Главная » Мастерская
Призовой фонд
на июль 2019 г.
1. 1000 руб
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

ИК паяльная станция своими руками v2

Около двух лет назад я разместил статью ИК паяльная станция своими руками. Данная статья вызвала интерес у многих радиолюбителей. Но к сожалению после повторения ИК паяльной станции не обошлось без замечаний в плане работы станции, которые я постарался устранить в данной версии станции:
- применены аналоговые усилители термопары AD8495 со встроенной компенсацией холодного спая, в следствие чего увеличена точность показания температуры
- проблема с выходом из строя транзисторов нижнего нагревателя решена при помощи симисторного регулятора мощности
- доработана прошивка (которая совместима с прошлой версией станции). После запуска термопрофиль начинает выполняться с той температуры, до которой преднагрета плата, что экономит много времени. Отдельная благодарность Андрею за корректировку и адаптацию прошивки под китайские дисплеи.
- добавлен вакуумный пинцет
- корпус паяльной станции полностью переработан. Конструкция станции получилась очень симпатичной, более устойчивой и надежной, на рабочем столе занимает меньше места. В одном корпусе совмещено все необходимое, - нижний нагреватель, верхний нагреватель, вакуумный пинцет и сам контроллер.

Описание конструкции

Контроллер двухканальный. К первому каналу можно подключить термопару или платиновый терморезистор PT100. Ко второму каналу подключается только термопара. 2 канала имеют автоматический и ручной режим работы. Автоматический режим работы обеспечивает поддержание температуры 10-255 градусов через обратную связь с термопар или платинового терморезистора (в первом канале). В ручном режиме мощность в каждом канале можно регулировать в диапазоне 0-99%. В памяти контроллера заложено 14 термопрофилей для пайки BGA. 7 для свинецсодержащего припоя и 7 для безсвинцового припоя. Термопрофили указаны ниже. 

Для свинецсодержащего припоя максимальная температура термопрофиля: - 1 термопрофиль - 190Cо, 2 - 195Cо, 3 - 200Cо, 4 - 205Cо, 5 - 210Cо, 6 - 215Cо, 7 - 220Cо

Для безсвинцового припоя максимальная температура термопрофиля: - 8 термопрофиль - 225Cо, 9 - 230Cо, 10 - 235Cо, 11 - 240Cо, 12 - 245Cо, 13 - 250Cо, 14 - 255Cо

Если верхний нагреватель, не успевает прогревать согласно термопрофилю, то контроллер становится на паузу и ждет пока не будет достигнута нужная температура. Это сделано для того, чтобы адаптации контроллера для слабых нагревателей, которые прогревают долго и не успевают за термопрофилем.

Контроллер начинает выполнять термопрофиль с той температура, до которой преднагрета плата. Это очень удобно, и позволяет оперативно перезапустить термопрофиль в случае, например, если была температура недостаточна для снятия чипа, то можно выбрать термопрофиль с температурой повыше, и тут же снять чип со второй попытки. 

На схеме применен комбо силовой блок, состоящий из транзисторного ключа для верхнего нагревателя, и симисторного для нижнего нагревателя. Хотя, например можно использовать 2 транзисторных, или 2 симисторных ключа.

Я использовал 2 готовых модуля на AD8495, купленных на Aliexpress. Правда модули нужно немного доработать. Смотрим фото ниже.

Не обращаем внимания на то, что модуль на втором фото повернут на 90 градусов. Пришлось развернуть, так как модули у меня упирались в силовой блок. Разъемы для термопар использованы заводские.

Тем, кто не планирует в дальнейшем использовать платиновый терморезистор, то часть схемы выделенную красной пунктирной линией можно не собирать.

Печатные платы силового блока и контроллера.

Для охлаждения силовых ключей я применил радиатор от видеокарты с активным охлаждением.

Далее на фото будет виден этап сборки паяльной станции, как конструктора. Все материалы куплены в крупном строймагазине. Передняя и задняя панель сделаны из стеклотекстолита, укрепленного алюминиевым уголком. Базальтовый картон служит в качестве теплоизоляционного материала. Нижний подогрев состоит из 9 галогенных ламп (1500вт 220-240в R7S 254мм) объединенных в 3 группы по 3 соединенных последовательно лампы.

Провод для 220В применен силиконовый, высокотемпературный.

Хороший вакуумный насос можно приобрести на Aliexpress за 400-500 рублей. Ориентир для поиска на фото ниже.

 Изначально я планировал использовать паяльную станцию совместно и ИК стеклом над нижним нагревателем, что давало хорошие преимущества:
- красивый внешний вид
- плату (на стойках можно ложить прямо на стекло), как у станций Термопро
Но увы, недостатки оказались весомее:
- очень долгий нагрев (остывание) платы
- очень сильно разогревается корпус паяльной станции, к примеру без стекла корпус во время работы едва теплый. Так что от стекла пришлось отказаться.

