Паяльный фен

Паяльный фен

Долгое время любители радиоэлектроники были вынуждены пользоваться стандартным паяльником с медным жалом для пайки элементов. Но со временем размеры микросхем и их составляющих уменьшались и использование такого инструмента как паяльник стало затруднительно. На смену ему пришел паяльный фен, или как его еще называют, фен для пайки.

Этот инструмент стал незаменимым помощником в использовании в быту для различных работ. В магазинах представлен большой выбор паяльных фенов разных конфигураций. Стоимость некоторых из них очень высока, поэтому некоторые люди предпочитают собрать этот полезный инструмент самостоятельно. Сделать это не требует больших усилий и знаний.

Шаг 1: Необходимые материалы

  • паяльник
  • трубка силиконовая в аквариум
  • насос для аквариума
  • металлическая мочалка для посуды
  • набор ручек
  • отвертка
  • ножницы
  • гравер

Силиконовые трубки часто используются на подачи топлива в авиамоделизме, они недорогие и их легко приобрести в хоббийном магазине или в интернете.

Конструкция фена паяльника

Исходя из того, что требуется получить струю раскалённого воздуха, формируется конструкция паяльного прибора. Состоит сделанный самодельный паяльный фен своими руками из следующих элементов:

  • нагреватель;
  • изоляция нагревателя;
  • вентилятор;
  • сопло;
  • корпус фена;
  • ручка корпуса;
  • схема управления;
  • держатель для паяльника.

Нагреватель

В качестве нагревателя используют нихромную проволоку в виде спирали. Для этого можно применить простую спираль от старого бытового фена. Спираль должна быть такого диаметра, чтобы оставался зазор между нагревателем и корпусом воздуховода.

Наматывая спираль, один конец проволоки продевают внутрь нагревателя, таким образом, чтобы наружу выходили два конца проводника для подключения к источнику питания. Для теплоизоляции спирали её оборачивают слюдой.

Изоляция нагревателя

Для того чтобы избежать теплопотерь, спираль нагревателя изолируют от корпуса нагревателя. Один из вариантов изоляции – это слюда. Слюда надёжно изолирует спираль от трубки воздуховода. Хрупкий материал наклеивают на стеклоткань.

Стеклоткань – хороший теплоизолятор. Для склейки слюды со стеклотканью используют резиновый клей или универсальное средство «Момент». В некоторых случаях слюду клеят на бумагу. Впоследствии клей и бумага выгорят, но сохранится слюда в форме изолирующей трубки.

Воздуховод

В качестве воздуховода (кожуха) нагревателя применяют оболочки различных радиодеталей, например, корпуса резистора или сопротивления. Можно использовать любую стальную трубку подходящего диаметра. Края одного конца трубки придётся завальцевать. Это нужно для того, чтобы сопло надёжно удерживалось в выходном отверстии трубки.

Например, берут старый резистор С-5-5, напильником аккуратно снимают завальцованный край с одной стороны оболочки. Удаляют внутреннюю начинку, и трубка для воздуховода готова.

Важно! Следуя советам «мастеров», для воздуховода используют керамическую или кварцевую стеклянную трубку. От случайного попадания флюса на поверхность этих материалов трубка разрушается. Поэтому лучшим материалом для этой детали будет сталь.

Вентилятор

В качестве нагнетателя воздуха вполне можно использовать кулер от операционного блока компьютера. Вентилятор имеет размеры в плане 40 х 40 мм, что надо учитывать при формировании корпуса самодельного фена.

Небольшие вентиляторы можно найти в старых корпусах бытовых фенов для волос. В этом деле нужно выбирать устройство, приемлемое по мощности и габаритам.

Сопло

Сопло предназначено для концентрации и фокусирования воздушного потока. Для изготовления элемента берут металлическую шайбу. Кольцо деформируют керном так, чтобы оно приняло форму чаши.

Сопло помещают в выходное отверстие воздуховода. Своими краями шайба опирается в загнутую кромку трубки и не выпадает наружу.

Корпус фена

Корпус паяльника можно вырезать из жести консервной банки. Жесть толщиной 0,3 мм – идеальный материал для изготовления своими руками термофена. В местах соединения жести делают отгибы. В них просверливают маленькие отверстия, в которые вставляют винтики и затягивают их гайками.

