza wygląda jak na zdjęciu. Koszt budowy wyniósł nieco ponad 80 dolarów.

Wniosek

Istnieją co najmniej cztery dodatkowe opcje wykonania maszyny lutowniczej, w tym jedna typu baterii. Który z nich jest najwygodniejszy w obsłudze, można ustalić dopiero w praktyczny sposób, po zbudowaniu pełnowymiarowej lutownicy. Przedstawione w artykule dwa obwody układu lutowniczego są najprostsze i najtańsze w produkcji przy bardzo skromnym budżecie wynoszącym 150 dolarów.

Już od dłuższego czasu myślałem o tym, aby własnoręcznie zaopatrzyć się w stację lutowniczą i za jej pomocą naprawić stare karty graficzne, dekodery i laptopy. Do ogrzewania można wykorzystać starą halogenową poduszkę grzewczą, nogę starej lampy stołowej można wykorzystać do przytrzymywania i przesuwania górnego grzejnika, płytki drukowane będą spoczywać na aluminiowych szynach, cewka prysznicowa będzie trzymać termopary, a Arduino płyta będzie monitorować temperaturę.

Najpierw zastanówmy się, czym jest stacja lutownicza. Nowoczesne chipy na układach scalonych (CPU, GPU itp.) nie mają nóg, ale mają szereg kulek (BGA, Ball grid array). Aby wylutować/wylutować taki chip trzeba mieć urządzenie, które podgrzeje cały układ scalony do temperatury 220 stopni bez topienia płytki czy poddawania układu scalonego szokowi termicznemu. Dlatego potrzebujemy regulatora temperatury. Takie urządzenia kosztują od 400 do 1200 dolarów. Koszt tego projektu powinien wynosić około 130 dolarów. O BGA i stacjach lutowniczych przeczytacie na Wikipedii, a my zaczniemy działać!

Materiały:

• Grzejnik halogenowy czterolampowy ~1800w (jako ogrzewanie dolne)
• Ceramiczny IR o mocy 450 W (górna grzałka)
• Aluminiowe listwy zasłonowe
• Kabel spiralny do prysznica
• Mocny gruby drut
• Noga lampy stołowej
• Płyta Arduino ATmega2560
• 2 płytki SSR 25-DA2x Adafruit MAX31855K ​​(lub zrób to sam tak jak ja)
• 2 termopary typu K
• Zasilanie prądem stałym 220 do 5 V, 0,5 A
• Moduł listowy LCD 2004
• głośnik wysokotonowy 5V

Krok 1: Dolna grzałka: odbłyśnik, żarówki, obudowa

Pokaż jeszcze 3 obrazy

Znajdź grzejnik halogenowy, otwórz go i wyjmij reflektor i 4 lampy. Uważaj, aby nie stłuc lamp. Tutaj możesz puścić wodze fantazji i stworzyć własną obudowę, która pomieści lampy i odbłyśnik. Możesz na przykład wziąć starą obudowę komputera i umieścić w niej światła, reflektor i przewody. Użyłem blachy o grubości 1mm i wykonałem obudowy do grzałek dolnej i górnej oraz obudowę kontrolera Arduino. Tak jak mówiłem wcześniej, możesz wykazać się kreatywnością i wymyślić coś własnego w tej sprawie.

Grzejnik, którego użyłem, miał moc 1800 W (4 lampy po 450 W równolegle). Wykorzystaj przewody z grzejnika i podłącz lampy równolegle. Możesz wbudować wtyczkę prądu przemiennego tak jak ja lub poprowadzić kabel bezpośrednio z dolnej grzałki do sterownika.

Krok 2: Dolna grzałka: System montażu na płycie

Pokaż jeszcze 4 obrazy

Po utworzeniu korpusu dolnego grzejnika zmierz dłuższą długość dolnego okna grzejnika i wytnij dwa kawałki aluminiowej listwy o tej samej długości. Będziesz także musiał wyciąć 6 dodatkowych kawałków, każdy o połowę mniejszy od mniejszego boku okna grzejnika. Wywierć otwory wzdłuż dwóch końców dużych listew, a także po jednym końcu każdej z 6 małych listew i długiej części okna. Przed przykręceniem części do korpusu należy stworzyć mechanizm mocujący z nakrętkami, podobny do tego, który wykonałem na zdjęciach. Jest to konieczne, aby mniejsze listwy mogły przesuwać się po większych listwach.

