Как определить потребляемый ток паяльником

Изготовление импульсного микросхемного паяльника

Для изготовления паяльника, которым можно выпаивать и впаивать в печатные платы микросхемы и другие электронные компоненты, отличающиеся особой чувствительностью к перегреву, в конструкцию устройства добавляют специально переделанный резистор, играющий роль защитного устройства. Хорошо подойдет резистор типа МЛТ сопротивлением 8 ом и рассеиваемой мощностью 0,5-2 ватта

Паяльник для микросхем своими руками

Кроме того, потребуется:

• Полоска двухстороннего фольгированного текстолита 10Х30 миллиметров.
• Кусок стальной проволоки толщиной 0,8 мм.
• Медная проволока для жала.
• Корпус шариковой ручки.
• Импульсный блок питания 12-15 вольт 1 ампер.

Последовательность изготовления следующая:

1. Снять лакокрасочное покрытие с резистора, нагрев его в муфельной печи или газовой горелкой.
2. надфилем или лобзиком отпилить один из выводов .
3. просверлить в этом месте отверстие диаметром 1,1 мм, достигнув внутренней полости. Второй вывод следует подключить к источнику питания, он же будет крепить устройство к ручке.
4. Расширить отверстие в корпусе сопротивления на конус так, чтобы исключить контакт жала и внутренних стенок резистора, к этому месту надо будет припаять второй провод к блоку питания.
5. Стальную проволоку надо согнуть пополам, выгнуть в месте сгиба кольцо по диаметру резистора (должно садиться очень плотно) и загнуть его под прямым углом.
6. Кольцо залудить, надеть на резистор и припаять так, чтобы концы стальной проволоки были направлены в одну сторону с оставшимся выводом.
7. Из полоски текстолита вырезать плату таким образом, чтобы на широкой части с разных сторон было две контактные площадки для припаивания концов проволоки и второго вывода резистора соответственно, средняя должна плотно входить в корпус ручки, а узкая — иметь контактные площадки для подпайки проводов от блока питания.
8. Припаять концы проволоки и вывод сопротивления к плате, с дугой стороны припаять провода от блока питания
9. В отверстие резистора плотно вставить кусочек термостойкого изолятора (той же керамики, например), чтобы исключит контакт жала со вторым выводом.
10. Вставить медное жало в отверстие. Жалу можно придать любую удобную для пайки форму, изогнуть, сплющить, заточить и т.д.
11. Пропустить провода через корпус ручки, вставить в него плату и подсоединить провода к блоку питания.

Устройство паяльника для микросхем

Работа таким импульсным микросхемным паяльником, сделанным своими руками, безопасна для микросхем и не утомляет руку.

Как выбрать паяльник?

При выборе паяльного прибора, желательно обращать внимание на основные факторы, такие как:

Внимание!

При бесперебойной долговременной работе лучше не использовать модели с пластиковыми рукоятками, так как они быстро перегреваются, и могут оплавиться.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Желательно производить выбор паяльника, где есть возможность заменить жало, и предусмотрена регулировка длины его вылета, такая функциональность позволит подстроить инструмент под любые условия работы. Новичкам лучше использовать изделия прямой формы, так как они более удобны.

• Сетевой шнур. Тут важна хорошая гибкость и достаточная длина для подключения к электросети без всяких удлинителей, а также двойная изоляция. Желательно, чтобы вилка была литой, т.к. в ней исключены ненадежные контакты, кроме этого она полностью герметична, и корпус имеет достаточно высокую термоустойчивость.
• Комплектация. Качественный и надежный паяльник снабжен кейсом или футляром для хранения и транспортировки этого прибора, и набором жал различной формы, губкой для их очистки, удобной подставкой.
• Терморегуляция. Точные паяльники, предназначенные для работы с микросхемами, такие приборы имеют не только функцию поддержания температуры, что предотвращает перегрев, но и терморегулятор. Последний позволит подстроить температуру жала под конкретные условия использования.

