Паяльная станция своими руками

Паяльная станция своими руками

Пайка электронных плат требует соблюдения определенного уровня температуры для различных деталей, ведь недостаток нагрева приведет к плохому соединению припоя, равно, как и чрезмерный нагрев вызовет преждевременное окисление олова и такое же низкое качество пайки.

Помимо этого на перегретой плате могут отслаиваться дорожки, обугливаться целые участки. Если раньше для работы с мелкими и крупными деталями, лужением относительно большой площади радиолюбители использовали набор из нескольких паяльников, сегодня эта функция решается одной паяльной установкой. Но из-за высокой стоимости такого устройства не все могут позволить себе ее приобретение, поэтому мы расскажем, как собирается паяльная станция своими руками.

Назначение устройства и органы управления

Собранная своими руками станция для пайки на базе микроконтроллеров Ардуино применяется для следующих операций:

  • Пайка мелких радиодеталей – микросхем, диодов, резисторов, имеющих небольшую емкость керамических конденсаторов, тиристоров, полевых транзисторов;
  • Демонтаж вышедших из строя деталей при их замене, удаление припоя со старых печатных плат.

Для контроля и регулировки температуры, включения фена, паяльника в самостоятельно собранном устройстве применяют энкодеры – поворотные датчики с функцией замыкания цепи (при нажатии на энкодере замыкается электрическая цепь, и происходит включение паяльника или фена).

Реже для регулировки температурного режима рабочих органов такого электроинструмента применяют резисторы с переменным сопротивлением и кнопки включения и отключения отдельных компонентов.

↑ Схема контроллера ИК паяльной станции

В нем достаточный функционал и он простой для повторения. Оба канала полностью идентичны. Единственное, что изменил — вместо MOC3023 поставил MOC3063, т.к. этот чип с контролем перехода через ноль, поэтому меньше помех в сеть. В момент разогрева потребляемая мощность около 3000 Вт и это важно.

В нижнее плечо поставил симистор помощнее — BTA41.

При первом запуске вышел небольшой «бабах». Оказалось, что я случайно подключил симистор параллельно нагрузке, т.е. фактически параллельно сети. Предохранители ушли в мир иной. А на втором канале «потерял» один провод.
Больше никаких проблем не было. Будьте внимательны, не торопитесь при запуске!

Изготовление

Обратите внимание, что паяльная станция является прибором долговременного пользования. Поэтому, конструируя самодельный аппарат, не спешите и предпочитайте проверенные годами решения. Например, изготавливая своими руками паяльную станцию широкого применения, имейте в виду, что самодельный аппарат должен быть собран на базе самых надёжных компонентов.

Профессиональные паяльные станции обладают возможностью ИК-нагрева. Это означает, что для обеспечения должной температуры в области пайки вовсе не используются способы контактного нагрева.

Задача переноса тепла перекладывается на бесконтактные приборы, излучающие ИК-лучи.

В качестве источников нагрева в бесконтактных станциях часто используют мощные галогеновые лампы накаливания, тогда как контактные паяльники обладают простым прибором нагрева в виде нихромовой спирали вокруг массивного медного жала.

Задавшись целью создать паяльную станцию на базе Arduino, надо в первую очередь присмотреться к аккуратности изготовления готовых комплектов. Обратите внимание, что в некоторых дешёвых наборах для сборки не только нет высоковольтных проводов, но порой даже отсутствует схема соединения.

Значительное внимание следует уделить корпусу прибора. Самодельная паяльная станция должна быть одновременно компактной, аккуратной и удобной.

При проектировании паяльной станции на базе Arduino приходится учитывать стандартные размеры печатных плат производителей электроники.

В качестве примера паяльной станции на основе Arduino можно взять конструкцию, неоднократно опробованную мастерами.

  1. Сперва нужно определиться с конструкцией отражателя нижнего нагревателя. Вполне подойдёт рефлектор обычного плафона освещения, рассчитанный на размещение четырёх ламп.
  2. Вторым этапом будет подбор галогеновых ламп нужной мощности. Лампочки баллонной конструкции для системы нижнего подогрева на Arduino не подходят. Нужно найти длинные линейные лампы.
  3. Важным моментом является выбор конструкции монтажного стола. Для пайки с нижним подогревом требуется прочно закрепить монтажную плату на определённом удалении от нагревательных ламп. Для этого используются монтажные «крокодильчики», закреплённые на точно отмеренном расстоянии от ламп.
  4. Сам блок управления аппаратом можно разместить в любом подходящем корпусе. Например, многие мастера используют для своих самоделок старые блоки питания от компьютеров.