Обратите внимание! Применение жести – не догма. Для корпусов самоделок используют любой термостойкий материал. Это может быть строительная фанера, текстолит и даже ламинат.

Основное требование к компоновке деталей замкнутой камеры фена – это её герметичность. Все места соединений элементов корпуса должны плотно прилегать друг к другу. Это нужно для обеспечения нужного напора воздушного потока, нагнетаемого вентилятором. Элементы камеры соединяют шурупами. Из-за высокой температуры внутри корпуса клей не применяют.

Ручка корпуса

По советам самодеятельных мастеров, для ручки хорошо подходит корпус одноразового пластикового шприца. Шприц имеет ушки, в которых просверливают отверстия. Такие же отверстия делают в корпусе фена. Ручку привинчивают к фену винтами с гайками и шайбами. Для надёжности крепления под шайбы подкладывают пружинные шайбы – «гроверы».

Схема управления

Для пайки микросхемы своими руками самодельным термофеном нужен блок регулировки режимов работы паяльного устройства. Это два режима: установка нужной температуры нагревателя и регулировка количества оборотов лопастей вентилятора.

Основой блока управления является трансформатор с двумя вторичными обмотками. Вместо трансформатора можно использовать блок питания из старого компьютера или балласта люминесцентной лампы. Вариантов много, лишь бы сопротивления нагревателя и кулера соответствовали источникам питания. Для регулировки режимами работы фена в схему блока управления включают два переменных резистора, ручки управления которыми располагают на поверхности корпуса блока.

Подробный вариант схемы блока управления термофеном для пайки микросхем своими руками можно подобрать в публикациях интернета.

Держатель для паяльника

Держатель – немаловажная деталь для паяльного устройства. Дело в том, что простой держатель фена освобождает руки мастера для позиционирования монтажной схемы перед воздуховодом паяльника, а также для извлечения и установки радиодеталей на плате.

Подставку делают массивной, чтобы предотвратить опрокидывание всей паяльной конструкции. Для этого используют лист металла 100 х 100 мм и толщиной не менее 20 мм.

Держатель изготавливают из жести, изгибая её по размеру и форме ручки фена. Держатель помещают на подставку входным пазом вверх. Отгиб жестяного элемента закрепляют на подставке винтами через просверленные отверстия.

Дополнительная информация. Паяльный фен может быть мобильным устройством. В этом случае изготавливают раму с зажимами, в которой фиксируют в вертикальном положении обрабатываемую плату.

На базе кулера

Сделать фен своими руками в домашних условиях проще всего, если воспользоваться турбинным принципом нагнетания воздуха, реализуемым с помощью любого подходящего для этих целей малогабаритного вентилятора.

Фен для пайки может быть изготовлен своими руками на базе кулера, которым комплектуется блок питания любого стационарного компьютера.

При этом вентилятор встраивается в ручку термического элемента из огнеупорной трубки с электрической спиралью, проходя по которой воздух будет нагреваться, а затем поступать в зону пайки.


Наружную часть корпуса паяльного фена необходимо сделать герметичной, что исключает возможность отсоса воздуха в окружающее пространство. Для сборки нагревателя потребуется нихромовая проволока, наматываемая в виде спирали на керамическую трубку.

Общая длина обмотки выбирается из того расчёта, чтобы сопротивление всего проводного отрезка составляло около 70-90 Ом.

Отдельные витки спирали, наматываемой на керамическое основание, должны располагаться на некотором удалении один от другого. Для безопасной работы нагревателя это удаление должно составлять порядка 1-2 мм.

Чертежи самодельного паяльного фена

Это сборочный чертёж паяльного фена. Изометрические проекции я нарисовать поленился, но рассмотреть паяльный фен со всех сторон можно, посмотрев видеоролик, размещённый в начале статьи.

Читайте также  Катеты сварных швов

А на этом чертеже изображён узел крепления электротехнического клеммника. Винт М3, крепящий клеммник, изолирован от жестяного корпуса с помощью небольшого отрезка кембрика (полихлорвиниловой трубки) и стеклотекстолитовой шайбы М4. Между шляпками винта и капроновой ручкой фена проложена стеклотекстолитовая шайба М3. Эта шайба предотвращают передачу тепла от электротехнического клеммника к ручке фена, через винт М3.