Работоспособность паяльника можно проверить прямо в магазине мультиметром, выставив его в режим прозвонки, либо же измерив сопротивление нагревательного элемента по штырям штепсельной вилки.

Перемотка паяльника

Намотка жала паяльника

В нагреватель вновь вставляется жало, зажимается винтами и в патрон дрели. Если разборку и отмотку излишнего нихрома производить, держа нагревательный элемент в руках, то всё будет гораздо сложнее. Убирается увязочная проволока.

Снимаются освобождённые обёртки стеклоткани и слюды. В слюде со стороны жала есть прорезь, куда вставлен проводник, идущий от нихрома к сетевому проводу – поэтому не разматывается, а снимается с него ослабленная слюдяная обёртка. Слюда материал весьма хрупкий. Отсоединяется примотанный к проводнику конец нихромовой проволоки. Его толщина чуть более 4-х микрон.

Нихром сматывать в обязательном порядке на что-то круглое, идеальный вариант – катушка для ниток. Открутил – подмотал и так до конца. Отсоединять второй конец нихромовой проволоки не нужно.

Сопротивление паяльника провода

Теперь нужно намотать длину в 400 Ом, а в сантиметрах это будет примерно 70 (общая длина нихромовой проволоки 300 см это 1800 Ом, отсюда 400 Ом будет 66,66см). На длине 70 см ставится фиксатор (прищепка) и в висячем положении катушки, слегка направляя пальцами, производится намотка с интервалом, обеспечивающим её окончание у первого проводника. Норма попыток не ограничена, главное не порвать нихром. По окончанию намотки необходим контрольный замер сопротивления.

Как только получилось намотать необходимое количества нихрома, отрезаем проволоку с припуском в 1 — 2 см и приматываем к проводнику. Надеваем слюдяную обмотку, пропуская проводник в имеющуюся в ней прорезь и прижимаем к ней (естественно по верх неё).

Сверху устанавливаем обмотку из стеклоткани и уплотнив прижатием, наматываем увязочную проволоку. Нагревательный элемент рассчитанный на питание напряжением 85 – 106 В собран.

Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника

При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.

Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя или электрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.

Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.

Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.

После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.

Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.

Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.

При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.

Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью.

Источник

Тип нагревателя

Конструкция паяльника подразумевает наличие одного из типов нагревательных элементов, каждый из которых обладает своими положительными и отрицательными качествами.

Наиболее распространенные:

• Нихромовый нагреватель – в основе лежит намотанная спиралью нихромовая проволока, которая разогревается посредством переменного или постоянного тока. У простейших моделей спираль намотана на корпус с наконечником. Паяльники подобной конструкции долговечны, устойчивы к ударам, доступны в плане стоимости, но вместе с тем их нагрев занимает достаточно продолжительное время, а нихромовая нить способна попросту перегореть при интенсивной работе.
• Керамический нагреватель – в основе лежат керамические стержни, разогрев которых обеспечивают находящиеся под напряжением контакты. Среди преимуществ отмечается высокая скорость достижения рабочей температуры, возможность интенсивной эксплуатации, долговечность. Однако такой нагреватель требует использования исключительно комплекта родных жал, и обладает крайне низкой устойчивостью к ударам.

Кроме приведенных нагревателей используют и менее распространенные виды, рассмотренные ниже.

Устройство паяльника

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло.

Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом. В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения.

Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.

При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.

Устройство паяльника работающего по импульсному принципу

Импульсный паяльник устроен относительно просто. Он состоит из:

• Жало — рабочий орган, представляет собой V- образный отрезок медной проволоки толщиной от 1 до 3 миллиметров, закрепленный в держателе.
• Источник питания — подает на жало электрический ток низкого напряжения .
• Рукоятка пистолетного типа.
• Кнопка включения устройства.
• Сетевой кабель с вилкой.
• Лампочка или светодиод подсветки рабочей зоны (необязательно, но очень удобно)

Самый сложный узел — это источник питания. Он преобразует сетевое напряжение в 220 В 50 герц в низкое напряжение высокой частоты (20-40 килогерц). Входная цепь источника через кнопку включения соединена с сетевым кабелем, а к выходной цепи подключены контакты жала. Существуют различные схемы блоков питания импульсных паяльников.