Паяльная станция на Arduino простым языком

Сегодня я постараюсь рассказать вам о проекте нашего товарища, которым лично я с удовольствием пользуюсь и по сей день — это Паяльная станция с феном и паяльником на контроллере Ардуино. Сам не очень разбираюсь в радиоэлектронике, но основные понятия имею, поэтому буду рассказывать скорее с точки зрения обывателя а не профессионала, тем более что самому автору пока рассказать подробно об этом проекте некогда.

Назначение устройства и органы управления

Основное назначение — это удобная и качественная пайка на паяльной станции при помощи паяльника и фена. Включаются и выключаются фен и паяльник отдельными кнопками, и могут работать одновременно.

Главное отличие нашего паяльника (и фена) от обычного — это постоянный контроль температуры! Если я задал температуру в 300 градусов, то на жале паяльника будет поддерживаться именно эта температура с самыми небольшими отклонениями. Этот паяльник не нужно регулярно вынимать из розетки, как обычный, и не нужно снова вставлять в розетку когда он остыл. Той же функцией обладает и фен.

Станция снабжена ЖК-экраном на котором отображается заданная температура для паяльника и фена, а также текущая измеряемая температура на этих устройствах. При наблюдении за этими показаниями можно заметить, что измеряемая температура постоянно стремится к заданной и отклоняется от неё только на доли секунд и на считанные градусы. Исключение — момент включения, когда устройство только нагревается.

Кроме кнопок включения и экрана, на внешней панели станции есть ещё три ручки потенциометров. Ими можно задать температуру паяльника и фена, а также скорость вращения вентилятора фена. Температура измеряется в градусах цельсия, а скорость фена в процентах. При этом 0% — это не выключенный вентилятор, а просто минимальная скорость.

Фен снабжён защитной функцией продувки. Если вы пользовались феном и выключили его кнопкой, то нагревательный элемент фена выключится, а его вентилятор продолжит вращаться, продувая фен, до тех пор, пока его температура не понизится до безопасных 70 градусов. Чтобы фен не вышел из строя, не выключайте станцию из розетки до окончания продувки.

Устройство и принцип действия

Основой устройства я считаю печатную плату разработки и изготовления товарища Kamik. В центре этой платы расположилась колодка, в которую установлен контроллер Arduino Nano V3. Контроллер подаёт сигналы на три MOSFET-транзистора, которые плавно управляют тремя нагрузками: Нагревательные элементы паяльника и фена, а также вентилятор фена. Также на плате есть подстроечные резисторы для настройки термопар паяльника и фена, а также множество колодок и разьёмов для подключения фена и паяльника (через разьёмы GX-16), экран, кнопки включения фена и паяльника и потенциометров. Также прямо на плату приклеен понижающий модуль LM2596 для понижения напряжения с 24в до 5вольт с целью питания самой ардуины и ЖК-экрана. Вентилятор и нагреватель фена работают от напряжения 220в, паяльник — от 24в. Для питания паяльника присутствует отдельный блок питания 220в->24в, заказывался из китая. Пятивольтовые потребители питаются от понижайки LM2596.

Читайте также  Формы для литья грузил

Фен и паяльник присоединяются к паяльной станции при помощи разьёмов GX16 с восемью и пятью контактами соответственно. Для присоединения шнура питания 220в предусмотрено специальное гнездо со встроенным выключателем и предохранителем.

Список деталей, стоимость

Мы с товарищами решили собрать сразу несколько таких паяльных станций, поэтому на некоторых деталях из Китая нам удалось сэкономить за счёт мелкооптовых партий: мы специально искали лоты где нужные нам детали продаются по 5 штук а в некоторых случаях (например потенциометры) — и по 20шт. В результате, себестоимость одной станции (без корпуса) составила около 40$.

Все цены указаны мною на момент покупки деталей мною мелкооптовыми партиями, поэтому они могут отличаться от действующих в настоящий момент.

Итак, перечень деталей:

  • Печатная плата (травить самостоятельно) — 7.5$
  • Контроллер Arduino Nano V3 — 2$
  • Паяльник 24в — 8.66$
  • Фен — 10,49$
  • Блок питания 24в — 6.61$
  • Понижающий модуль LM2596 — 0.99$
  • Гнездо 220в с выключателем и предохранителем — 0.87$
  • MOSFET-транзисторы IRFZ44 — 2шт. — 0,62$
  • Симистор BTA138
  • Дисплей 1602 — 2.35$
  • Потенциометры 10КОм 3шт — 0.72$
  • Ручки потенциометров 3шт — 0.46$
  • Кнопочные выключатели 2шт — 0.62$
  • Штекеры GX-16 (1шт 5pin и 1шт 8pin) — 1,7$

Дополнительные материалы

И теперь, наконец-то предлагаю Вашему вниманию прошивку паяльной станции: СКЕТЧ.