Чертёж развёртки корпуса миниатюрного паяльного фена в формате А4 и разрешении 300dpi находится под превьюшкой. Если его распечатать на принтере и наклеить на жесть от консервной банки, то можно будет без труда изготовить самую сложную деталь этой самоделки.

Основы изготовления радиомонтажного фена

Главное условие при сборке паяльного агрегата — это его безопасная эксплуатация и соответствие задачам как всего аппарата, так и составляющих компонентов. Смонтировать такой прибор можно из всевозможных устаревших или неисправных паяльников, фенов, компьютерных комплектующих.

Подбор нагревающей составляющей

Эту важнейшую компоненту придётся изготовить самостоятельно, потому что нагреватели из домашних нагреваемых приспособлений слабоваты по мощности. Единственный прибор -электроплитка с открытой спиралью, но такую найти сложно.

Для того чтобы сделать спираль требуемой мощности, понадобится проволока из нихрома сечением до 0,8 квадратного миллиметра. Размер её колец должен составлять не более 7−8 миллиметров, чего требует компактное устройство прибора.

Электроспираль наматывается на трубчатый или конусообразный сердечник. Его необходимо изготовить термостойким и обеспечивающим электрическую изоляцию. Этим требованиям соответствуют фарфоровые или текстолитовые трубки из сломанных фенов. Но идеально будет отыскать галогенный светильник для ламп трубчатой конструкции и позаимствовать изолятор оттуда.

Варианты вентилятора

Для применения в роли нагнетателя подойдёт любой маленький, но мощный вентилятор. Он станет, пожалуй, наиболее дорогим компонентом в импровизированном фене. Первоочередные требования для его изготовления:

  • Рабочее напряжение 220 вольт.
  • Сила выдуваемого потока от 20 литров в минуту.
  • Мощность от 400 ватт.

Подойдёт аквариумный компрессор или небольшой бытовой вентилятор. Но также можно применить компьютерный кулер.

Подбор корпусной части

Изготовить корпус для фена можно несколькими способами:

  • Употребить керамическую или фарфоровую основу. Это обеспечит надёжную изолировку от тепловой и электрической энергии. Правда, найти такой корпус сложно, приобрести дорого. Ещё один минус — хрупкость.
  • Можно использовать для защиты корпуса изнутри теплостойкий материал. Тогда удастся избежать его нагрева.

В качестве основной части прибора употребляются корпусные детали от сломанных фенов для укладки волос. Их размер и конструкция идеально подходят для указанных целей. Нужна только дополнительная изолированность носовой части, где будет расположено сопло прибора, и температура достигнет максимума.

Изоляцию корпуса можно сделать из асбестовых пластин, кварцевой слюды или стеклоткани. Носовая часть сопла изготавливается из металла.

Дополнительные детали

Конструкцию паяльного прибора должны обеспечить такие системы:

  • Устройство включения. Оно даст возможность выключить паяльник в экстренной ситуации и при долговременном перерыве в работе. Для управления подойдёт кнопочный или клавишный переключатель.
  • Способность настройки оптимального температурного режима и производительности обдува. Это решается установкой переменных сопротивлений. Они демонтируются с тех же бытовых фенов.

Инструменты и материалы

Если вы решили собрать фен для пайки горячим воздухом своими руками, не следует забывать о том, что использовать для этого можно любое бывшее в употреблении устройство. Подойдет и трубка из стали, а вот медь и алюминий – неудачный выбор. Нагревание может сделать металлическую деталь очень горячей, а вновь собранную конструкцию – излишне тяжелой. Чем массивнее прибор, тем сложнее его использовать. Чтобы этого избежать, можно воспользоваться специальной жаропрочной тканью.

Паяльный фен может быть стационарным. В этом случае он надежно фиксируется на специальной платформе, а плата передвигается вручную во время паяльных работ. Конечно, это не всегда удобно. Старый фен для сушки волос – отличный выбор для создания на его базе паяльного фена, так как в нем имеются пластинки из слюды, которые отлично переносят высокие температуры. Только нужно позаботиться о том, чтобы ваш новоявленный агрегат имел прочную подставку, для которой высокая нагрузка не будет помехой.

Для изготовления нагревательных спиралей подойдет только мягкий нихром, использование фехраля крайне нежелательно.