С открученным штативом стекло легко вынимается, или вставляется в станцию. Так же вместо стекла можно вставить, например, сетку.



Внешний вид собранной станции.



Аксессуары, стойки, алюминиевый швеллер для стоек, ручка вакуумного пинцета, силиконовая трубка для пинцета, термопара.

Необходимые "ингредиенты" для изготовления ручки вакуумного пинцета. Использован смеситель от эпоксидного клея Момент в сдвоенном шприце. Алюминиевая трубка(в которой необходимо просверлить отверстие) и соединитель соответствующего диаметра для силиконовой трубки. Все вклеено в алюминиевую трубку эпоксидным клеем момент. 

Для верхнего нагревателя очень рекомендую ELSTEIN SHTS/100 800W.

Настройка контроллера
Резистором R32 необходимо установить напряжение 5,12В на выходе U4. Резистором R28 настраиваем контрастность дисплея. Если не планируете использовать платиновый терморезистор, то настройка станции закончена.
Описание калибровки канала с платиновым терморезистором описано в статье первой версии станции.

Рекомендации
Верхний нагреватель необходимо устанавливать на высоте 5-6 см от поверхности платы. Если в момент выполнения термопрофиля происходит выбег температуры от заданного значения больше чем на 3 градуса - понижаем мощность верхнего нагревателя(включаем станцию с нажатым энкодером и устанавливаем максимальную мощность верхнего нагревателя). Выбег на несколько градусов в конце термопрофиля(после отключения верхнего нагревателя) не страшен. Это сказывается инерционность керамики. Поэтому я выбираю нужный термопрофиль на 5 градусов меньше, чем мне надо. Перед съемом чипа при помощи зонда нужно убедиться(аккуратным нажатием на каждый угол чипа) что шары под чипом поплыли. При монтаже используем только качественный флюс, иначе неправильный выбор флюса может все испортить. Так же при монтаже чипа BGA обязательно нужно накрыть кристалл прямоугольником из алюминиевой фольги с размером стороны равной примерно ½ от стороны BGA, чтобы снизить температуру в центре, которая всегда выше, чем температура  около термопары (смотрим фото тепловых пятен ИК нагревателей ELSTEIN в статье первой версии станции). 
В общем смотрим видео ниже.
Ниже вы можете скачать архив с печатной платой в формате LAY, исходным кодом, прошивкой.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Е1 Энкодер1 Поиск в Utsource В блокнот
U1, U2 Операционный усилительAD84952 Поиск в Utsource В блокнот
U3 Операционный усилитель
LM358
1 Поиск в Utsource В блокнот
U4 Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в Utsource В блокнот
U5 МК PIC 8-бит
PIC16F876A
1 Поиск в Utsource В блокнот
U6 МК PIC 8-бит
PIC12F683
1 Допустима замена на PIC12F675, но не рекомендуетсяПоиск в Utsource В блокнот
U7, U8 Оптопара
PC817
2 Поиск в Utsource В блокнот
U9 Оптопара
MOC3052M
1 Поиск в Utsource В блокнот
LCD1 LCD дисплейVC20x4C-GIY-C11 20x4 на основе KS0066 (HD44780)Поиск в Utsource В блокнот
Q1 MOSFET-транзистор
TK20A60U
1 Поиск в Utsource В блокнот
Z1 Кварц16 МГц1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 Выпрямительный диод
LL4148
1 Поиск в Utsource В блокнот
VD2 Диодный мостKBU10101 Поиск в Utsource В блокнот
VD3 Стабилитрон24В1 Поиск в Utsource В блокнот
VD4 Диодный мост
DB107
1 Поиск в Utsource В блокнот
T1 СимисторBTA41-600B1 Поиск в Utsource В блокнот
R9 Платиновый терморезисторPT1001 Поиск в Utsource В блокнот
R2, R3, R6, R7, R26, R27 Резистор
10 кОм
6 Поиск в Utsource В блокнот
R1, R5 Резистор
1 МОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
R4, R8 Резистор
100 кОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
R10, R11 Резистор
4.7 кОм
2 Допуск 1% или лучшеПоиск в Utsource В блокнот
R12 Резистор
51 Ом
1 Поиск в Utsource В блокнот
R13, R32 Подстроечный резистор100 Ом2 МногооборотныйПоиск в Utsource В блокнот
R14, R15, R16, R17 Резистор
220 кОм
5 Допуск 1% или лучшеПоиск в Utsource В блокнот
R18 Резистор
1.5 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R19 Подстроечный резистор100 кОм1 МногооборотныйПоиск в Utsource В блокнот
R20 Резистор
100 Ом
1 Поиск в Utsource В блокнот
R21 Резистор
20 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R22 Резистор
510 Ом
1 Поиск в Utsource В блокнот
R23, R24 Резистор
47 кОм
2 Мощность 1ВтПоиск в Utsource В блокнот
R25 Резистор
5.1 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R28 Подстроечный резистор10 кОм1 МногооборотныйПоиск в Utsource В блокнот
R29 Резистор
16 Ом
1 Мощность 2ВтПоиск в Utsource В блокнот
R30, R31 Резистор
2.7 кОм
2 Поиск в Utsource В блокнот
R33 Резистор
2.2 кОм
1 Поиск в Utsource В блокнот
R34 Резистор
100 кОм
1 Мощность 1Вт (возможно придется подобрать номинал при настройке детектора нуля)Поиск в Utsource В блокнот
R35 Резистор
47 кОм
1 возможно придется подобрать номинал при настройке детектора нуляПоиск в Utsource В блокнот
R36 Резистор
470 Ом
1 Поиск в Utsource В блокнот
R37 Резистор
360 Ом
1 Мощность 1ВтПоиск в Utsource В блокнот
R38 Резистор
330 Ом
1 Мощность 1ВтПоиск в Utsource В блокнот
R39 Резистор
39 Ом
1 Мощность 1ВтПоиск в Utsource В блокнот
C1, C3, C6, C8 Конденсатор1 нФ4 Поиск в Utsource В блокнот
C2, C7 Конденсатор10 нФ2 Поиск в Utsource В блокнот
C5, C10, C21 Конденсатор1 мкФ3 Поиск в Utsource В блокнот
C11, C15, C20, C27, C29 Конденсатор4.7 мкФ5 Поиск в Utsource В блокнот
C12, C14, C16, C17, C22, C23, C24, C31, C33 Конденсатор0.1 мкФ9 Поиск в Utsource В блокнот
C13 Конденсатор47 нФ1 Поиск в Utsource В блокнот
C18, C19 Конденсатор33 пФ2 Поиск в Utsource В блокнот
C25 Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
C26 Электролитический конденсатор100 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
C28, C30, C32 Конденсатор20 мкФ8 Поиск в Utsource В блокнот
C34 Конденсатор10 мкФ1 Поиск в Utsource В блокнот
C35 Конденсатор10 нФ1 1 кВПоиск в Utsource В блокнот
Излучатель звука электромагнитныйHCM1203A1 Или любой другой электромагнитный без генератораПоиск в Utsource В блокнот
F1, F2 Предохранитель10 А2 Поиск в Utsource В блокнот
L1 Дроссель1 Любой с двумя обмотками из фильтра БППоиск в Utsource В блокнот
БП Блок питания19 Вольт1 От любого нетбукаПоиск в Utsource В блокнот
Преобразователь DC/DC12-30В (вход). регулируемый выход до 12В2 Рассчитанный на ток 500мА и вышеПоиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 13
Я собрал 0 8
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.9 Проголосовало: 8 чел.