А так же скетч I2C-Сканера, который поможет вам узнать адрес вашего экрана в шине I2c, ведь его адрес придётся прописывать в вышеуказанный скетч.

Фотогалерея

Презентация:

Бонусом предлагаю посмотреть спонтанную презентацию этой паяльной станции.

26 комментариев к “ Паяльная станция на Arduino простым языком ”

Для ПОС-61 обычно используется температура 240..300 градусов. У Вас, судя по видео, привычный рабочий диапазон 300..350, иногда и выше. Значит ли это, что Вы пользуетесь бессвинцовыми припоями (хотел узнать, есть ли у них какие — нибудь преимущества, кроме экологических)?

Цитирую ответ одного из авторов проекта:
тут очень спорный вопрос. Нормальный ПОС-61 начинает работать от 200 градусов. Я паяю толщиной 0,8 мм. Если припой толще, то нужно либо больше температура для скорости расплавления, либо больше времени для плавки. А скорость- наше всё)))
Но станция может паять и тугоплавкий припой с серебром толщиной 5 мм. Пробовали.

в статье есть все. список деталей, принцип работы, скетч. А ГДЕ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА?

Добрый день скажите пожалуйста на счёт кондинсаторов смд 0.1 р это опечатка и ли там 0.1 микрофорад. Жду ответа спасибо за ранее

Коментарии в скетче с непонятной кодировкой, так подобрать и не смог.
В перечне компонентов нет оп. усилителя и оптопары, ну и smd компонентов.
Не могли бы вы выложить еще и схему или хотя бы фото обратной стороны схемы

Посмотрите файл lay, там каждый элемент прокоментирован

оп. усилитель LM358

Ссылка не работает («Not Found, Error 404»)

Файл с расширением LAY6 присутствует в статье в разделе ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Он называется СХЕМА РАЗВОДКИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ.

Подскажите пожалуйста, на схеме нет номинала электролетического конденсатора на входе 24 и 5 вольт. Еще хотелось бы уточнить по поводу SMD конденсаторов номиналом 0,1 р, восможно у вас опечатка и там 1 р

Доброго времени суток) Скачал файл платы, там много плат, как понять какая именно последняя …подскажите названия какую надо делать? Спасибо!

Описание процесса ИК пайки

Принцип работы инфракрасной паяльной станции заключается в воздействии сильными волнами длиной 2-7 мкм на элемент. Устройство для пайки самодельными ИК паяльными станциями как самодельными, так и приобретаемыми, состоит из нескольких элементов:

  • Нижний нагреватель.
  • Верхний нагреватель, отвечающий за основное воздействие на материалы.
  • Конструкция держателя платы, размещенная на столе.
  • Контроллер температуры, состоящий из программируемого элемента и термопары.

Длина волны, напрямую зависит от температурных показателей источника энергии. Материалы в различной форме подвергаются пайке с помощью ИК станции, сделанной своими руками, существуют основные параметры передачи энергии, непрозрачность, отражение, полупрозрачность и прозрачность. Перед изготовлением ИК паяльной станции своими руками нужно понимать, что существуют некоторые недостатки данных систем:

  • Разная степень поглощения энергии компонентами ведет за собой неравномерный прогрев.
  • Каждая плата ввиду различных характеристик требует подбора температур, в противном случае, компоненты перегреваются, выходят из строя.
  • Наличие «мертвой зоны», где инфракрасная энергия не достигает требуемого объекта.
  • Обязательное условие защиты поверхностей остальных элементов от испарения флюсов.

Нагревание происходит за счет передачи тепла к монтажной плате. Тепловое воздействие инфракрасной станцией происходит поверх детали, температуры бывает не достаточно, поэтому конструкция подразумевает нагрев нижней части. Нижняя часть состоит из термостола, процесс пайки может осуществляться посредством спокойного инфракрасного излучения, либо потоком воздуха.

Комментарии к статье:

zdrastvuite ne mogu zashit etot skech. mojet ktonibud podskajet, kakie biblioteki trebuetsia ili kakoi versiei programi polzavatsia

В место голосования нажал на 2 думал вторая страница а тут голосование ошибочка получилась, задумка и реализация отлично. Почему никто не делает фен с паяльником на HAKKO T12

Подскажите пожалуйста скетч не компилируется,выдает ошибку для arduino nano

Доброй ночи! скетч победили ?