Мощность агрегата – тоже важное условие, так как если не будет достаточного нагрева, не будет и плавления металла. Но и перегрев опасен, ведь из-за него можно повредить микросхему. Паяльный фен хорош, если нужно расплавить или размягчить пластмассу, тонкий металл и олово. Обрабатываются эти материалы за счет обдува разогреваемой спирали. Происходит нагревание воздуха, после чего тепловая энергия передается на обрабатываемую поверхность.

Конструкция паяльного фена включает в себя нагревательный элемент, нагнетательный элемент, выключатель и ручку. Нагревательным элементом выступает трубка, а нагнетателем – вентилятор или насос. Также фен можно дополнительно оборудовать датчиком температуры (контроллером), даже с цифровой индикацией, и разного рода насадками – при необходимости.

Схема

Схема контроллера, как я уже сказал, не моя. Нашёл я её на сайте «Паяльник», схема от Миха-псков, предложенная участником форума «Паяльник» под логином KLARUS.
Схема собрана МК ATmega8, в качестве индикатора температуры в ней применён трёхразрядный светодиодный индикатор. Я поставил зелёный с общим анодом.


Схема контроллера фена.

Схема позволяет поддерживать установленную температуру фена, регулировать обороты двигателя вентилятора фена, при выключении фена ждёт, когда температура фена понизится до 50-ти градусов, потом снимает питание с фена.
Схема так же, в такой же последовательности выключает фен, если он установлен в держатель фена (на подставку), имеющий встроенный магнит, так как фен для этой цели имеет встроенный геркон.


Держатель фена

Хочу обратить Ваше внимание на схему, в частности на регулятор оборотов моторчика фена.
Как видите, в схеме использован 12-ти вольтовый моторчик в вентиляторе фена, в нашем случае используется моторчик на 24в.
Изменения, которые необходимо будет сделать в схеме следующие:
в нижнюю по схеме часть потенциометра R34, включаем последовательно резистор на 4,7к или 5.1к(подобрать минимальные обороты моторчика, чтобы не сдуть детали с собираемой вами будущей платы с smd)).
После такой доработки напряжение на выходе регулятора возрастет до требуемых нам 24в.
Да, и ещё, если применяете фен с вентилятором на 12 вольт, то нет необходимости делать выходное напряжение блока питания 30 вольт, достаточно будет в этом случае и 14-ти вольт.

Блок питания для этого контроллера я собрал импульсный. Выходные напряжения блока питания в моём варианте +30 и +9 вольт.
Схема собрана на ШИМ-контроллере UC3842.


Схема БП контроллера фена.

В основном имеются все необходимые функции, ну и главное всё это вполне надёжно работает.
Сама схема питается стабилизированным напряжением 5 вольт. Стабилизатор выполнен по стандартной схеме на LM7805, на схеме он не нарисован, но есть на печатке на основной плате.

Выбор характеристик самодельного паяльного фена

Склонны думать: самодельный паяльный фен должен побольше походить на покупной. Наткнулись на BAKU 8032, идущий за 900 рублей, хотя в среднем по рынкам столицы дороже. Технические характеристики выложены ресурсом, где цена повышенная. Правильно – рыночная конкуренция требует грамотного подхода. Паяльный фен обладает показателями:

  1. Потребляемая сетью 230 вольт (50Гц) мощность – 450 Вт.
  2. Производительность вентилятора – 30 литров в минуту (максимум).
  3. Диапазон температур 100-500 градусов.

Львиная доля мощности потребляется спиралью. Лишены возможности измерить сопротивление самолично, из опыта скажем – выйдет порядка 97 Ом.

  • найти нихромовую проволоку, пригодную намотать спирали;
  • узнать характеристики (удельное сопротивление на метр);
  • посчитать длину необходимую, чтобы получилось 97 Ом;
  • убедиться в правильности прикидки, измерив тестером сопротивление спирали будущего паяльного фена.
Читайте также  Стол для кройки и шитья

Что касается производительности – ничего проще, чем измерить. Понадобится вместительный пакет. Берите и надувайте исходным феном на максимальной скорости полиэтиленовую емкость, из которой выпущен воздух. Можно заранее прикинуть какого объема целлофан. Дома эталоном меры послужат ведра, бадьи, кадки, тазы – сравнивайте. Теперь можем относительно просто померить производительность будущего паяльного фена с точки зрения выработки горячего воздуха. Обсужденного достаточно для получения работоспособного паяльного фена, выдающего струю температурой 450 градусов Цельсия.