Po przewleceniu nakrętek przez szyny i skręceniu wszystkiego razem, użyj śrubokręta, aby przesunąć i dokręcić śruby, tak aby system mocowania pasował do rozmiaru i kształtu Twojej deski.

Krok 3: Dolna grzałka: Uchwyty termopary

Aby wykonać uchwyty na termoparę, zmierz przekątną dolnego okna grzejnika i przytnij dwa kawałki spiralnego kabla prysznicowego o tej samej długości. Odwiń sztywny drut i odetnij dwie części, każda o 6 cm dłuższa niż zwinięty kabel prysznicowy. Przełóż twardy drut i termoparę przez zwinięty kabel i zagnij oba końce drutu, jak pokazano na zdjęciach. Pozostaw jeden koniec dłuższy od drugiego, aby dokręcić go jedną ze śrub zębatki.

Krok 4: Górna grzałka: płyta ceramiczna

Do wykonania górnego grzejnika użyłem ceramicznego promiennika podczerwieni o mocy 450W. Znajdziesz je na Aliexpress. Sztuka polega na stworzeniu dobrej obudowy dla grzejnika z prawidłowym przepływem powietrza. Następnie przechodzimy do uchwytu grzejnika.

Krok 5: Górna grzałka: Uchwyt

Znajdź starą lampę stołową z nogą i rozbierz ją. Aby prawidłowo wyciąć lampę, musisz wszystko dokładnie obliczyć, ponieważ górny promiennik podczerwieni musi dotrzeć do wszystkich rogów dolnego promiennika. Zatem najpierw przymocuj górny korpus grzejnika, wykonaj cięcie w osi X, wykonaj prawidłowe obliczenia i na koniec wykonaj cięcie w osi Z.

Krok 6: Kontroler PID na Arduino

Pokaż jeszcze 3 obrazy

Znajdź odpowiednie materiały i stwórz trwałą i bezpieczną obudowę dla swojego Arduino i innych akcesoriów.

Można po prostu przeciąć i podłączyć przewody łączące sterownik (zasilacz góra/dół, sterownik mocy, termopary) za pomocą lutownicy lub zaopatrzyć się w konektory i wszystko zrobić ostrożnie. Nie wiedziałem dokładnie, ile ciepła wytworzy SSR, więc dodałem do obudowy wentylator. Niezależnie od tego, czy instalujesz wentylator, czy nie, zdecydowanie musisz nałożyć pastę termiczną na SSR. Kod jest prosty i jasno pokazuje, jak podłączyć przyciski, SSR, ekran i termopary, dzięki czemu podłączenie wszystkiego w całość będzie łatwe. Jak obsługiwać urządzenie: Nie ma funkcji automatycznego dostrajania wartości P, I i D, dlatego wartości te należy wprowadzić ręcznie, w zależności od ustawień. Dostępne są 4 profile, w każdym z nich można ustawić liczbę kroków, rampę (C/s), czas oczekiwania pomiędzy krokami, dolny próg grzałki, temperaturę docelową dla każdego stopnia oraz wartości P,I,D dla grzejników górnych i dolnych. Jeżeli ustawimy np. 3 stopnie 80, 180 i 230 stopni z dolnym progiem grzałki na 180 to nasza deska będzie nagrzewana od dołu tylko do 180 stopni, wówczas temperatura od dołu pozostanie na poziomie 180 stopni, a górna grzałka nagrzeje się do 230 stopni. Kod wymaga jeszcze wielu ulepszeń, ale daje wyobrażenie o tym, jak wszystko powinno działać. Ten przewodnik nie zawiera zbyt wielu szczegółów, ponieważ zawiera wiele elementów do samodzielnego wykonania, a każda kompilacja będzie inna. Mam nadzieję, że zainspirujesz się tą instrukcją i wykorzystasz ją do stworzenia własnej stacji lutowniczej IR.