Устройство импульсного паяльника

Источник питания может быть встроенным в рукоятку. Закрепленный в корпусе трансформатор обладает большим весом и заметными размерами. При длительной работе это будет сильно утомлять оператора. В некоторых вариантах исполнения источник питания выполняют в виде отдельного блока. Это повышает безопасность и удобство пользования прибором. Кнопка включения устройства вмонтирована в рукоятку.

Основные конструктивные отличия от обычного паяльника:

• Наличие блока питания.
• Наличие кнопки включения.
• Отсутствие нагревательного элемента.
• Нет необходимости в подставке — температура паяльника повышается только на время пайки, после отпускания кнопки он очень быстро остывает до комнатной температуры .

Конкретные конструкции самодельных импульсных паяльников могут отличаться друг от друга в зависимости от того, какие устройства легли в их основу.

Характеристики паяльников

Тип.

Классический электропаяльник состоит из ручки, нагревательного элемента и жала. Нагревательный элемент может быть спиральным – из нихромовой проволоки, обмотанной вокруг жала, или керамическим – с пленочным нагревателем, расположенным в трубчатом керамическом элементе.

Конструкция паяльника с керамическим нагревателем обеспечивает минимум потерь тепла, поэтому такой паяльник греется намного быстрее. Кроме того, электрическая изоляция керамического нагревателя более надежна, и риск пробоя на корпус практически нулевой.

Имеющиеся сегодня в продаже импульсные паяльники бывают двух видов:

— Собственно импульсные, жало которых представляет собой дугу из проволоки, нагревающуюся под воздействием проходящего через неё тока. Такие пальники довольно безопасны (жало горячее только во время пайки) и удобны, благодаря очень быстрому разогреву жала (2-3 с), но для пайки микросхем подходят плохо.

— Электропаяльники со спиральным нагревателем, способные увеличивать мощность ТЭНа нажатием кнопки на корпусе. Называются импульсными, потому что на максимальной мощности могут работать недолго (5-15 секунд), после чего требуется делать перерыв на несколько минут.

Только не следует относиться к таким паяльникам как к обычным двухрежимным и всерьез воспринимать указанную максимальную мощность. Такой паяльник с мощностью, например, 30-130 Вт на 130 ваттах будет работать считанные секунды, и для пайки крупных деталей непригоден.

Паяльники для выжигания также встречаются двух видов:

— С дуговым проволочным жалом, нагреваемым проходящим через него током. От импульсных паяльников отличаются тем, что жало разогрето все время. Удобны для выжигания по дереву, но пожароопасны.

— Классические электропаяльники со специальным жалом (набором жал) для выжигания. Менее опасны, благодаря меньшей температуре жала, но работать можно не со всякими материалами. Для выжигания по дереву подходят плохо, но вполне пригодны для работы с кожей, тканью и пластиком.

Мощность паяльника – один из основных параметров, определяющих его возможности. Маломощные паяльники подходят для деликатных работ с мелкими деталями, паяльники большой мощности можно использовать для ремонта посуды и соединения проводов большого сечения.

Для распайки легкоплавкими припоями микросхем и деталей низковольтных печатных достаточно мощности в 5-15 Вт.

Для пайки крупных деталей, для работы с тугоплавкими припоями и для соединения электрических проводов сечением до 1 мм 2 потребуется паяльник мощностью 25-45 Вт.

Для пайки проводов общим сечением до 10 мм 2 мощность паяльника должна быть 60-100 Вт.

Для пайки высоковольтных проводов большого сечения и соединения проводов с токоведущими шинами потребуется паяльник мощностью 150-200 Вт.

Паяльниками мощностью 200-500 Вт можно лудить крупные детали и производить ремонт металлической посуды.

Большинство паяльников получают питание от сети 220 В, но в некоторых случаях приходится искать альтернативный тип питания.

