personarossii.ru → Стены

Как сделать паяльник своими руками. Самодельный паяльник: схема

!
Тема паяльного оборудования занимает важную часть на YouTube канале Open Frime TV и продолжая ее автор канала соберет вот такой аккумуляторный паяльник на необгараемых жалах.

Автор уже собирал несколько аккумуляторных паяльников, но они были на медных жалах, а постоянно подтачивать и чистить жало та еще проблема, тем более если паять приходится довольно много, например, по работе. Но, как говорится, эволюция не стоит на месте, и вот уже мастер представляет всем любителям самоделок улучшенную версию аккумуляторного паяльника с так называемым "вечным" жалом. Такое жало не нуждается в подточке и зачистке. В отличии от жала из меди, "вечное" жало очищается от нагара очень просто - влажной тканью или губкой, смоченной в глицерине. Больше никаких напильников. Думаю, многим пригодится данная самоделка. Ресурс работы на одном заряде составляет 30-40 минут, этого вполне достаточно для пайки большинства схем, думаю, такое время работы на одной зарядке вполне себе. Паяльник оснащен индикаторным светодиодом, который показывает включен паяльник в данный момент или же нет. Также в корпус паяльника встроено гнездо для подзарядки литий-ионного аккумулятора, в данном случае стандарта 18650, и конечно же данная конструкция оборудована выключателем. Размеры получились минималистичными, это очень удобно, положил в рюкзак и спокойно перенес куда нужно.

Время разогрева составляет примерно 40-50 секунд. Давайте для начала посмотрим, что нам потребуется для сборки.
1) В первую очередь для самостоятельного изготовления такого паяльника нам понадобится литий-ионный аккумулятор, причем чем больше емкость - тем лучше.

2) Далее нам также потребуется жало. Его можно взять от любой паяльной станции, только нужно смотреть чтобы отверстие имело диаметр не меньше чем 4 мм.

3) Также нам будет нужен корпус. С этой задачей отлично справляется 20-ти кубовый медицинский шприц.

4) Ну а дальше по мелочам: нихром, стеклотрубка и соединительные провода. Это все уже увидите непосредственно при сборке.

Итак, давайте приступим к изготовлению. Начнём подготавливать корпус. Убираем со шприца лишние элементы: нижнюю часть и боковые ушки.

Со шприцем разобрались, теперь изготовим держатель для жала. Для этой цели будем использовать вот такую удлинительную трубку.

Устанавливать непосредственно возле корпуса нельзя, может оплавиться. Поэтому для крепления на шприц воспользуемся 4-ех миллиметровым текстолитом.

Из него вырежем «кругляшок» по диаметру шприца, и уже непосредственно в этот кругляшок будет крепиться удлинительная трубка.

Также необходимо сделать отверстия под маленький шурупы для надежного крепления, если будет люфт - процесс пайки начнет раздражать.

Когда разобрались с креплением начинаем изготавливать нагреватель. Для изготовления нагревателя возьмем нихромовую проволоку. Отматываем на глаз и подключаем к лабораторному блоку.

На нем выставляем напряжение в 3,7 В. Изменяя длину нихрома, добиваемся слабого нагрева спирали, примерно как на этой картинке:

Не сильно до красна, но нагрев должен быть виден. Сразу ответы на вопросы - откуда взять нихром? Таких приборов есть немало: это старые фены, утюги плойки, чайники, в общем все, что когда-то грело.

Как видим, сначала автор хотел использовать нихром с катушки, но потом решил взять его из старого фена для наглядной демонстрации своих слов.

Нагреватель нужно мотать на какой-нибудь оправе. Автор решил использовать медную проволоку. На нее одеваем стеклотрубку чуть больше длины самого жала, прикручиваем монтажный провод к нихрому и мотаем равномерно по всей поверхности без замыкания. Когда намотали, одеваем еще одну стеклотрубку большего диаметра для защиты от короткого замыкания сверху и прикручиваем второй вывод.

Далее помещаем нагревательный элемент в жало. Как видим, он с трудом заходит внутрь. Отлично, не нужно использовать дополнительный уплотнитель. После этого необходимо произвести контрольное включение, мало ли где плохой контакт или еще что.

Нужно учесть, что первое включение необходимо производить в хорошо проветриваемом помещении, так как выделяется много дыма при прогреве стеклотрубки. Тест прошел успешно. Также можно замерить ток потребления, он должен быть в районе полутора ампер.

Теперь соберем части нашего паяльника воедино. Сначала соединим нагреватель с удлинителем, потом все к корпусу, и уже следом аккумулятор.

Теперь займемся электроникой. Схема устройства проста до безобразия, но нарисовать ее нужно, так как новички вряд ли разберутся.

Как видим, тут нету каких-либо сложных компонентов, либо транзисторов и микросхем. Поэтому все можно соединить навесным монтажом. В качестве гнезда зарядки автор использует 3,5 мм штекер.

Все потому, что у него есть стандартная плата зарядки, установленная в блоке питания, и как вы могли заметить (если видели предыдущие видеоролики автора канала Open Frime TV) все устройства, которые он собирал, приспособлены под эту зарядку. Данное решение очень удобно, не нужно каждый раз придумывать новое, это уже стало для него как ГОСТ.

Для установки электроники, необходимо еще сделать пару отверстий, а именно под зарядку и светодиод. А также закрыть верхнее отверстие другим кругляшком из текстолита. На нем будет крепиться выключатель.

Когда все готово, можно собирать в одно целое. Это делается очень легко и сможет повторить каждый.

После сборки конечный вид устройства не устраивает автора, поэтому для придания товарного вида он решил покрасить корпус в черный цвет.

Ну вот, другое дело, уже похоже на заводскую конструкцию. Как вы могли видеть, весь процесс изготовления занял довольно таки много времени, любой другой человек просто бы купил себе заводской паяльник.