Około dwa lata temu zamieściłem artykuł. Artykuł ten wzbudził zainteresowanie wielu radioamatorów. Ale niestety po powtórzeniu stacji lutowniczej IR pojawiły się pewne uwagi dotyczące działania stacji, które starałem się wyeliminować w tej wersji stacji:
- Zastosowano analogowe wzmacniacze termopary AD8495 z wbudowaną kompensacją zimnego złącza, co skutkuje zwiększoną dokładnością odczytów temperatury
- problem z awarią tranzystorów dolnej grzałki rozwiązano za pomocą triakowego regulatora mocy
- poprawiono oprogramowanie (kompatybilne z poprzednią wersją stacji). Po uruchomieniu profil termiczny zaczyna biec od temperatury, do której płyta została wstępnie nagrzana, co pozwala zaoszczędzić dużo czasu. Specjalne podziękowania za poprawienie i dostosowanie oprogramowania sprzętowego do chińskich wyświetlaczy.
- dodano pęsety próżniowe
- korpus stacji lutowniczej został całkowicie przeprojektowany. Konstrukcja stacji okazała się bardzo ładna, stabilniejsza i niezawodna, a do tego zajmuje mniej miejsca na biurku. Wszystko, czego potrzebujesz, jest połączone w jednym przypadku - dolna grzałka, górna grzałka, pęseta próżniowa i sam sterownik.

Opis projektu

Sterownik jest dwukanałowy. Do pierwszego kanału można podłączyć termoparę lub termistor platynowy PT100. Do drugiego kanału podłączona jest tylko termopara. 2 kanały posiadają tryby pracy automatyczny i ręczny. Automatyczny tryb pracy zapewnia utrzymanie temperatury na poziomie 10-255 stopni poprzez sprzężenie zwrotne z termopar lub termistora platynowego (w pierwszym kanale). W trybie ręcznym moc w każdym kanale można regulować w zakresie 0-99%. W pamięci sterownika znajduje się 14 profili termicznych do lutowania BGA. 7 dla lutu zawierającego ołów i 7 dla lutu bezołowiowego. Poniżej wymieniono profile termiczne.

Dla lutu bezołowiowego maksymalna temperatura profilu termicznego: - 8 profil termiczny - 225C o, 9 - 230C o, 10 - 235C o, 11 - 240C o, 12 - 245C o, 13 - 250C o, 14 - 255C o

Jeżeli górna grzałka nie ma czasu na rozgrzanie się zgodnie z profilem termicznym to sterownik robi pauzę i czeka aż osiągnięta zostanie żądana temperatura. Ma to na celu przystosowanie sterownika do słabych grzejników, które długo się nagrzewają i nie nadążają za profilem cieplnym.

Sterownik rozpoczyna wykonywanie profilu termicznego od temperatury, do której płyta została wstępnie nagrzana. Jest to bardzo wygodne i pozwala szybko zrestartować profil termiczny, jeżeli np. temperatura nie była wystarczająca do usunięcia chipa, można wybrać profil termiczny z wyższą temperaturą i przy drugiej próbie natychmiast usunąć chip.

Na schemacie zastosowano kombinowany zespół napędowy składający się z przełącznika tranzystorowego dla górnej grzałki i przełącznika triaka dla dolnej grzałki. Chociaż można na przykład zastosować 2 przełączniki tranzystorowe lub 2 triaki.

Użyłem 2 gotowych modułów AD8495 zakupionych na Aliexpress. To prawda, że ​​​​moduły wymagają trochę poprawy. Zobacz zdjęcie poniżej.

Nie zwracamy uwagi na to, że moduł na drugim zdjęciu jest obrócony o 90 stopni. Musiałem go obrócić, ponieważ moje moduły opierały się na bloku zasilania. Zastosowano fabryczne złącza do termopar.

Jeśli nie planujesz w przyszłości używać termistora platynowego, część obwodu zaznaczona czerwoną przerywaną linią nie musi być montowana.

Płytki drukowane zasilacza i sterownika.

Do chłodzenia przełączników zasilania użyłem grzejnika z karty graficznej z aktywnym chłodzeniem.

Dalej na zdjęciu widać etap montażu stacji lutowniczej, niczym zestawu konstrukcyjnego. Wszystkie materiały zostały zakupione w dużym sklepie budowlanym. Panele przedni i tylny wykonane są z włókna szklanego wzmocnionego aluminiowym narożnikiem. Tektura bazaltowa służy jako materiał termoizolacyjny. Ogrzewanie dolne składa się z 9 lamp halogenowych (1500W 220-240V R7S 254mm) połączonych w 3 grupy po 3 lampy połączone szeregowo.

Przewód na 220V jest silikonowy, odporny na wysoką temperaturę.

Dobrą pompę próżniową można kupić na Aliexpress za 400-500 rubli. Instrukcja wyszukiwania znajduje się na zdjęciu poniżej.