Комментарии (147) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Иван #
А что за блок обведен штрих пунктирной линией с микросхемой LM358 на схеме?
Ответить
0

[Автор]
4uvak #
ОУ для канала с платиновым терморезистором PT100. Если платиновый терморезистор не планируете использовать, то участок схемы обведенной пунктирной линией можно исключить.
Ответить
0
Иван #
Подскажите, чем вы фиксировали разъемы под термодатчики? На фото видно, что залито каким то клеем...
Ответить
0

[Автор]
4uvak #
Китайский термоклей
Ответить
0
Иван #
И снова всем привет! У меня проблема со ИК станцией, точнее не работает верхний нагреватель. Может поработать максимум 1 минуту после чего вылетает транзистор TK20A60U(слышен высокочастотный шум). Всю обвязку проверил все в норме, температура регулируется. стабилитрон 24в оптопара все ок. верхний нагреватель китайский 80x80 450W- с ним тоже все впорядке. В чем может быть проблема?
Ответить
0
Иван #
Может это связано с некачественными транзисторами? Куплены были на Али. Во время работы слышен писк от этого транзистора, уже 3 шт. вылетили...
Ответить
0
skynet83 #
Я собрал ИК станцию! Низ работает хорошо, а вот верх 1 минуту работает и вылетает транзистор TK20A60U ( верх-керамика 80*80 450W китай). Обвязка проверена- в норме! В чем может быть проблема?
Ответить
0
Karvac #
"Повторил" Вашу станцию с некоторыми изменениями в схеме (прошивки без изменения): изменение схемы транзисторного ключа и отдельный блок (модуль) управления. Стоит ли писать статью о внесенных изменениях (с ссылкой на исходник)?
Ответить
0

[Автор]
4uvak #
Да, в теме обсуждения пишите о внесённых изменениях.
Ответить
«12
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Мини гравер 125 Ватт
Мини гравер 125 Ватт
Лазерный модуль 650нм 5мВт DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
вверх