Теперь давайте проверим на что способен данный паяльник. Для этого проведем пару тестов. Для начала можем проверить, насколько быстро он греется. Как видим, паяльник абсолютно холодный.

Собрать паяльник своими руками домашних (и не только) мастеров побуждают прежде всего экономические соображения. Простой паяльник на 220 В для обычных мелких спаечных работ лучше, конечно, купить. Однако и его возможно доработать, не разбирая, чтобы продлить жизнь жала. Но вот «топор» на 150-200 Вт, которым можно паять металлические водопроводные трубы, стоит уже не 4,25, а вдесятеро больше. И не советских рублей, а вечнозеленых условных единиц. Та же проблема возникает, если паять нужно вне доступности электросети от автомобильных 12 В или карманного литий-ионного аккумулятора. Как самостоятельно сделать паяльник на такие случаи, и не только на такие, рассматривается в сегодняшней публикации.

Что такое smd

Sub Micro Devises, сверхминиатюрные устройства. Наглядно можно увидеть smd, открыв мобильный телефон, смартфон, планшет или компьютер. По технологии smd малюсенькие (возможно, меньше среза спички) компоненты без проволочных выводов монтируются пайкой на контактные площадки, по терминологии smd называемые полигонами. Полигон может быть с тепловым барьером, предотвращающим растекание тепла по дорожкам печатной платы. Тут опасность не только и не столько в возможности отслоения дорожек – от нагрева может порваться пистон, соединяющий слои монтажа, что приведет устройство в полную негодность.

Паяльник для smd должен быть не только микромощным, до 10 Вт. Запас тепла в его жале не должен превышать того, который может выдержать паяемая деталь. Но долгая пайка слишком холодным паяльником еще более опасна: припой все не плавится, но деталюшка-то греется. А на режим пайки существенно влияет наружная температура, и тем больше, чем меньше мощность паяльника. Поэтому паяльники для smd выполняются либо с ограничением времени и/или величины теплоотдачи при пайке, либо в оперативной, на протяжении текущей технологической операции, регулировкой температуры жала. Причем держать ее нужно на 30-40 градусов выше температуры плавления припоя с точностью буквально до 5-10 градусов; это т. наз. допустимый температурный гистерезис жала. Этому очень мешает тепловая инерция самого паяльника, и основная задача при конструировании такового – добиться его возможно меньшей постоянной времени по теплу, см. далее.

Сделать паяльник в домашних условиях возможно для любой из указанных целей. В т.ч. и мощный для пайки стального либо медного водопровода, и достаточно точный мини для smd.

Примечание: вообще-то в паяльнике жало это рабочая (залуживаемая) часть его стержня. Но, поскольку стержни бывают и другие разные, будем для ясности считать весь стержень жалом. Если рабочая часть паяльника насаживается на стержень, она называется наконечником. Примем, что наконечник со стержнем это тоже жало.

Самый простой

Пока не будем вдаваться в сложности. Допустим, нам нужен обычный паяльник на 220В без затей. Идем выбирать и видим, разница в ценах достигает 10 и более раз. Разбираемся – почему. Первое: нагреватель, нихромовый или керамический. Последний (не «альтернативный»!) практически вечен, но, если паяльник уронить на твердый пол, может расколоться. Жало паяльников на керамике обязательно несменное – значит, надо покупать новый. А нихромовый нагреватель, если паяльник не забывать включенным на ночь, служит более 10 лет; при эпизодическом пользовании – свыше 20. И в крайнем случае его можно перемотать.

Разница в цене сократилась теперь до 3-4 раз, в чем еще дело? В жале. Никелированное из меди со специальными присадками мало растворяется припоем и очень медленно пригорает в обойме паяльника, но стоит дорого. Латунное или бронзовое хуже греется, и паять им smd нельзя – температурный гистерезис никак не удается вогнать в норму вследствие много худшей, чем у меди, теплопроводности материала. Красномедное жало и съедается припоем, и довольно быстро распухает от окиси меди, но зато дешевле.

Примечание: жало из электротехнической меди (отрезок обмоточного провода) для обычного паяльника непригодно – быстро растворяется и обгорает. Однако для smd такое жало самое то, его теплопроводность максимально возможная, а тепловая инерция и гистерезис минимальны. Правда, менять его придется часто, но жало-то со спичку или меньше.

С обгоранием и распуханием красномедного жала можно бороться просто аккуратностью: окончив работу и дав паяльнику остыть, жало вынимают, обколачивают от окисла, постукивая о край стола, а канал обоймы паяльника продувают. С растворением припоем хуже: часто подтачивать жало неудобно и оно быстро срабатывается.

Сделать жало для паяльника из обычной красной меди в разы более стойким к действию расплавленного припоя можно, не заточив его рабочий конец, а проковав до нужной формы. Холодная медь отлично куется обычным слесарным молотком на наковальне настольных тисков. У автора этой статьи в древнем советском ЭПЦН-25 кованое жало сидит уже более 20 лет, хотя в работе этот паяльник бывает если не каждый день, то уж точно каждую неделю.

Простой из резистора

Расчет

Самый простой паяльник можно сделать из проволочного резистора, это готовый нихромовый нагреватель. Рассчитать его также несложно: при рассеивании номинальной мощности в свободном пространстве проволочные резисторы греются до 210-250 градусов. С теплоотводом в виде жала «проволочник» держит долговременную перегрузку по мощности в 1,5-2 раза; температура жала при этом будет не ниже 300 градусов. Ее можно повысить до 400, дав перегрузку по мощности в 2,5-3 раза, но тогда после 1-1,5 час работы паяльнику нужно будет давать остыть.

Рассчитывают необходимое сопротивление резистора по формуле: R = (U^2)/(kP), где:

R – искомое сопротивление;

U – рабочее напряжение;

P – требуемая мощность;

k – указанный выше коэффициент перегрузки по мощности.