Początkowo planowałem zastosować stację lutowniczą razem ze szkłem IR nad dolną grzałką, co dało dobre korzyści:
- piękny wygląd
- deska (na stojakach można ją położyć bezpośrednio na szkle), tak jak na stacjach Termopro
Ale niestety niedociągnięcia okazały się bardziej znaczące:
- bardzo długie nagrzewanie (chłodzenie) płyty
- obudowa stacji lutowniczej mocno się nagrzewa, np. bez szkła obudowa podczas pracy jest ledwo ciepła. Musiałem więc zrezygnować ze szkła.

Po odkręceniu statywu szybę można łatwo wyjąć lub włożyć do stacji. Zamiast szkła można też wstawić np. siatkę.

Wygląd zmontowanej stacji.

Akcesoria, stojaki, aluminiowy kanał do stojaków, uchwyt pęsety próżniowej, silikonowa rurka pęsety, termopara.

Niezbędne „składniki” do wykonania rączki pęsety próżniowej. Używany mikser z kleju epoksydowego Moment w podwójnej strzykawce. Rura aluminiowa (w której należy wywiercić otwór) i łącznik o odpowiedniej średnicy dla rurki silikonowej. Całość wklejona jest w aluminiową rurkę za pomocą błyskawicznego kleju epoksydowego.

Ustawienia kontrolera
Aby ustawić napięcie na wyjściu U4 na 5,12V, należy zastosować rezystor R32. Rezystor R28 reguluje kontrast wyświetlacza. Jeśli nie planujesz używać termistora platynowego, konfiguracja stacji jest zakończona.
Opis kalibracji kanału z termistorem platynowym opisano w artykule pierwszej wersji stacji.

Zalecenia
Górną grzałkę należy zamontować na wysokości 5-6 cm od powierzchni deski. Jeżeli w momencie wykonywania profilu termicznego temperatura wzrośnie od ustawionej wartości o więcej niż 3 stopnie, zmniejszamy moc grzałki górnej (włącz stację z wciśniętym enkoderem i ustaw maksymalną moc grzałki górnej ). Wybicie kilku stopni na końcu profilu termicznego (po wyłączeniu górnej grzałki) nie jest straszne. Wpływa to na bezwładność ceramiki. Dlatego wybieram pożądany profil termiczny o 5 stopni mniej niż potrzebuję. Przed wyjęciem chipa za pomocą sondy należy upewnić się (delikatnie naciskając każdy róg chipa), czy kuleczki pod chipem pływają. Podczas instalacji używamy wyłącznie topnika wysokiej jakości, w przeciwnym razie niewłaściwy wybór topnika może wszystko zepsuć. Również podczas instalowania układu BGA Koniecznie trzeba zakryć kryształ prostokąt z folii aluminiowej o wielkości boku równej w przybliżeniu ½ strony BGA w celu obniżenia temperatury w środku, która jest zawsze wyższa niż temperatura w pobliżu termopary (patrz zdjęcie punktów grzewczych grzejników ELSTEIN IR w artykule pierwszej wersji stacji).
Ogólnie rzecz biorąc, obejrzyj poniższy film.
Poniżej możesz pobrać archiwum z płytką drukowaną w formacie LAY, kodem źródłowym, oprogramowaniem.