Если рядом нет розетки, могут пригодиться паяльники с питанием от аккумулятора – для продолжительной работы они непригодны (заряда аккумуляторов хватает на считанные минуты работы), но для срочного ремонта вполне могут подойти.

Низковольтные паяльники с питанием от порта USB или от 12-вольтового источника питания хорошо подходят для пайки низковольтных схем. Любой обычный паяльник имеет некоторую электрическую емкость; его можно представить в виде конденсатора, одной пластиной которого является нагреватель, а второй – жало.

И во время работы на жале 220-вольтового паяльника возникает переменное напряжение, которого может оказаться вполне достаточно для повреждения чувствительной электроники. Низковольтные паяльники и трансформаторные паяльные станции этого недостатка лишены.

Но следует иметь в виду, что низковольтные паяльники ограничены по мощности: так, 12-вольтовый паяльник, чтобы «выдать» мощность хотя бы 40 Вт, должен потреблять более 3А — редкий блок питания может обеспечить такой ток. Еще хуже дело обстоит с USB-паяльниками — напряжение их питания всего 5 В, а сила тока на одном разъеме USB 2.

Максимальная температура нагрева определяет область применения паяльника.

Температуры ниже 250°С используются для сварки полиэтиленовой пленки (130-180°С) и декоративных работ – тиснения кожи (80-150°С), создания узоров на ткани и т.п. Также на таких температурах производится пайка легкоплавкими припоями.

250-300°С годится для пайки мелких деталей, при пайке электрических проводов и при работе с тугоплавкими припоями такой температуры жала уже может не хватить.

300-350°С – считается оптимальной температурой для пайки электронных компонентов среднего размера.

350-450°С для пайки электросхем уже многовато, при такой температуре быстро окисляется жало, припой начинает выгорать, и возрастает риск перегрева деталей. Такая температура пайки может использоваться при работе с тугоплавкими бессвинцовыми припоями, для резки пластика, синтетических тканей

Температуры выше 450°С используются редко – при работе с тугоплавкими припоями и особо массивными деталями.

Регулировка мощности паяльника способна намного увеличить его универсальность. При этом заметно вырастает и цена инструмента, но это того стоит — регулировка температуры позволяет избавиться от проблем, связанных с тугоплавкостью припоя, перегревом дорожек или деталей.

Если конструкция ручки и форма жала больше зависят от привычки и от личных предпочтений, то форма наконечника уже придает инструменту некоторые особенности.

Жало типа «конус» удобно при сквозном монтаже (и демонтаже), но оно плохо удерживает припой, поэтому для поверхностного монтажа подходит хуже. Собрать излишки припоя таким жалом практически невозможно. Кроме того, низкая теплоемкость (особенно у сильно заостренных «конусов») и маленькое пятно контакта затрудняют прогрев крупных контактов и капель припоя.

Жало типа «клин» является более универсальным – оно имеет большую теплоемкость, касание широкой гранью позволяет прогревать большие площадки, а при повороте на 90° пятно контакта сильно уменьшается и позволяет работать с выводами микросхем и тонкими дорожками печатных плат высокой плотности.

Кроме этих, самых распространенных форм наконечников, существует множество специализированных – «микроволна», предназначенная для пайки SMD-компонентов; ножи различных форм, предназначенные для резки пластика; фигурные наконечники для декоративных работ и т.д.

Для возможности выбора наиболее подходящего для конкретной работы жала, на большинстве паяльников предусмотрена возможность его замены. Кроме того, жала со временем выгорают (особенно сильно это проявляется на медных – для поддержания формы их следует периодически обрабатывать напильником) и замена жала становится уже просто необходимой.

Подставка необходима для безопасной и эффективной работы, но имейте в виду, что она входит в комплектациюдалеко не всех моделей. Не счесть, сколько столов, полов и штанов прожжено из-за использования вместо подставки первых подвернувшихся предметов. Если у выбранной модели подставки в комплекте нет, крайне рекомендуется докупить её отдельно.