Напр., нужен паяльник на 220 В 100 Вт для пайки медных труб. Теплоотдача большая, поэтому берем k = 3. 220^2 = 48400. kP = 3*100 = 300. R = 48400/300 = 161,3… Ом. Берем резистор на 100 Вт 150 или 180 Ом, т.к. «проволочников» на 160 Ом не бывает, этот номинал из ряда на 5% допуск, а «проволочники» не точнее 10%.

Обратный случай: есть резистор на мощность p, какой мощности из него можно сделать паяльник? От какого напряжения его запитывать? Вспоминаем: P = U^2/R. Берем P = 2 p. U^2 = PR. Берем из этой величины квадратный корень, получаем рабочее напряжение. Напр., есть резистор 15 Вт 10 Ом. Мощность паяльника выходит до 30 Вт. Берем квадратный корень из 300 (30 Вт*10 Ом), получаем 17 В. От 12 В такой паяльник разовьет 14,4 Вт, можно паять мелочь легкоплавким припоем. От 24 В. От 24 В – 57,6 Вт. Перегрузка по мощности почти в 6 раз, но изредка и недолго спаять этим паяльником что-то большое возможно.

Изготовление

Как сделать паяльник из резистора, показано на рис. выше:

Подбираем подходящий резистор (поз. 1, см. также далее).
Готовим детали жала и крепеж к нему. Под кольцевую пружину надфилем выбирается канавка на стержне. Под болт (винт) и наконечник делаются резьбовые глухие отверстия, поз. 2.
Собираем стержень с наконечником в жало, поз.3.
Закрепляем жало в резисторе-нагревателе болтом (винтом) с широкой шайбой, поз. 4.
Крепим нагреватель с жалом к подходящей рукоятке любым удобным способом, поз. 5-7. Одно условие: термостойкость рукоятки не ниже 140 градусов, до такой температуры могут нагреваться выводы резистора.

Тонкости и нюансы

Описанный выше паяльник из резисторов на 5-20 Вт делали многие (в т.ч. и автор во дни пионерской молодости) и, попробовав, убеждались – работать им всерьез нельзя. Греется невыносимо долго, и паяет только мелочь тычком – слой керамики мешает теплопередаче от нихромовой спирали в жало. Именно поэтому нагреватели фабричных паяльников мотаются на слюдяные оправки – теплопроводность слюды на порядки выше. К сожалению, свернуть слюду в трубочку дома невозможно, да и мотать нихром 0,02-0,2 мм дело тоже не для каждого.

Но вот с паяльниками от 100 Вт (резисторы от 35-50 Вт) дело другое. Тепловой барьер из керамики в них относительно тоньше, слева на рис., а запас тепла в массивном жале на порядок больше, т.к. его объем растет по кубу размеров. Качественно пропаять стык медных труб 1/2″ 200 Вт паяльником из резистора вполне возможно. Особенно, если жало не сборное, а цельное кованое.

Примечание: проволочные резисторы выпускаются на мощность рассеяния до 160 Вт.

Только для паяльника надо искать резисторы старых типов ПЭ или ПЭВ (в центре на рис., в производстве до сих пор). Их изоляция остеклованная, выдерживает многократный нагрев до светло-красного без потери свойств, только темнеет, остывая. Керамика внутри чистая. А вот резисторы С5-35В (справа на рис.) крашеные, внутри тоже. Снять краску в канале полностью невозможно – керамика пористая. При нагреве краска обугливается и жало прикипает намертво.

Регулятор для паяльника

Пример с низковольтным паяльником из резистора приведен выше не зря. Резистор ПЭ (ПЭВ) из хлама или с железного базара чаще всего оказывается неподходящего номинала под наличное напряжение. В таком случае нужно делать регулятор мощности для паяльника. В наши дни это гораздо проще даже людям, имеющим об электронике самое смутное представление. Идеальный вариант – купить у китайцев (ну, Али Экспресс, а то как же) готовый универсальный регулятор напряжения и тока TC43200, см. рис. справа; стоит он недорого. Допустимое входное напряжение 5-36 В; выходное – 3-27 В при токе до 5 А. Напряжение и ток выставляются отдельно. Поэтому можно не только выставить нужное напряжение, но и регулировать мощность паяльника. Есть, напр., инструмент на 12 В 60 Вт, а сейчас нужно 25 Вт. Выставляем ток в 2,1 А, на паяльник пойдет 25,2 Вт и ни милливаттом больше.

Примечание: для использования с паяльником штатные многооборотные регуляторы TC43200 лучше заменить обычными потенциометрами с градуированными шкалами.

Импульсные

Многие предпочитают импульсные паяльники: они лучше подходят для микросхем и др. мелкой электроники (кроме smd, но см. и далее). В ждущем режиме жало импульсного паяльника или холодное, или немного подогревается. Паяют, нажав на кнопку пуска. Жало при этом быстро, за доли-единицы с, греется до рабочей температуры. Контролировать пайку очень удобно: растекся припой, выдавил из капли флюс – отпустил кнопку, жало так же быстро остыло. Нужно только успеть его убрать, чтобы не припаялось туда же. Опасность сжечь компонент, имея некоторый опыт, минимальна.

Типы и схемы

Импульсный разогрев жала паяльника возможен несколькими способами в зависимости от рода работы и требований к эргономике рабочего места. В любительских условиях, или мелкому ИП-одиночке импульсный паяльник удобнее и доступнее будет сделать по одной из след. схем:

С токоведущим жалом под током промышленной частоты;
С изолированным жалом и форсированным его разогревом;
С токоведущим жалом под током высокой частоты.

Электрические принципиальные схемы импульсных паяльников указанных типов приведены на рис: поз. 1 – с токоведущим жалом промышленной частоты; поз. 2 – с форсированным подогревом изолированного жала; поз. 3 и 4 – с токоведущим жалом высокой частоты. Далее мы разберем их особенности, достоинства, недостатки и способы реализации в домашних условиях.