Lista radioelementów

Przeznaczenie	Typ	Określenie	Ilość	Notatka	Sklep	Mój notatnik
E1	Koder		1			Do notatnika
U1, U2	Wzmacniacz operacyjny	AD8495	2			Do notatnika
U3	Wzmacniacz operacyjny	LM358	1			Do notatnika
U4	regulator liniowy	LM7805	1			Do notatnika
U5	MK PIC 8-bitowy	PIC16F876A	1			Do notatnika
U6	MK PIC 8-bitowy	PIC12F683	1	Zastąpienie PIC12F675 jest dopuszczalne, ale nie zalecane		Do notatnika
U7, U8	Transoptor	PC817	2			Do notatnika
U9	Transoptor	MOC3052M	1			Do notatnika
LCD1	wyświetlacz LCD	VC20x4C-GIY-C1	1	20x4 w oparciu o KS0066 (HD44780)		Do notatnika
Pytanie 1	Tranzystor MOSFET	TK20A60U	1			Do notatnika
Z1	Kwarc	16 MHz	1			Do notatnika
VD1	Dioda prostownicza	LL4148	1			Do notatnika
VD2	Mostek diodowy	KBU1010	1			Do notatnika
VD3	Dioda Zenera	24 V	1			Do notatnika
VD4	Mostek diodowy	DB107	1			Do notatnika
T1	Triak	BTA41-600B	1			Do notatnika
R9	Termistor platynowy	PT100	1			Do notatnika
R2, R3, R6, R7, R26, R27	Rezystor	10 kiloomów	6			Do notatnika
R1, R5	Rezystor	1 MOhm	2			Do notatnika
R4, R8	Rezystor	100 kiloomów	2			Do notatnika
R10, R11	Rezystor	4,7 kOhm	2	Tolerancja 1% lub lepsza		Do notatnika
R12	Rezystor	51 omów	1			Do notatnika
R13, R32	Rezystor trymera	100 omów	2	Wieloobrotowy		Do notatnika
R14, R15, R16, R17	Rezystor	220 kiloomów	5	Tolerancja 1% lub lepsza		Do notatnika
R18	Rezystor	1,5 kOhm	1			Do notatnika
R19	Rezystor trymera	100 kiloomów	1	Wieloobrotowy		Do notatnika
R20	Rezystor	100 omów	1			Do notatnika
R21	Rezystor	20 kiloomów	1			Do notatnika
R22	Rezystor	510 omów	1			Do notatnika
R23, R24	Rezystor	47 kiloomów	2	Moc 1W		Do notatnika
R25	Rezystor	5,1 kOhm	1			Do notatnika
R28	Rezystor trymera	10 kiloomów	1	Wieloobrotowy		Do notatnika
R29	Rezystor	16 omów	1	Moc 2W		Do notatnika
R30, R31	Rezystor	2,7 kOhm	2			Do notatnika
R33	Rezystor	2,2 kOhm	1			Do notatnika
R34	Rezystor	100 kiloomów	1	Moc 1 W (może być konieczne wybranie mocy podczas konfigurowania detektora zera)		Do notatnika
R35	Rezystor	47 kiloomów	1	Podczas konfigurowania detektora zera może być konieczne wybranie wartości		Do notatnika
R36	Rezystor	470 omów	1			Do notatnika
R37	Rezystor	360 omów	1	Moc 1W		Do notatnika
R38	Rezystor	330 omów	1	Moc 1W		Do notatnika
R39	Rezystor

Jak elementy grzejne do lutowania na podczerwień stacje Można stosować ceramiczne lub kwarcowe emitery podczerwieni. Zastosowanie promienników podczerwieni zapewnia wysoką miejscową szybkość nagrzewania oraz możliwość skutecznej kontroli profilu temperaturowego lutowania grupowego.

Stacje lutownicze, w których ogrzewanie jest wytwarzane przez skupioną wiązkę promieniowania podczerwonego, stały się powszechne wśród sprzętu lutowniczego. Takie stacje lutownicze składają się z dwóch części grzewczych, które zapewniają lokalne ogrzewanie płytki, a co za tym idzie, wysoką jakość i prędkość nagrzewania.

Umieszczony na górze emiter podczerwieni jest często niewielkich rozmiarów. Jego zadaniem jest przeprowadzenie w odpowiednim momencie szybkiego, miejscowego nagrzania określonej części płytki do temperatury topnienia lutu.

Znajdujące się poniżej emitery podczerwieni podgrzewają płytkę do stosunkowo niskiej temperatury w ramach przygotowania do procesu lutowania. Wymiary i ilość emiterów zależą od wielkości płytki.

Ceramiczne emitery podczerwieni

Ceramiczne emitery podczerwieni trwały i dość mocny. Szybkość osiągnięcia reżimu temperaturowego wynosi około 10 minut. Do stacji lutowniczych często stosuje się emitery płaskie lub puste w środku (puste mają wyższą temperaturę na powierzchni emitera i szybciej osiągają warunki temperaturowe, ale są droższe). Aby zapewnić efektywniejszy rozsył wiązki światła, zaleca się dodatkowo zastosować reflektory do emiterów podczerwieni. Emitery produkowane są wyłącznie w standardowych rozmiarach. Do długotrwałej pracy stacji lutowniczej najlepiej sprawdzają się ceramiczne emitery podczerwieni.

