Паяльная станция майнкрафт и цифровая паяльная станция своими руками

В этой статье мы хотим поделиться с общественностью проектом простой паяльной станции со стабилизацией температуры, которую любой сможет собрать своими руками без Arduino и изоленты!

Что такое паяльная станция

Обычный паяльник, который включается напрямую в сеть, просто греет постоянно с одинаковой мощностью. Из-за этого он очень долго разогревается и никакой возможности регулировать температуру в нем нет. Можно диммировать эту мощность, но добиться стабильной температуры и повторяемости пайки будет очень сложно.

Паяльник, подготовленный для использования в составе с паяльной станцией имеет встроенный датчик температуры и это позволяет при разогреве подавать на него максимальную мощность, а затем удерживать температуру по датчику. Если просто пытаться регулировать мощность пропорционально разности температур, то он будет либо очень медленно разогреваться, либо температура будет циклически плавать. В итоге программа управления обязательно должна содержать алгоритм ПИД-регулирования.

Очевидно, что нежная полупроводниковая электроника требует минимизации тепловых ударов при пайке, да и просто качество самой пайки повышается при стабилизации температуры, поэтому рано или поздно многие радиолюбители приходят к необходимости использования паяльных станций.

В наше технократическое время без такого прибора как паяльник, никуда. Паяльник теперь перебрался и в игру майнкрафт и тут он служит инструментом для для припайки электроламп на печатные платы. В этой статье вы узнаете как сделать паяльник и как им пользоваться.

Напоминаю что паяльник можно использовать только в моде Forestry, а в других модах нет. Так что качайте его и только тогда вы сможете насладиться игрой с этим замечательным предметом.

Паяльник, кстати, имеет еще некоторое количество предназначений кроме его основной функции. Еще его называют пытальник. Это название пришло к паяльнику после лихих девяностых. Паяльник тогда использовали не только чтобы припаивать и отпаивать  разные вещи, а и чтобы пытать своих конкурентов засовывая этот раскаленный паяльник им в жопу.

Паяльник — это очень хороший инструмент для ведения бизнеса. При таком подходе ваши конкуренты или просто нехорошие дядьки становятся намного сговорчивее. Они становятся согласны на все, только чтобы вы прекратили знакомить их с вашим хорошим другом — паяльником.

Как сделать паяльник

Паяльник — достаточно простой прибор, а для его крафта вам понадобится 3 железных слитка, 1 бронзовый слиток и ведро воды. Все нужно сложить так:

А если хотите поиграть во что-то новенькое, играйте в игры Монстр Хай. Очень интересная и захватывающая игра.

Не знаю, где найти 26 паяльных ламп для “Механика” Миссия Легиона в демилитаризованной зоне? Многие миссии DMZ вращаются вокруг довольно простой концепции – найдите определенное количество определенного предмета и доставьте их в некоторые из нескольких мест в мусорных баках вокруг Аль-Мазры. Тем не менее, некоторые предметы могут быть довольно трудно найти. В этом руководстве мы объясним, как получить 26 паяльных ламп, и укажем местонахождение тайника на заправочной станции Mawizeh Marshlands.

▼Статья продолжается ниже ▼

Многие игроки считают, что завершение “Mechanic” Миссия Legion — одна из самых сложных задач в DMZ. Это потому, что паяльная лампа — редкий предмет, который особенно сложно найти в Аль-Мазре. А вам понадобится 26 из них! И что еще больше усложняет задачу, у них нет специального места, где их можно найти. Скорее, они являются случайным падением. Таким образом, вам понадобится немного удачи, чтобы собрать 26 из них. Тем не менее, есть некоторые места и локации, где шансы получить дроп с паяльной лампой выше.