50/60 Гц

Схема импульсного паяльника с жалом под током промышленной частоты наиболее проста, но это не единственное ее достоинство, и не главное. Потенциал на жале такого паяльника не превышает долей вольта, поэтому он безопасен для самых нежных микросхем. Пока не появились индукционные паяльники системы METCAL (см. далее), именно импульсниками промышленной частоты работала значительная часть монтажников на производстве электроники. Недостатки – громозкость, значительный вес и, как следствие, плохая эргономика: на смене длинее 4 час. работники уставали и начинали ошибаться. Но в любительском обиходе импульсных паяльников промышленной частоты до сих пор много: Зубр, Сигма (Sigma), Светозар и др.

Устройство импульсного паяльника на 50/60 Гц показано на поз. 1 и 2 рис. Видимо, ради экономии на издержках производства изготовители чаще всего применяют в них трансформаторы на сердечниках (магнитопроводах) типа П (поз 2), но это далеко не оптимальный вариант: чтобы паяльник паял как ЭПЦН-25, мощность трансформатора нужна 60-65 Вт. Вследствие большого поля рассеяния трансформатор на П-сердечнике в режиме КЗ сильно греется, а время разогрева жала доходит до 2-4 с.

Если П-сердечник заменить на ШЛ от 40 Вт с вторичной обмоткой из медной шины (поз. 3 и 4), то паяльник выдерживает часовую работу с интенсивностью 7-8 паек в минуту без недопустимого перегрева. Для работы в режиме периодических кратковременных КЗ число витков первичной обмотки увеличивают на 10-15% против расчетного. Данное исполнение выгодно и тем, что жало (медная проволока диаметром 1,2-2 мм) можно крепить непосредственно к выводам вторичной обмотки (поз. 5). Поскольку ее напряжение доли вольта, это еще увеличивает экономичность паяльника и удлиняет время его работы до перегрева.

С форсированным подогревом

Схема паяльника с форсированным подогревом особых пояснений не требует. В дежурном режиме нагреватель работает на четверти номинальной мощности, а при нажатии на пуск в него выбрасывается накопленная в батарее конденсаторов энергия. Отключая/подключая к батарее емкости, можно довольно грубо, но в допустимых пределах дозировать количество выделяемого жалом тепла. Достоинство – полное отсутствие наведенного потенциала на жале, если оно заземлено. Недостаток – на имеющихся в широкой продаже конденсаторах схема реализуема лишь для резисторных мини-паяльников, см. далее. Применяется в основном для эпизодических работ на не насыщенных компонентами платах гибридной сборки, smd + обычный печатный монтаж в сквозные пистоны.

На высокой частоте

Импульсные паяльники на повышенной или высокой частоте (десятки или сотни кГц) весьма экономичны: тепловая мощность на жале почти равна паспортной электрической инвертора (см. ниже). Также они компактны и легки, а их инверторы пригодны для питания резисторных мини-паяльников постоянного нагрева с изолированным жалом, см. далее. Нагрев жала до рабочей температуры – за доли с. В качестве регулятора мощности без доработок применим любой тиристорный регулятор напряжения 220 В. Могут быть запитаны постоянным напряжением 220 В.

Примечание: на мощность свыше ок. 50 Вт ВЧ импульсный паяльник делать не стоит. Хотя, напр. компьютерные ИПБ бывают мощностью до 350 Вт и более, но жало на такую мощность сделать практически невозможно – или не прогреется до рабочей температуры, или само расплавится.

Серьезный недостаток – на рабочих частотах сказывается влияние собственной индуктивности жала и вторичной обмотки. Из-за этого на жале на время более 1 мс может возникать наведенный потенциал свыше 50 В, что опасно для компонент КМОП (КМДП, CMOS). Также существенный недостаток – оператор облучается потоком мощности электромагнитного поля (ЭМП). Работать импульсным ВЧ паяльником мощностью 25-50 Вт можно не более часа в день, а до 25 Вт – не более 4-х час, но не более 1,5 час кряду.

Самый простой способ схемной реализации инвертора импульсного ВЧ паяльника на 25-30 Вт для обычных спаечных работ – на основе сетевого адаптера галогеновой лампы на 12 вольт, см. поз. 3 рис. со схемами. Трансформатор можно намотать на сердечнике из 2-х сложенных вместе колец К24х12х6 из феррита с магнитной проницаемостью μ не ниже 2000, или на Ш-образном магнитопроводе из такого же феррита сечением не менее 0,7 кв. см. Обмотка 1 – 250-260 витков эмалированного провода диаметром 0,35-0,5 мм, обмотки 2 и 3 – по 5-6 витков такого же провода. Обмотка 4 – 2 витка в параллель провода диаметром от 2 мм (на кольце) или оплетки от телевизионного коаксиального кабеля (поз. 3а), также запараллеленных.

Примечание: если паяльник более чем на 15 Вт, то транзисторы MJE13003 лучше заменить на MJE130nn, где nn>03, и поставить из на радиаторы площадью от 20 кв. см.

Вариант инвертора для паяльника до 16 Вт может быть выполнен на базе импульсного пускового устройства (ИПУ) для ЛДС или начинки перегоревшей лампочки-экономки соотв. мощности (не бейте колбу, там пары ртути!) Доработку иллюстрирует поз. 4 на рис. со схемами. То, что выделено зеленым, может быть различно в ИПУ разных моделей, но нам оно все равно. Нам нужно удалить пусковые элементы лампы (выделено красным на поз. 4а) и замкнуть накоротко точки А-А. Получим схему поз. 4б. В ней параллельно фазосдвигающему дросселю L5 подключается трансформатор на одном таком же кольце, как в пред. случае или на Ш-образном феррите от 0,5 кв. см (поз. 4в). Первичная обмотка – 120 витков провода диаметром 0,4-0,7; вторичная – 2 витка провода D>2 мм. Жало (поз. 4г) из такого же провода. Готовое устройство компактно (поз. 4д) и может быть помещено в удобный корпус.