Kwarcowe emitery podczerwieni

Kwarcowe emitery podczerwieni charakteryzują się szybkim wzrostem temperatury (około 30 sekund), ale są bardziej kruche. Aby wykonać stację lutowniczą na podczerwień, możesz wybrać w następujący sposób:

Radioamatorzy prędzej czy później będą mieli do czynienia z lutowaniem elementów za pomocą szeregu kulek. Metoda lutowania BGA stosowana jest wszędzie przy masowej produkcji najróżniejszego sprzętu. Do montażu wykorzystywana jest lutownica na podczerwień, która łączy części w sposób bezdotykowy. Gotowe modyfikacje są drogie, a tańsze analogi nie mają wystarczającej funkcjonalności, więc lutownicę można wykonać w domu.

Opis procesu lutowania IR

Zasada działania stacji lutowniczej na podczerwień polega na oddziaływaniu na element silnymi falami o długości 2-7 mikronów. Urządzenie do lutowania za pomocą domowych stacji lutowniczych IR, zarówno domowych, jak i zakupionych, składa się z kilku elementów:

• Dolna grzałka.
• Górna grzałka odpowiada za główny wpływ na materiały.
• Konstrukcja uchwytu na tablicę umieszczona na stole.
• Sterownik temperatury składający się z elementu programowalnego i termopary.

Długość fali zależy bezpośrednio od wskaźników temperatury źródła energii. Materiały w różnych postaciach lutuje się za pomocą stacji IR typu „zrób to sam”, istnieją podstawowe parametry dotyczące przenoszenia energii, nieprzezroczystości, odbicia, półprzezroczystości i przezroczystości. Przed wykonaniem stacji lutowniczej na podczerwień własnymi rękami musisz zrozumieć, że te systemy mają pewne wady:

• Różne stopnie pochłaniania energii przez komponenty prowadzą do nierównomiernego nagrzewania.
• Każda płyta, ze względu na swoją odmienną charakterystykę, wymaga doboru temperatur, w przeciwnym razie elementy się przegrzeją i ulegną awarii.
• Obecność „martwej strefy”, w której energia podczerwieni nie dociera do pożądanego obiektu.
• Warunek zabezpieczenia powierzchni innych elementów przed odparowaniem topników.

Ogrzewanie następuje w wyniku przenoszenia ciepła do płytki drukowanej. Efekt cieplny stacji podczerwieni występuje na górze części, temperatura jest niewystarczająca, dlatego projekt zakłada ogrzewanie dolnej części. Dolna część składa się ze stołu grzejnego, proces lutowania można przeprowadzić przy pomocy spokojnego promieniowania podczerwonego lub przepływu powietrza.

Profesjonalny sprzęt jest dość drogi, tańsze analogi nie mają wystarczającej funkcjonalności. Aby zaoszczędzić pieniądze i wykonać niezbędne operacje za pomocą kontrolerów BGA, możliwe jest wykonanie stacji lutowniczej na podczerwień własnymi rękami. Montaż możliwy jest z materiałów dostępnych na rynku oraz materiałów złomowych. Projekt to termotable wykonany ze starej lampy, wyposażony w lampy halogenowe. Sterownik i górna grzałka są kupowane na rynku lub montowane ze starych części zamiennych.

Stół grzewczy będzie wymagał odbłyśników, lamp halogenowych umieszczonych w obudowie wykonanej z profilu lub blachy. Wykonując własnoręcznie stację lutowniczą na podczerwień, warto trzymać się rysunków, które możesz samodzielnie opracować lub pożyczyć od innych artystów. Obudowa musi być wyposażona w miejsce na termoparę, która przekazuje informację do sterownika, aby zapobiec nagłym zmianom temperatury i nadmiernemu nagrzaniu materiału.

Montaż stacji lutowniczej na podczerwień obejmuje domowe konstrukcje w postaci łączników ze statywu. Temperatura urządzenia grzewczego jest kontrolowana przez drugą termoparę. Montuje się go równolegle do grzejnika, statyw mocuje się do panelu w taki sposób, aby element IR można było przesuwać nad powierzchnią stołu grzewczego. Tablica znajduje się 2-3 cm nad lampami halogenowymi, w korpusie stołu termicznego. Mocowanie odbywa się za pomocą wsporników, do produkcji można użyć niepotrzebnego profilu aluminiowego.

Wykonanie palnika własnymi rękami będzie najpierw wymagało obudowy. Aby schłodzić system, wymagana jest instalacja jednej mocnej lub kilku chłodnic, zaleca się wybór materiału ze stali ocynkowanej. Po całkowitym złożeniu system jest regulowany poprzez uruchomienie obwodu i debugowanie urządzenia.