Деревни являются такими местами. Или, если быть точнее, различные склады и гаражи внутри них. Всякий раз, когда вы окажетесь внутри этих объектов, обязательно все проверьте. Порт Хафид, нефть Рохана, аэропорт Аль-Малик и карьер Аль-Сафва — это достопримечательности с более высокими шансами найти паяльную лампу. Пользователь Reddit u/TonWardHD создал карту, которую вы можете увидеть ниже, на которой указаны все места с высокими шансами найти паяльную лампу. Посмотрите его карту расположения паяльной лампы DMZ (нажмите, чтобы увеличить):

Мусорный контейнер Тайник на заправочной станции Mawizeh Marshlands

Теперь, когда вы знаете, где найти паяльную лампу в демилитаризованной зоне, давайте посмотрим, куда вам нужно их бросить. В описании миссии поясняется, что мусорный контейнер находится на заправочной станции Mawizeh Marshlands. Эту АЗС относительно легко обнаружить. Наша карта ниже показывает, что он расположен на западной окраине болота Мавизех, к югу от города Аль-Мазра. Точное местоположение смотрите на изображениях ниже:

Многие читатели Хабра работают с электроникой не только как пользователи или администраторы, но и в качестве разработчиков и/или ремонтников. У кого-то это основная работа, кто-то занимается ремонтом ноутбуков/смартфонов в качестве хобби, ну а кто-то разрабатывает и собирает полноценные системы.

И, конечно, для всего этого нужны инструменты — чаще всего много разных приспособлений. Есть must have инструменты, без которых просто не обойтись. Ну а есть и вещи, которые желательны, но не обязательны. Что касается must have — то здесь, конечно, нужно упомянуть паяльники и паяльные станции, плюс паяльные фены (термовоздушные паяльные станции). О них сегодня и поговорим. Кстати, список из статьи — субъективный, понятно, что у каждого свои предпочтения. Здесь собраны те паяльники и станции, которые нравятся нашей команде. Если у вас собственные инструменты, которых нет в списке — расскажите о них в комментариях, пожалуйста, с указанием их достоинств и недостатков.

Pinecil от Pine 64

Речь идет о первом умном паяльнике компании Pine 64. Есть уже и второй, но он почти не отличается от первой модели, так что особого смысла апгредиться, если у вас есть V1, нет.

Первая версия вышла еще в 2020 году, по цене в $35 долларов США (изначально цена была ниже, но потом несколько повысилась). Он поставляется с комплектом паяльных жал как для крупной, так и для тонкой пайки, они совместимы с моделью TS100.

Базируется девайс на 32-битном RISC-V микроконтроллере GigaDevice GD32VF103TB. У него есть небольшой дисплей, где отображаются пункты меню, текущая температура, режим работы и т.п. Плюс есть кнопки, всего их две, при помощи которых можно как входить в меню, так и выполнять настройку устройства. Удобство паяльника в том, что он может работать как от USB-C, так и от обычной зарядки с напряжением от 12 до 24 В. Потребляет он около 2А (замеры проводили при помощи лабораторного источника питания) в режиме разогрева. Потом потребление падает до 600-900 мА.

Вот характеристики устройства:

• Дисплей – 0.69-дюймовый монохромный OLED-дисплей с разрешением 96×16
• Тип жала – длина 106 мм, тип B2
• Диапазон температур – от 100°C до 400°C; достигает рабочей температуры за 12 секунд
• Расширение – коммутационная плата GPIO & JTAG подключается через порт USB-C
• Разное – 2x кнопки; функции автоматического перехода в режим ожидания
• Питание
• 12В — 20 В / 3 A через порт USB Type-C с поддержкой USB PD и QC 3.0
• 12 В — 24 В / 3 A через разъем типа баррель 5.5 мм / 2.5 мм
• Размеры – 170 мм грамм с жалом / 98 мм без жала x 12.8 мм x 16.2 мм (сердечник из нержавеющей стали SAE 304 расположен внутри поликарбонатной оболочки)
• Вес – 30 грамм с жалом; 20 грамм без жала
• Сертификаты – FCC, CE RED, ROHS

До нужной температуры он нагревается примерно за 12 секунд, в зависимости от выбранного источника питания. Есть возможность сменить прошивку, если, конечно, возникнет такая необходимость.

Этот паяльник подойдет и новичкам, и профессионалам — устройство неплохое, кроме того его можно носить с собой в пенальчике (купленном или распечатанном на 3D-принтере). Это, можно сказать, миниатюрная паяльная станция.

Паяльник SH72

Это еще более недорогое решение, которое, впрочем, подходит для решения большого количества задач электронщика, тем более, начинающего. У девайса нет экрана, есть регулировка температуры и сменное жало. Заданной температуры достигает очень быстро — всего за 10-15 секунд, причем подходит девайс как для пайки массивных элементов, так и микрокомпонентов. Можно использовать 7 типов жал SH.