Мини и микро на резисторах

Паяльник с нагревательным элементом на основе металлопленочного резистора МЛТ конструктивно аналогичен паяльнику из проволочного резистора, но выполняется на мощность до 10-12 Вт. Резистор работает с перегрузкой по мощности в 6-12 раз, т.к., во-первых, теплоотвод через относительно толстое (но абсолютно более тонкое) жало больше. Во-вторых, резисторы МЛТ физически в разы меньше ПЭ и ПЭВ. Отношение их поверхности к объему соотв. увеличивается и теплоотдача в окружающую среду относительно растет. Поэтому паяльники на резисторах МЛТ делаются только в вариантах мини и микро: при попытке увеличить мощность маленький резистор сгорает. Хотя МЛТ для спецприменения выпускаются на мощность до 10 Вт, своими силами реально сделать только паяльник на МЛТ-2 для мелких дискретных компонент (россыпи) и небольших микросхем, см. напр. видео ниже:

Видео: микро-паяльник на резисторах

Примечание: цепочка резисторов МЛТ может быть также использована в качестве нагревателя автономного аккумуляторного паяльника для обычных спаечных работ, см. след. ролик:

Видео: аккумуляторный мини-паяльник

Гораздо интереснее сделать мини паяльник из резистора МЛТ-0,5 для smd. Керамическая трубочка – корпус МЛТ-0,5 – очень тонкая и почти не препятствует теплопередаче на жало, но не пропустит тепловой импульс в момент касания полигона, отчего частенько сгорают компоненты smd. Подобрав жало (что требует довольно значительного опыта), smd таким паяльником можно не спеша паять, непрерывно контролируя в микроскоп процесс.

Процесс изготовления такого паяльника показан на рис. Мощность – 6 Вт. Нагрев либо непрерывный от инвертора из описанных выше, либо (лучше) с форсироваанным подогревом постоянным током от ИП на 12 В.

Примечание: как сделать усовершенствованный вариант такого паяльника с более широким диапазоном применения, подробно описано здесь – oldoctober.com/ru/soldering_iron/

Индукционные

Индукционный паяльник на сегодняшний день вершина технических достижений в области пайки металлов эвтектическими припоями. В сущности, паяльник с индукционным нагревом это миниатюрная индукционная печь: ВЧ ЭМП катушки-индуктора поглощается металлом жала, которое при этом греется вихревыми токами Фуко. Изготовить своими руками индукционный паяльник не так уж сложно, если есть в распоряжении источник токов ВЧ, напр. компьютерный импульсный блок питания, см. напр. сюжет

Видео: индукционный паяльник

Однако качественно-экономические показатели индукционных паяльников для обычных спаечных работ невысоки, чего не скажешь об их вредном влиянии на здоровье. Фактически единственное их преимущество – прикипевшее к обойме в корпусе жало можно выдирать, на опасаясь порвать нагреватель.

Гораздо больший интерес представляют индукционные мини-паяльники системы METCAL. Их внедрение на производстве электроники позволило уменьшить процент брака из-за ошибок монтажников в 10000 раз (!) и удлинить рабочую смену до нормальной, причем работники расходились после нее бодрыми и дееспособными во всех прочих отношениях.

Устройство паяльника типа METCAL показано слева вверху на рис. Изюминка – в ферроникелевом покрытии жала. Паяльник питается ВЧ точно выдержанной частоты 470 кГц. Толщина покрытия выбрана такой, что на данной частоте вследствие поверхностного эффекта (скин-эффекта) токи Фуко сосредотачивались только в покрытии, которое сильно греется и передает тепло в жало. Самое жало оказывается заэкранированным от ЭМП и наведенные потенциалы на нем не возникают.

Когда покрытие прогреется до точки Кюри, выше которой по температуре ферромагнитные свойства покрытия исчезают, оно поглощает энергию ЭМП гораздо слабее, но ВЧ в медь все равно не пускает, т.к. электрическую проводимость сохраняет. Остыв ниже точки Кюри само по себе или вследствие оттока тепла на пайку, покрытие вновь начинает интенсивно поглощать ЭМП и подогревает жало. Таким образом, жало держит температуру, равную точке Кюри покрытия с точностью буквально до градуса. Тепловой гистерезис жала при этом ничтожен, т.к. определяется тепловой инерцией тонкого покрытия.

Во избежание вредного влияния на людей паяльники выпускаются с несменными жалами, наглухо закрепленными в картридже коаксиальной конструкции, по которому и подводится к катушке ВЧ. Картридж вставляется в ручку паяльника – держатель с коаксиальным разъемом. Картриджи выпускаются типов 500, 600 и 700, что соответствует точке Кюри покрытия в градусах Фаренгейта (260, 315 и 370 градусов Цельсия). Основной рабочий картридж – 600; 500-м паяют особо мелкие smd, а 700-м крупные smd и россыпь.

Примечание: чтобы перевести градусы Фаренгейта в Цельсия, нужно от фаренгейтов отнять 32, умножить остаток на 5 и поделить на 9. Если надо наоборот, к цельсиям добавляем 32, результат множим на 9 и делим на 5.

Все замечательно в паяльниках METCAL, кроме цены картриджа: за «(название фирмы) новый, хороший» – от $40. «Альтернативные» в полтора раза дешевле, но вырабатываются вдвое быстрее. Сделать самому жало METCAL нереально: покрытие наносится напылением в вакууме; гальваническое при температуре Кюри мгновенно отслаивается. Посаженная на медь тонкостенная трубка не обеспечит абсолютного теплового контакта, без чего METCAL превращается просто в плохой паяльник. Тем не менее, сделать самому почти полный аналог паяльника METCAL, причем со сменным жалом, хоть и трудно, но возможно.