Поясним устройство паяльного фена дополнительно. Многих, интересует, как мы быстро определили, на сколько Ом взять спираль. Просто на самом деле. Типичная спираль накопительного водонагревателя выпускается мощностью 2 кВт. При этом сопротивление в районе 25 Ом. Если взять вчетверо большую спираль, получится мощность порядка 500 Вт, сопротивление достигнет 97 Ом. Расчет сделан на пальцах, если желаете, подставьте значение в закон Джоуля-Ленца. Парадоксально: чем больше наматываем проволоки, тем меньше тепловой эффект. Это следует из закона. Мощность по нему находится делением квадрата напряжения на сопротивление.

Легко убедитесь, что выводы правильные. Что делать, если спираль получается слишком длинной. Смиритесь с большим потреблением паяльного фена, а также с опасностью повредить детали. Температура будет повышаться слишком быстро, а конструкторы профессиональной фирмы заранее просчитали безопасные режимы (а не лучше купить готовый?). Превышать не рекомендуется. И еще один вариант. Попробуйте найти сплав, удельное сопротивление которого выше, нежели нихрома. Сложный путь, наверняка создатели бытовых приборов не так глупы, упорно продолжают использовать нихром и фехраль в изделиях, следовательно, большой пользы от этого не получить.

Видите, что паяльный фен своими руками сделать сложно. И наоборот, – легко испортить микросхемы неправильной конструкцией. Откровенно считаем, 1000 рублей – не те деньги, за которые нужно бороться ради идеи. Понятно, что профессиональные станции стоят выше 3000 рублей, но в домашних условиях создать такое чудо не под силу еще ближайшие лет сто. Вот почему, подчеркиваем, обзор носит скорее характер ознакомительного.

Особенности сборки

Первым делом навивается спираль. Так как длина её и толщина нихрома невелика, эту операцию можно провести вручную. На металлический пруток или проволоку нужного диаметра равномерно наматывается нихром или фехраль. Длина спирали рассчитывается по её сопротивлению, которое составляет приблизительно 100 Ом.

Готовое изделие аккуратно, чтобы не замыкались витки, укладывается на подобранный негорючий сердечник. Поверх располагается термоизолирующий слой из подготовленного материала. Закрепить его можно специальным термоклеем или кусочками проволоки, которую использовали при изготовлении спирали. Желательно получившийся нагреватель поместить в некое подобие колбы из теплозащищенных материалов. Кончики спирали оставляют снаружи. Торцевые поверхности также надо покрыть термоклеем.

Перед размещением в корпусе нагревательного элемента его необходимо отделить теми же изолировочными материалами. К выводам спирали с помощью винтов подключается питающий шнур. Концы его необходимо тщательно зачистить от окисла и пролудить с помощью специального флюса. Это обеспечит надёжный контакт между проводниками.

Провод используется специальный термостойкий. Одна его жила разрывается переключателем и реостатом.

Задняя сторона корпуса комплектуется вентилятором. Пристальное внимание уделяется его точной соосности с выходным отверстием. Подобное расположение позволит получить оптимальную силу «выдоха» инструмента. При невозможности вписать вентилятор внутри, он размещается снаружи корпуса с соблюдением вышеизложенных требований. При таком варианте потребуется переходной элемент доставки воздушного потока к нагревателю.

Параллельно подключается питание вентилятора. Таким образом, одной кнопкой управляются и нагревательная, и выдувная системы. В цепь нагнетателя включается реостат для управления воздушным потоком.

Далее вся собранная система помещается в корпус, надёжно закрепляется с помощью винтов, скоб, нихромовой проволоки. Корпус закрывается и крепится. К нему присоединяется подготовленное сопло в виде металлического конуса. Перед включением в сеть фен нужно прозвонить на работоспособность выключателя, реостатов, проверить целостность спирали.

Изготовление такого устройства потребует элементарных знаний электротехники, и умения пользоваться простейшими инструментами вроде электрических дрели и паяльника. А это под силу почти каждому мужчине. Зато такой прибор станет помощником в решении многих бытовых проблем, не требуя больших денежных затрат.