В целом, этот паяльник является недорогой альтернативой для TS100, о котором многие на Хабре слышали и/или используют в работе. Правда, нет снижения температуры в режиме ожидания, автоматического отключения, микропроцессорного управления, смены прошивки и т.п. Но за свою цену это просто отличное устройство.

• Мощность: 65 Вт
• Интерфейс питания: 5,5 х 2,5
• Рабочее напряжение: DC12-24V, (положительный внутри, внешний – отрицательный)
• Рабочий ток: ≥ 1.5A
• Диапазон температур: 220-400 ℃
• Тип жал: SH-B2 / SH-BC2 / SH-C4 / SH-D24 / SH-I / SH-K / SH-KU
• Размеры ручки: 110 х 16 х 15 мм
• Размеры жала: 115 х 5,5 мм
• Вес: 28 г
• Размеры упаковки: 165 х 85 х 22 мм
• Вес упаковки: 60 г

Стоимость паяльника на Aliexpress — всего около $10. Правда, жала не очень дешевые, но все же это один из самых недорогих и универсальных вариантов.

Sugon T36

А это уже профессиональное оборудование, которое стоит дороже практически любых паяльников. Это паяльная станция с нагревом до нужной температуры всего за 1-2 секунды и мощностью в 120 Вт. Идеальный инструмент для микропайки, где требуется высокая точность, поскольку здесь и жала миниатюрные, и ручка паяльника весьма небольшая.

• Мощность станции 300 Вт
• Мощность паяльника 85 Вт
• Входное напряжение переменный ток 220 В, 50 Гц
• Температурный диапазон 200°C — 500°C
• Стабильность температуры ± 1°C
• Сопротивление между заземлителем и наконечником < 1 Ом
• Потенциал между заземлителем и наконечником < 25 мВ
• Единица измерения температуры °C и °F
• Сохранение температуры
• до 3-х вариантов
• Режим ожидания есть
• Антистатическая защита есть
• Звуковое предупреждение есть
• Блокировка температуры есть

У одного из членов нашей команды эта станция появилась совсем недавно. Пока что общее впечатление — весьма положительное. Для крупных точек пропайки эта станция не подходит, но для микропайки — реально идеальный инструмент. Ну или близкий к идеальному.

Стоимость — $200-300, в зависимости от места покупки. Кроме того, микрожала стоят тоже много. Правда, те, что есть в комплекте, подходят для большей части работ. Но есть и дополнительные жала, которые стоит приобрести.

Yihua 995D+

Это станция для пайки горячим воздухом, скажем так, среднего уровня. С ней поставляется и паяльник, который подключается к разъему на станции. Он неплох, но внимания заслуживает именно возможность пайки горячим воздухом.

Достоинство станции — ее миниатюрность. Она небольшая, в отличие от более габаритных профессиональных станций. Девайс неплохой, подходит как для новичков, так и для профи. Стоимость — от $150 до $200, в зависимости от места покупки.

• Термофен:
• Мощность: 650 Вт;
• Воздушный поток: 120 л/мин;
• Температурный режим: 100° — 480°С;
• Тип дисплея: LCD;
• Паяльник:
• Мощность: 75 Вт;
• Температурный режим: 200° — 480°С;
• Общие:
• Потребляемая мощность: 720 Вт;
• Размеры: 26 х 16.5 х 14.8 см;
• Вес: 2.6 кг;
• Рабочие температурные условия: 0° — 50°С;
• Температурные условия хранения: — 20° — 80 °С;

Сила воздушного потока регулируется бесщеточным вентилятором, разгоняющим воздух до 120 л/мин. Станция YIHUA 995D+ имеет три канала памяти для часто используемых настроек.

В целом, надежная станция, которая работает именно так, как заявляет производитель. Нареканий на нее нет, один из наших сотрудников использует девайс пару лет.

AOYUE 968

Одна из наиболее популярных моделей среди термовоздушных паяльных станций. Ее официальное наименование — монтажно-демонтажная паяльная станция с микропроцессорным управлением. Корпус девайса — металлический, станция прочная, хотя, соответственно, и тяжелая. У нее есть как термовоздушный фен, так и паяльник. Кроме того, есть дымопоглотитель с фильтром — все это встроено в корпус. Ручка паяльника собрана в паре с дымопоглотителем, который всасывает едкий дым, образующийся в процессе пайки.