Индукционный для smd

Устройство самодельного индукционного паяльника для микросхем и smd, по рабочим качествам аналогичного METCAL, показано справа на рис. Когда-то похожие паяльники применялись на спецпроизводстве, но METCAL их полностью вытеснили благодаря лучшей технологичности и большей рентабельности. Однако для себя такой паяльник сделать можно.

Его секрет – в соотношении плеч наружной части жала и выступающего из катушки внутрь хвостовика. Если оно такое, как показано на рис. (приблизительно), а хвостовик покрыт теплоизоляцией, то тепловой фокус жала не выйдет за пределы обмотки. Хвостовик будет, конечно, горячее кончика жала, но их температуры будут меняться синхронно (теоретически термогистерезис нулевой). Раз настроив автоматику с помощью дополнительной термопары, измеряющей температуру кончика жала, дальше можно паять спокойно.

Роль точки Кюри играет таймер. Сигналом от терморегулятора на подогрев он обнуляется, напр., открыванием ключа, шунтирующего накопительную емкость. Запускается таймер сигналом, свидетельствующим о фактическом начале работы инвертора: напряжение с дополнительной обмотки трансформатора из 1-2 витков выпрямляется и разблокирует таймер. Если паяльником долго не паяют, таймер спустя 7 с выключит инвертор, пока жало не остынет и терморегулятор не выдаст новый сигнал на подогрев. Суть здесь в том, что термогистерезис жала пропорционален отношению времен выключенного и включенного нагрева жала O/I, а средняя мощность на жале обратному I/O. До градуса такая система температуру жала не держит, но +/–25 Цельсия при рабочей жала 330 обеспечивает.

В заключение

Так какой же паяльник делать? Мощный из проволочного резистора однозначно стоит: расходов на него всего ничего, есть не просит, а выручить может основательно.

Стоит также сделать, чтобы был на хозяйстве, простой паяльник для smd из резистора МЛТ. Кремниевая электроника выдохлась, она в тупике. Квантовая уже на подходе, и вдали явственно замаячила графеновая. Напрямую с нами та и другая не сопрягаются, как компьютер через экран, мышку и клавиатуру или смартик/планшетка через экран и сенсоры. Поэтому кремниевое обрамление в устройствах будущего останется, но исключительно smd, а теперешняя россыпь покажется чем-то вроде радиоламп. И не думайте, что это фантастика: всего 30-40 лет тому назад ни один фантаст до смартфона не додумался. Хотя первые образцы мобильников тогда уже были. А утюг или пылесос «с мозгами» тогдашним мечтателям и в дурном сне в голову не пришли бы.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Паяльник — важный инструмент, необходимый для работ в каждом доме. В продаже есть огромный выбор инструментов различной мощности.

Мини паяльник можно легко сделать из подручных средств.

Используя простые варианты быстрого изготовления, можно самостоятельно сделать мини паяльник.

Самодельное устройство из резистора

Выбор вида инструмента зависит от того, что вы собираетесь паять, ведь каждый его вид имеет свои достоинства и недостатки. Инструмент небольшой мощности не сможет хорошо разогреть элементы пайки, а мощный может их перегреть.

Для небольших работ невыгодно покупать инструмент, который потом не будет использоваться. Альтернативный вариант — сварка, но он плохо подходит для работ в домашних условиях.

Паяльник из резистора в работе так же хорош, как и обычный, купленный в магазине.

Соединить проводки, кабели, исправить антенну можно самодельным устройством, если вы не планируете заниматься такими работами в дальнейшем. Часто в домашних условиях выполняют одноразовые пайки, поэтому можно использовать небольшое приспособление.

Для получения хорошего результата нужно выполнять простые правила: поверхности нужно зачищать до блеска, а во время работ они должны быть плотно соединенными и прогретыми до необходимой температуры.

Для небольших объемов работ можно самостоятельно изготовить несложный паяльник.

Нужно приготовить:

резистор;
2 куска медной проволоки;
деревянный брусочек.

Резистор — важный элемент устройства. Лучше не покупать китайский продукт, а использовать медные изделия советского производства. Деревянный брусок нужен для ручки, а провода из меди должны быть изолированными.

Устройство, изготовленное из резистора на 51 Ом, будет использоваться для напряжения в 24 вольта. Если вам нужен инструмент для работы с более высоким напряжением, то подбирайте другой резистор.

Вначале зачищаем его от краски. Из зачищенного конца проволоки делаем петлю, которую надеваем на край резистора, а с другой стороны припаиваем второй конец. Делаем из провода небольшую закрутку, чтобы прикрутить ее к деревянному бруску.

Жало должно выступать не более 1 см, а конец резистора — не более 2-2,5 см.
Приспособление готово. Посмотрите видео, чтобы более четко представить этапы сборки.

Вернуться к оглавлению

Импульсное устройство своими руками

Иногда для работ нужен тонкий паяльник, ведь проделать ювелирную пайку толстым инструментом сможет не каждый. Пайку мелких деталей или электронных компонентов, имеющих пластмассовый корпус, нужно проводить быстро, чтобы не расплавить проводки.

Часто радиолюбителям нужно выполнять дома мелкие работы. Их удобно сделать импульсным паяльником.

Из простых и доступных материалов можно сделать устройство для небольших работ в домашних условиях.

На медное жало небольшими импульсами подается ток во время пайки, а не постоянно. Это экономичный вариант пайки.

Изготавливают из трансформатора.

Этапы изготовления:

разобрать корпус трансформатора;
снять обмотку;
изготовить новую обмотку из медной шины;
подсоединить жало из медной проволоки;
приварить или прикрутить концы к обмотке;
сделать 2 отверстия в корпусе трансформатора;
закрепить жало;
заменить выключатель кнопкой;
плату поместить в корпус и завинтить его;
сделать ручку.