скетч тоже не компилировался, помогло удаление папки arduino15 по адресу
C:UsersAdminSi2AppDataLocalArduino15 и по новой загрузил библиотеку LiquidCrystal_I2C

Повторил Вашу станцию.
Всё отлично работает, Зачётный проект! Спасибо!

Повторил Вашу станцию.
Всё отлично работает, Зачётный проект! Спасибо!

Прошу помогите. Повторил паяльную станцию на arduino. Схему взял форума, вот ссылка http://arduino.ru/sites/default/files/u43674/pcb_v.3.1.0_20190218124601.png. Залил Ваш скречь паяльник работает а фен включатся не хочет . Прописал порта все правильно. Когда поменял в программе «#define Gerkon 1» на 0 то фен начал работать. Прошу помогите разобраться с програмой.

на A3 подайте +5в через сопротивление 10к согласно схеме

Прошу помогите. Повторил паяльную станцию на arduino. Схему взял форума, вот ссылка http://arduino.ru/sites/default/files/u43674/pcb_v.3.1.0_20190218124601.png. Залил Ваш скречь паяльник работает а фен включатся не хочет . Прописал порта все правильно. Когда поменял в программе «#define Gerkon 1» на 0 то фен начал работать. Прошу помогите разобраться с програмой.

для проверки перепиши кусок кода.
Вместо
//проверить Фен выключен или на подставке 0, в работе 1
if (digitalRead(pinHotAirButton) == LOW || digitalRead(pinGerkon) == LOW) <
напиши
//проверить Фен выключен включен
if (digitalRead(pinHotAirButton) == LOW) <

как и к чему подключается реле в какой цепи оно стоит?

Ваши отзывы и предложения по работе сайта направляйте на форму обратной связи.

Панель управления

Еще до начала реализации, когда паяльная станция была только в мыслях, я начал задумываться: «Каким бы мне хотелось видеть панель управления этой станцией?» Самым простым было бы налепить разных кнопочек и индикаторов, но хотелось чего — то более современного. Я начал искать подходящие сенсорные панели и наткнулся на дисплей Nextion . Это сенсорный экран, совмещенный с микроконтроллером. Управление дисплеем осуществляется по UART. Его преимуществом является графический редактор интерфейса «Nextion Editor» , в котором можно быстро сверстать все необходимое.

Читайте также  Как сделать катану

Интерфейс приложения делится на страницы. На каждой странице можно добавлять различные элементы (кнопки, текстбоксы, графики, лейблы и.т.д). У каждого элемента есть свои свойства и события. Например, кнопка «Старт» на фотографии выше имеет обработчик события «Touch Press Event», в котором содержится следующий код:

Первые три строчки кода выводят в UART порт строку «xsd=89 «, где 89 — температура, установленная слайдером. page2.tempg.val=h1.val задает значение элемента tempg, который находится на второй странице и отображает требуемую температуру. h1 — это слайдер. page 2 — команда перехода на вторую странцу интерфейса.

А вот небольшой пример кода, который наоборот присылает данные из nucleo в дисплей

Здесь стоит обратить внимание, что все команды, отправляемые в дисплей должны оканчиваться последовательностью FF FF FF (255 255 255).

Особенности монтажа и проверки работы схемы

Особенность этого варианта в том, что паяльная станция на Ардуино делается на отдельных блоках. Печатные платы (блоки) легко размещаются в общем корпусе, отдельные элементы, как светодиодный индикатор, разъем для подключения паяльника, кнопки выводятся на лицевую панель.

Пример размещения элементов на отдельных платах

На отдельной плате можно разместить дополнительные элементы, транзистор IRFZ44, операционный усилитель LM358N, со всеми конденсаторами, сопротивлениями и разъемом для включения паяльника. Все соединения между блоками сделать по схеме через разъемы.

Важно! Рекомендуется сначала проверить работоспособность схемы в собранном виде и после положительного результата устанавливать блоки в общий корпус.

Пример корпуса паяльной станции

На данном примере рассмотрен конкретный вариант сборки с определенными элементами. Существуют различные блоки питания, стабилизаторы, Ардуино, индикаторы и другие элементы, при сборке обязательно надо учитывать совместимость параметров изменения в распиновке и программировании. Но общий алгоритм подборки элементов и проверки и написания программы управления остается прежним.