Фен и паяльник очень точно поддерживают выставленную температуру, что важно для плат, которые чувствительны к нагреву высокой температурой.

• Тип паяльная станция
• Тип нагрева периодический
• Система нагрева электрическая
• Напряжения питания 220 В
• Потребляемая мощность 35 Вт
• Минимальная рабочая температура 200 °С
• Максимальная рабочая температура 480 °С
• Нагревательный элемент паяльника керамика
• Габариты 188х126х250 мм
• Вес 5 300 г

Для защиты нагревательного элемента термофена предусмотрено автоматическое охлаждение после выключения станции. Фен и паяльник снабжены термодатчиками.

Так, ну а на сегодня все. Было бы интересно услышать, какими инструментами пользуетесь именно вы для пайки. Возможно, есть и более интересные решения? Давайте обсудим в комментариях.

Новые механизмы

Январское обновление принесло на сервер и новые механизмы!

Сейчас вы узнаете об интересных нововведениях нашего сервера

Старое — новое

◈ Металлоформовочный механизм

◈ Молекулярный преобразователь

◈ Молекулярно-тепловой преобразователь

Каждый механизм теперь имеет следующие улучшения:

Однако молекулярные преобразователи имеют следующую вместимость:

— это механизм, который использует тепло и энергию для создания А в последующую очередь для создания модулей на: мультиинструменты, броню и т.д.

Стандартная паяльная станция:

слота вместимости. Может создать следующие схемы: осмиевая, берклиевая, адамантиевая, астральная, ихтионовая

Продвинутая паяльная станция:

слотов вместимости. Может создать следующие схемы: палладиевая, нелтарионовая, теллуровая, йотунхеймовая

Улучшенная паяльная станция:

слотов вместимости. Может создать следующие схемы: велиаловая, левиафановая, вибраниумовая, вельзеввуловая, циркониевая

Совершенная паяльная станция:

слотов вместимости. Может создать следующие схемы: вальхалловая, криптоновая, иггдрасилевая, гафниевая

В NEI крафт каждой схемы будет виден в виде поочерёдных предметов, необходимых на создание этих схем. Объясняю: кладём необходимые предметы в слоты паяльной станции любым образом, а затем за счёт энергии и тепла ждём создание схемы

(Гайд будет непосредственно дополнятся)

Технические характеристики

• Питание от источника постоянного напряжения 12-24В
• Потребляемая мощность, при питании 24В: 50Вт
• Сопротивление паяльника: 12Ом
• Время выхода на рабочий режим: 1-2 минуты в зависимости от питающего напряжения
• Предельное отклонение температуры в режиме стабилизации, не более 5ти градусов
• Алгоритм регулирования: ПИД
• Отображение температуры на семисегментном индикаторе
• Тип нагревателя: нихромовый
• Тип датчика температуры: термопара
• Возможность калибровки температуры
• Установка температуры при помощи экодера
• Светодиод для отображения состояния паяльника (нагрев/работа)

Видео сборки

Для тех, кто любит смотреть как другие работают:

Особенности нашей разработки

Мы попытались сделать упор именно на простоту в повторении и дешевизну. Наша паяльная станция работает с одним из самых дешевых паяльников, а остальные элементы есть в ассортименте многих радиомагазинов.

Также обратите внимание, что это цифровая паяльная станция с микроконтроллером! Как правило самые дешевые паяльные станции от раскрученных производителей имеют аналоговую схему.

Монтаж печатной платы

Собирать плату удобнее всего по сборочному чертежу:

Ниже будет подробное видео о процессе монтажа.
Хочу обратить внимание на важные моменты. Необходимо соблюдать полярность электролитических конденсаторов, светодиода и направление установки микросхем. Микросхемы не устанавливать до тех пор, пока корпус полностью не собран и не проверено питающее напряжение. С микросхемами и транзисторами необходимо обращаться аккуратно, чтобы не повредить их статическим электричеством.

Если плата собрана правильно, то она будет выглядеть примерно так:

Прошивка контроллера и настройка

HEX-файл для прошивки контроллера также будут в конце статьи. Фьюз-биты должны остаться заводскими, то есть контроллер будет работать на частоте 1МГц от внутреннего генератора.
Первое включение производится до установки микроконтроллера и операционного усилителя на плату. В первую очередь необходимо проверить схему питания. Для этого на плату надо подать постоянное напряжение питания от 12 до 24В и проконтролировать, что на выходе стабилизатора DA1 присутствует напряжение питания 5В. После этого при отключенном питании с соблюдением положения ключа устанавливаются микросхемы DA1 и DD1 в панельки.