Для изоляции шины необходимо положить стекловолокно или другой изолятор.

Вернуться к оглавлению

Изготовление паяльника в корпусе шариковой ручки

Можно изготовить устройство в пластиковом корпусе от шариковой ручки.

Нужно приготовить следующие материалы:

Паяльником из шариковой ручки можно паять различные микросхемы.

шариковую ручку;
резистор;
провода;
материал для изоляции;
кусочек текстолита;
медную и стальную проволоку;
источник питания.

Важное условие изготовления: нагревающиеся части должны быть надежно изолированы, поэтому выбирайте провода с большим температурным запасом, чтобы не было их перегрева.

Этапы сборки:

очистить резистор;
отрезать ножку и просверлить отверстие в торце;
расширить отверстие с помощью большого сверла;
нарезать резьбу на корпусе чашечки;
проволоку загнуть в кольцо;
сделать прямоугольную плату из текстолита в форме прямоугольника и припаять к ней провода;
кольцо из проволоки припаять к резистору;
жало закрепить в подготовленное отверстие;
положить прокладку для изоляции;
в корпус пластиковой ручки поместить плату.

Паять так же удобно, как и обычным. Жало через определенный промежуток времени зачищают или меняют.

Главным плюсом этого мини паяльника является то, что он питается от аккумуляторной батареи напряжением 3,7 В. Он не привязан к сети и его спокойно можно взять с собой. Конечно мощность его не велика, но её вполне хватит чтобы спаять провода или припаять какой-нибудь отвалившийся радиоэлемент.

И так, что же понадобится для изготовления мини паяльника?

Одножильный провод с диаметром жилы 2 мм.
Кусок телескопической антенны.
Нихром, проволока 0,2 мм. Длинной 10 см.
Кембрик из армированного стекловолокна.
Аккумуляторная батарея 3,7 В.
Батарейный отсек для этого аккумулятора.
Кусок круглой деревяшки.
Переключатель.
Тонкий одножильный провод 0,3-06, диаметра (можно распустить многожильный).

Изготовление мини паяльника

Возьмем толстый одножильный провод диаметром 2 мм сечения. Снимем изоляцию канцлерским ножом или другим способом.

Затем возьмем телескопическую антенну от любого приемника, джойстика или рации и разберем её. Нам нужно найти трубку, в которую будет плотно входить наша жила от провода. Как только колено антенны подобрано, остальные части можно убирать.

С помощью станка или вручную напильником затачиваем толстую жилу провода под конус – то будет жало для пайки.

Отрезаем ножовкой примерно 1,8 см.

Отрезаем примерно 4 см трубки, которую взяли от антенны.

Берем нихромовую проволоку и отмеряем 10 сантиметров, остальное отрезаем.

Возьмем проволоку диаметром 1,2-1,8 мм. Она нужна только для намотки катушки, в дальнейшем она нам не понадобится. Материал её не имеет значение. Наматываем нихромовую проволоку, оставляя концы примерно по 1 сантиметру.

Затем возьмем тонкую жилу от медного провода, сложим пополам и закрутим кусачками.

Проденем в получившееся ушко нихромовую проволоку и закрутим конечек вокруг медной проволоки. И пока отложим.

Возьмем трубку от антенны и кембрик из армированного стекловолокна проденем внутрь трубки. Если кембрик у вас окажется большего диаметра – можно сделать продольный надрез и подогнать под диаметр трубки.

Берем все вместе и собираем.

Нихромовую катушку с проволокой продеваем в кембрик, чтобы снаружи торчала только проволока длиной 1 см. Из этого сантиметра делаем виток вокруг термической изоляции. Это будет термоэлемент.

Берем наше жало и вставляем в трубку от антенны.

С другой стороны, до упора вставляем наш термоэлемент.

Возьмем круглую деревяшку и отпилим примерно 2-3 см.

В центре просверлим отверстие под паяльный элемент.

От этого отверстия этим же сверлом про фрезеруем паз, смотрите фото.

Вставим паяльное жало с термоэлементом в сборе. И хвост загнем в паз.

Сверлим ещё отверстий, но уже меньшего диаметра и чуть дальше от центра.

Берем тонкий медный провод и делаем петлю на трубке и загибаем. Это будет второй контакт.

Вставляем все в круглую деревяшку.

Такой инструмент, как паяльник, является незаменимым для радиолюбителей, а вот далекие от электронной техники и компонентов люди не считают его вещью первой необходимости. Иногда случаются ситуации, исправить которые можно лишь при помощи этого инструмента, а если его нет, то что делать? Если проблема носит разовый характер, то нет необходимости идти в ближайший магазин и приобретать дорогое изделие. Можно приложить немного усилий и при помощи нехитрых комплектующих собрать самодельный паяльник. Существует масса вариантов сборки этого приспособления - рассмотрим некоторые из них.

Аппарат из резистора

Это очень простое, но необычайно надежное устройство. В домашних условиях его можно применять по-разному. В зависимости от конструкции и мощности им можно паять микроэлектронику вплоть до ноутбуков. Большой прибор позволяет даже запаять бак или любое другое крупное изделие. Рассмотрим, как сделать паяльник своими руками.

Схема интересна тем, что в качестве нагревателя применяют резистор, подходящий по мощности. Это может быть ПЭ или же ПЭВ. Запитывается нагреватель от бытовой сети. Эти гасящие сопротивления дают возможность решать различные по масштабу задачи.

Проводим расчеты

Прежде чем перейти к сборке, следует выполнить некоторые вычисления. Так, для изготовления устройств с из резисторов достаточно вспомнить закон Ома из школьного курса физики и формулу мощности.