Ogrzewanie dolne można wykonać na kilka sposobów, jednak o wiele lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie lamp halogenowych. Racjonalnym rozwiązaniem jest samodzielne zainstalowanie lamp o łącznej mocy 1 kW lub większej. Po bokach konstrukcji montowane są progi zabezpieczające deskę. Materiały do ​​​​lutowania instaluje się na kanale, w przypadku mniejszych części stosuje się podłoża lub spinacze do bielizny.

Wiadomo, że niemożliwe jest wykonanie górnej grzałki o odpowiedniej jakości własnymi rękami. Aby uzyskać najlepsze rezultaty w procesie lutowania IR konieczne jest zastosowanie ceramicznych elementów grzejnych. Dla I W przypadku stacji lutowniczej na podczerwień typu „zrób to sam” najlepszą opcją jest zastosowanie grzejnika ELSTEIN. Producent wykazuje najlepsze wyniki, widmo emisyjne jest idealne do wymiany płytek BGA i innych części. Nie zaleca się oszczędzania na zakupie górnej grzałki podczas montażu stacji lutowniczej własnymi rękami, ponieważ Podczas pracy narzędziem niskiej jakości może dojść do uszkodzenia płyty lub zmontowanej konstrukcji.

Projekt ogrzewania górnego jest możliwy z domowej ramy. Do komfortowej pracy na domowej stacji lutowniczej na podczerwień wystarczy regulacja wysokości i szerokości. Do statywu przymocowana jest termopara, która kontroluje temperaturę.

Rozmiar obudowy sterownika jest dobierany w zależności od instalowanych części. Odpowiednią opcją może być kawałek blachy, który można łatwo przeciąć metalowymi nożyczkami. W jednostce sterującej znajdują się także wentylatory, różne przyciski, a także wyświetlacz i sam sterownik. Arduino pełni rolę kontrolera, funkcjonalność jest wystarczająca do samodzielnego lutowania obwodów BGA.

Części do domowego urządzenia

Przed złożeniem jakiegokolwiek sprzętu własnymi rękami należy przygotować materiały i narzędzia. Do lutownicy na podczerwień będziesz potrzebować:

• Zestaw lamp halogenowych, których ilość uzależniona jest od kształtu przyszłej dolnej grzałki stacji lutowniczej, optymalna ilość dobierana jest w przedziale od 4 do 6 sztuk.
• Ceramiczna głowica na podczerwień o mocy co najmniej 400 W dla górnego grzejnika.
• Wąż prysznicowy do przewodów, narożniki aluminiowe.
• Drut stalowy, element mocujący ze starego aparatu lub lampki stołowej do wykonania statywu.
• Kontroler Arduino, 2 przekaźniki i termopary oraz zasilacz z wyjściem 5 V, który można wykonać z ładowarki do telefonu komórkowego.
• Śruby, złącza i dodatkowe urządzenia peryferyjne.

Podczas montażu potrzebne będą rysunki, które można zdemontować mając podstawową wiedzę z zakresu elektroniki.

Aplikacja i urządzenie

Lutownicę na podczerwień stosuje się głównie wtedy, gdy nie ma dostępu do elementów wymiennych. Stosuje się go przy wymianie drobnych części, a jego główną zaletą jest brak nagaru i innych osadów, jak przy pracy z konwencjonalną lutownicą, a także mała możliwość uszkodzenia sąsiednich elementów. Do użytku domowego można wykonać lutownicę własnymi rękami za pomocą zapalniczki samochodowej.

Urządzenie zasilane jest napięciem 12 V, które można uzyskać za pomocą przetwornicy lub niepotrzebnego zasilacza do komputera.

Produkcja

Przed montażem stacji lutowniczej element grzejny jest wyjmowany z korpusu zapalniczki. Przewody zasilające podłącza się do styków mocy, izolowany przewód miedziany można podłączyć do przewodu centralnego. Wykonanie lutownicy nie jest trudne, wystarczy zaizolować połączenie w pewnej odległości od elementu grzejnego, można zastosować rurkę termokurczliwą.

Korpus wykonany jest z materiału ogniotrwałego. Można użyć niedziałającej lutownicy lub kupić kawałek stali. Należy upewnić się, że przewody nie stykają się ze sobą. Ważne jest, aby zrozumieć, że tego typu urządzenie służy do nieistotnej pracy, ponieważ progi temperatury i inne parametry nie są kontrolowane.