Теперь при повторном включении должны заработать следующие функции: на индикаторе будет отображаться температура, энкодер будет ее изменять, паяльник начнет нагреваться, а светодиод сигнализирует о режиме работы.

Далее необходимо откалибровать паяльную станцию.

Оптимальный вариант при калибровке – использование дополнительной термопары. Необходимо выставить требуемую температуру и проконтролировать ее на жале по эталонному прибору. Если показания различаются, то подкрутить коэффициент усиления операционника многооборотным подстроечным резистором R4.

Если под рукой нет контрольного измерительного прибора, то можно установить сопротивление резистора около 90кОм и потом подбирать температуру опытным путем.

После того, как паяльная станция проверена и откалибрована, можно аккуратно, чтобы не потрескались детали, установить лицевую панель.

1 пользователь сказал cпасибо MaltinByPixel за это полезное сообщение

Сейчас мы работаем над разработкой паяльного фена и нам очень интересно ваше виденье основных характеристик такого устройства, чтобы вы захотели собрать его. Мы будем очень признательны, если вы ответите несколько вопросов нашей анкеты (в конце можно будет посмотреть ответы других пользователей).

Спасибо за уделенное внимание!

Сборка корпуса и навесной монтаж

Для паяльной станции мы нарисовали также файл для резки оргстекла. Его можно передать этот фирме, занимающейся лазерной резкой, и они смогут изготовить вам такой же корпус.
Коммутационная схема внутри корпуса очень не сложная:

Для начала необходимо прикрутить разъем к правой стенке корпуса, а уже затем припаивать провода от разъема к плате. При этом контакты припаиваются один к одному. То есть первый к первому, второй ко второму и т.д. Обратите внимание, что на печатной плате есть дополнительные отверстия рядом с монтажными. Через них можно пропустить провода для дополнительной фиксации.

Далее необходимо скрутить винтами левую и заднюю стенки корпуса. Помните, что оргстекло — хрупкий материал, и не перетягивайте резьбовые соединения!

На следующем этапе эти две части собираются вместе. Затем необходимо подключить провода питания. Плюс питания подключается через выключатель питания. Обратите внимание, что устанавливать лицевую панель пока не надо.

Принципиальная схема

Схема предельно простая. В основе всего микроконтроллер Atmega8. Сигнал с термопары подается на операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (для калибровки) и затем на вход АЦП микроконтроллера. Для отображения температуры использован семисегментный индикатор с общим катодом, разряды которого включены через транзисторы. При вращении ручки энкодера BQ1 задается температура, а в остальное время отображается текущая температура. При включении задается начальное значение 280 градусов. Определяя разницу между текущей и требуемой температурой, пересчитав коэффициенты ПИД-составляющих, микроконтроллер при помощи ШИМ-модуляции разогревает паяльник.

Для питания логической части схемы использован простой линейный стабилизатор DA1 на 5В.

Печатная плата

Цифровая паяльная станция своими руками

В этом посте мы будем делать в домашних условиях недорогую цифровую паяльную станцию Hakko 907! Она способна поддерживать переменную и постоянную температуру (до 525 °C). Для создания паяльной станции потребуются несколько компонентов общей стоимостью всего 7 долларов (не считая блока питания, но можно использовать уже имеющийся блок питания). Мне не удалось найти подробные инструкции по созданию такой станции, поэтому я решил подготовить собственный туториал с подробным описанием процесса.

• Станция совместима с ручными паяльниками аналогичного типа.
• Температурный диапазон: от 27 до 525 °C.
• Время прогрева: от 25 до 37 с (до 325 °C).
• Рекомендованный источник питания: 24 В, 3 А.
• Мощность: 50 Вт (средняя).

Схема сборки, разводка печатной платы, код и файлы стандартной библиотеки шаблонов доступны по ссылке.