К примеру, у вас имеется подходящая деталь типа ПЭВЗО номиналом 100 Ом. Вы собрались на ее основе создать инструмент для использования в бытовых электрических сетях. С помощью формы вы легко посчитаете параметры. Так, при токе 2,2 А самодельный паяльник будет потреблять 484 Вт мощности. Это очень много. Поэтому при помощи гасящих сопротивление элементов нужно снизить ток в четыре раза. После этого показатель уменьшится до 0,55 А. Напряжение на нашем резисторе будет в пределах 55 В, а в домашней сети - 220 В. Номинал гасящего сопротивления должен быть 300 Ом. В качестве этого элемента подойдет конденсатор под напряжение до 300 В. Его емкость должна быть 10 мкФ.

Паяльник 220В: сборка

Возможно, клей и ухудшит немного отдачу тепла, однако он будет демпфировать систему из стержня и нагревательной спирали. Это позволит предохранить керамическое основание резистора от возможных трещин.

Еще слой клея защитит от люфта в этом важном узле. Жилы проводов будут выведены наружу через отверстие в трубке-прутке. Эта схема поможет вам понять, как сделать паяльник надежным, эффективным и недорогим, а также безопасным.

Чтобы не было неприятностей, лучше усилить изоляцию там, где жилы будут подключены к нагревателю. Для этого подойдет асбестовая нить, а также втулка из керамики на корпусе. Дополнительно можно применить эластичную резину в том месте, где электрический шнур войдет в ручку.

Вот так очень просто сделать паяльник своими руками. Мощность его может меняться. Для этого требуется просто заменить конденсатор в цепи.

Мини-паяльник

Это еще одна простая схема. Таким инструментом можно работать с различными миниатюрными устройствами или деталями. С ним вы без труда сможете демонтировать и запаивать маленькие радиодетали и микроконтроллеры. Материалы для создания этого изделия есть у каждого мастера. Вы узнаете, как сделать паяльник, а затем сможете его без труда собрать из подручных материалов. Питание будет обеспечиваться от бытового трансформатора - подойдет любой от кадровой развертки старого телевизора. В качестве жала используется кусок 1,5-мм проволоки из меди. Отрезок 30 мм просто вставляется в нагревательный элемент.

Изготавливаем трубку-основание

Это будет не просто трубка, а основание нагревательного элемента. Ее можно свернуть из медной фольги. Затем она покрывается тонким слоем специального электроизоляционного состава. Состав этот также очень просто и легко изготовить. Достаточно смешать тальк и силикатный клей, смазать трубку и высушить ее над газом.

Делаем нагреватель

Чтобы наш паяльник, своими руками сделанный, мог достойно выполнять свои функции, для него нужно намотать нагреватель. Делать это будем из куска нихромовой проволоки. Для решения задачи возьмем 350 мм материала толщиной 0,2 мм и намотаем на подготовленную трубку. Когда вы будете наматывать проволоку, укладывайте витки очень плотно друг к другу. Не забудьте оставить прямые концы-выводы. После намотки смажьте спираль смесью талька и клея и дайте ей высохнуть до полного запекания.

Завершаем проект

Третий этап представляет собой дополнительную изоляцию и монтаж нагревателя в жестяной корпус.

Работу эту нужно выполнять очень аккуратно. Концы которые выходят из нашего нагревателя, стоит также обработать изоляционным материалом. Кроме того, обработайте смесью все полости, которые могли возникнуть от недостатка аккуратности.

Технологический процесс изготовления этого инструмента предусматривает защиту выводов нагревателя термостойким изоляционным материалом и протягивание шнура через отверстие в ручке паяльника. Прикрутите концы провода питания к выводам нагревателя, затем все тщательно заизолируйте.

Осталось запаковать нагревательный элемент в корпус из жести, а затем ровно посадить его на место.

Теперь можно пользоваться этим изделием. Если вы все сделали правильно, получится отличный паяльник, своими руками собранный. С его помощью вы сможете спаять много интересных схем.

Миниатюрная конструкция из непроволочного резистора

Этот инструмент подойдет для мелкой работы. С ним очень удобно паять различные микросхемы, SMD-детали. Схема изделия проста, со сборкой не будет никаких сложностей.

Нам понадобится резистор типа МЛТ от 8 до 12 Ом. Мощность рассеивания должна быть до 0,75 Вт. Также подберите подходящий корпус от автоматической ручки, медный провод сечением 1 мм, кусок стальной проволоки толщиной 0,75 мм, кусок текстолита, провод с термостойкой изоляцией.

Прежде чем собирать этот паяльник своими руками, счистите краску с корпуса резистора.

Это легко делается при помощи ножа либо жидкости с ацетоном. Теперь можете смело отрезать один из выводов резистора. Там, где был выполнен срез, высверлите отверстие, а затем обработайте его зенкером. Там будет монтироваться жало.

В самом начале диаметр отверстия может быть равен 1 мм. После его обработки зенкером жало не должно соприкасаться с чашкой. Оно должно находится в корпусе резистора. С внешней стороны чашки изготовьте специальную канавку. На ней будет держаться токоотвод, который также станет удерживать нагреватель.

Теперь делаем плату. Она будет состоять из трех небольших частей.

С широкой стороны подсоедините к ней токоотвод из стали, в средней части будет закреплен корпус от ручки. На узкой части устанавливается второй оставшийся вывод резистора.

Прежде чем начать работать с этим инструментом, оберните жало тонким слоем изоляционного материала. Вот так просто и легко вы получили маломощный мини-паяльник 40 Вт.

Естественно, для профессионалов сегодня предлагаются серьезные и термовоздушные фены, но эти устройства очень дорогие и доступны лишь для мастеров из сервисных центров по ремонту компьютеров, ноутбуков и мобильных устройств. Домашнему мастеру это оборудование малодоступно ввиду своей стоимости. Надеемся, эта статья подскажет, как сделать паяльник своими руками быстро и просто.