Шаг 1. Обычные и цифровые паяльники

Как и любой самодельщик, я взял за основу обычный паяльник. Эти паяльники отлично проявляют себя в работе, однако у них есть ряд недостатков. Любому домашнему мастеру, кто хоть однажды паял, известно, что нагрев таких паяльников занимает от 7 до 15 минут и только после этого их можно использовать по назначению. После нагревания такие паяльники продолжают работать в максимальном температурном диапазоне. В некоторых случаях такие паяльники при длительном контакте с электронными компонентами могут их повредить. Я на своём опыте знаю, что, если неудачно дотронуться сильно разогретым наконечником паяльника до перфорированной макетной платы, можно повредить приклеенный на плату медный слой. Вообще говоря, таких ошибок можно избежать, и для этого существуют свои способы и приёмы, но, стоит только попробовать пайку с цифровой паяльной станцией, у вас никогда не возникнет желания вернуться к старым методам.

Обычные паяльники с регулятором температуры

Для регулирования температуры нагрева обычных паяльников существует простой и распространённый способ – подключить в цепь питания регулятор температуры, ограничивающий мощность, подаваемую на нагревательный элемент. Такие регуляторы устанавливаются на продукты довольно часто. В своё время у меня была паяльная станция Weller с таким регулятором. И это было на самом деле очень удобно! Единственным недостатком такого способа является отсутствие замкнутого контура температурной обратной связи. В некоторых случаях температура паяльника будет меньше установленной регулятором, так как по мере пайки поглощающих тепло компонентов температура наконечника будет снижаться. Чтобы компенсировать падение температуры, можно повернуть регулятор, но, стоит прекратить пайку, температура снова повысится. Время разогрева паяльника можно несколько уменьшить, если повернуть регулятор в крайнее (максимальное) положение, а после разогрева повернуть его обратно.

Я предпочитаю третий способ – самый любимый. Он довольно схож со способом использования паяльника с регулятором температуры, но при этом все действия выполняются автоматически с помощью PID-системы (системы с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором). Говоря простым языком, такая автоматизированная электронная система управления паяльной станцией «поворачивает» ручку регулятора температуры за вас. Если система обнаружит, что температура наконечника паяльника опустится ниже установленного значения, система повысит мощность до значения, необходимого для выработки тепла на наконечнике паяльника. Если температура паяльника поднимется выше установленного значения, питание на паяльник перестанет подаваться, что приведёт к снижению температуры. С помощью такой системы ускоряется весь процесс пайки – система постоянно включает и отключает нагревательный элемент паяльника и, таким образом, поддерживает постоянную температуру на его наконечнике. Поэтому при использовании цифровых паяльных станций паяльник разогревается значительно быстрее.

Шаг 2. Компоненты и материалы

В зависимости от того, где вы собираетесь купить компоненты станции, итоговая цена системы может оказаться разной (советую закупить компоненты на Aliexpress, так выйдет дешевле всего). Я ещё попробую выяснить, в каких именно интернет-магазинах можно приобрести самые дешёвые компоненты, и, возможно, внесу в ссылки некоторые изменения. Свои компоненты я приобрёл в местном магазине E-Gizmo Mechatronics Manila.Требуемые материалы:

• Программируемый контроллер Arduino Nano.
• Понижающий преобразователь (MP2303 производства D-SUN).
• Гнездовой 5-штырьковый DIN-разъём.
• Гнездо для подключения внешнего источника постоянного тока (2,1 мм).
• Источник питания 24 В, 3 A.
• ЖК-дисплей 16X2 I2C.
• Операционный усилитель LM358.
• МОП-транзистор IRLZ44N (я использовал IRLB4132, он лучше).
• Электролитический конденсатор 470 мкФ, 25 В.
• Сопротивление 470 Ом, 1/4 Вт.
• Сопротивление 2,7 кОм, 1/4 Вт.
• Сопротивление 3,3 кОм, 1/4 Вт.
• Сопротивление 10 кОм 1/4 Вт.
• Потенциометр 10 кОм.

ЗАМЕЧАНИЕ: на принципиальной схеме и печатной плате ошибочно указан транзистор IRFZ44N. Следует использовать транзистор IRLZ44N, это версия транзистора IRFZ44N логического уровня. В моей системе я использовал транзистор IRLB4132, так как его у нас легче купить. Можно использовать и другие МОП-транзисторы. Они будут нормально работать, если их технические характеристики соответствуют приведённым ниже. В старой версии паяльной станции я использовал транзистор IRLZ44N.

Рекомендованные технические характеристики МОП-транзисторов:

• N-канальный МОП-транзистор логического уровня – МОП-транзисторы логического уровня можно непосредственно подключать к штыревому соединителю логической платы (цифровому штырьку Arduino). Поскольку напряжение насыщения затвора ниже обычных напряжений Vgs стандартных МОП-транзисторов, на МОП-транзисторе логического уровня предусмотрен затвор для подачи напряжений насыщения 5 или 3,3 В (Vgs). Некоторые производители не указывают это в технических характеристиках. Это отражено на кривой зависимости Vgs от Id.
• Значение Vds должно быть не менее 30 В – это предельное значение напряжения МОП-транзистора. Мы работаем на 24 В, и, в принципе, значения напряжения Vgs 24 В должно хватить, но обычно, чтобы обеспечить стабильную работу, добавляется некоторый запас. Стандартное значение напряжения Vgs для большинства МОП-транзисторов составляет 30 В. Допускается использование МОП-транзисторов с более высокими напряжениями Vgs, но только в том случае, если другие технические характеристики не выходят за пределы диапазона.
• Сопротивление Rds(on) 0,022 Ом (22 мОм): чем ниже, тем лучше. Rds(on) – это сопротивление, формируемое на контактах стока и истока МОП-транзистора в состоянии насыщения. Проще говоря, чем ниже значения сопротивления Rds(on), тем холоднее будет МОП-транзистор. При увеличении значения Rds(on) МОП-транзистор будет при работе нагреваться благодаря рассеиванию мощности из-за – хоть и небольшой, но всё-таки присутствующей – резистивности МОП-транзистора, даже если он находится в состоянии проводимости.
• Id не менее 3 А (я предлагаю более 20 А) – это максимальный ток, который может выдержать МОП-транзистор.

Шаг 3. Проектирование

Внутри паяльника Hakko 907 находится нагревательный элемент, рядом с которым размещается датчик температуры. Оба этих элемента имеют керамическое покрытие. Нагревательный элемент представляет собой обычную спираль, генерирующую тепло при подаче питания. Датчик температуры фактически представляет собой терморезистор. Терморезистор ведёт себя аналогично резистору – при изменении температуры сопротивление терморезистора меняется.

Таинственный терморезистор Hakko

К сожалению, Hakko не приводит практически никаких данных о терморезисторе, установленном внутри нагревательных элементов. Для меня это много лет оставалось загадкой. Ещё в 2017 году я провёл небольшое лабораторное исследование, пытаясь узнать тепловые характеристики таинственного терморезистора. Я прикрепил датчик температуры к наконечнику паяльника, подключил омметр к штырькам терморезистора и подал питание на нагревательный элемент с испытательного стенда. Увеличивая температуру паяльника, я фиксировал соответствующие сопротивления терморезистора. В итоге у меня получился график, который оказался полезным при разработке электрической схемы. Потом я выяснил, что, возможно, этот терморезистор представляет собой терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Другими словами, по мере повышения температуры вблизи терморезистора сопротивление терморезистора также увеличивается.(При выполнении следующих шагов рекомендую сверяться с третьим рисунком.)

Делитель напряжения для датчика

Чтобы избавиться от возможной проблемы, связанной с пропуском температурных значений, я использовал операционный усилитель, усиливающий низкое пиковое значение выходного напряжения делителя напряжения (1,6 В). Расчёты, представленные на третьем рисунке, устанавливают требуемое минимальное значение коэффициента усиления и значение коэффициента усиления, выбранное мной для рабочей системы. Я не стал доводить коэффициент усиления до значения, при котором 1,6 В на выходе делителя напряжения превращались бы в 5 В опорного напряжения АЦП в Arduino, так как мне хотелось обеспечить определённый запас, если другие паяльники Hakko, подключаемые к делителю напряжения, будут выдавать напряжения выше 1,6 В (что может привести к нелинейным искажениям). Достаточно большой запас обеспечивается при использовании коэффициента усиления 2,22, при этом система сможет работать с другими моделями паяльников.

Шаг 4. Принципиальная схема

В качестве коммутационного устройства для регулирования напряжения методом широтно-импульсной модуляции в проекте используется простой N-канальный МОП-транзистор логического уровня. Он выступает в качестве цифрового переключателя, подающего питание на нагревательный элемент. Нереверсивный операционный усилитель (LM358) используется для усиления очень малых напряжений, выдаваемых терморезистором делителя напряжения. В качестве регулятора температуры используется потенциометр 10 кОм, а светодиодный индикатор представляет собой обычный индикатор, который я подключил и запрограммировал таким образом, чтобы он отображал состояние активности нагревательного элемента. В данном проекте я использовал ЖК-дисплей 16X2 с драйвером интерфейсной шины I2C, так как новичкам в электронике в нём проще разобраться.

Шаг 5. Печатная плата

Шаг 6. Калибровка понижающего преобразователя.

Поскольку большинство клонов программируемого контроллера Arduino Nano способны принимать входное напряжение не более 15 В (более высокое напряжение может вывести из строя пятивольтовый регулятор AMS1117), а нагревательному элементу для оптимальной работы требуется напряжение 24 В, для совместной работы обоих этих компонентов я ввёл в схему понижающий преобразователь. Регулятор AMS1117 5 В, присутствующий в большинстве клонов программируемого контроллера Arduino Nano, имеет падение напряжения 1,5 В, другими словами, входное напряжение на VIN-контакте Arduino Nano должно составлять 6,5 В (5 В + 1,5 В).

• Установите напряжение на источнике питания 24 В.
• Подключите источник питания ко входу понижающего преобразователя.
• С помощью мультиметра отслеживайте напряжение на выходе понижающего преобразователя.
• Отрегулируйте подстроечный резистор до значения напряжения на выходе 6,5 В.
• Для обеспечения более высокой стабильности можно установить значение 7 В.

Шаг 7. Сборка системы

Для сборки системы воспользуйтесь принципиальной схемой или схемой размещения компонентов (см. предыдущие этапы).

Шаг 8. 3D-печать корпуса

Мои настройки 3D-принтера:

• Высота уровня 0,3 мм.
• Сопло 0,5 мм.
• Заполнение 30 %.

Файлы для 3D печати (Solidworks и STL): Шаг 9. Финишная отделка корпуса (покраска и шлифовка).

После завершения печати полученный 3D-корпус корпус можно отшлифовать. Свой корпус, чтобы он выглядел более изящно, я выкрасил в чёрный цвет.Шаг 10. Установка внешних компонентов.

Закрепите на свои места в корпусе ЖК-дисплей, потенциометр 10 кОм, гнездо для подключения внешнего источника постоянного тока и плату. С помощью суперклея прикрепите DIN-разъём и ЖК-дисплей к корпусу.

Шаг 11. Разъём Hakko 907.

У вас, как и у меня, может возникнуть проблема с 5-штырьковым DIN-разъёмом для паяльника Hakko. Штырьковый разъём можно вырезать из паяльника и заменить его на 4-штырьковый разъём (возможно, у вас такой имеется). У меня нашлась пара 5-штырьковых DIN-разъёмов, однако не та, которая используется на Hakko. Третий штырёк – это обычный контакт заземления, его можно игнорировать, если не хочется возиться со схемой заземления и защитой от статического электричества.

Шаг 12. Подключение внешних компонентов

Такое подключение можно выполнить согласно принципиальной схеме (см. предыдущие шаги). Для дополнительной защиты я рекомендую добавить предохранитель в цепь от гнезда для подключения внешнего источника постоянного тока до платы. Я предохранитель не ставил, так как в моём блоке питания предохранитель уже имеется.

Шаг 13. Программирование

• Подключите программируемый контроллер Arduino к компьютеру.
• Загрузите шаблон моей программы.
• Внесите в шаблон необходимые изменения.
• Для паяльников Hakko 907 я использовал стандартные значения.
• После калибровки эти значения, возможно, придётся изменить.
• Не забудьте установить библиотеки Wire.h и LiquidCrystal_I2C.h.

Как работает код

В коде не используется техника PID. В первой версии я использовал старый PID-код, и он работает практически так же, как компараторная версия кода (в этом руководстве). Я остановился на более простой версии, так как с ней легче работать (настраивать, модифицировать и пр.). Я могу отправить по электронной почте версию PID, но она мало что изменит. Код Arduino (V1.0)

Шаг 14. Отрегулируйте контрастность ЖК-дисплея и вставьте ручку потенциометра.

Если контроллер Arduino и 16×2 ЖК-дисплей ранее вами не использовались, первым делом нужно настроить подстроечный резистор контрастности ЖК-дисплея. После завершения настройки вставляется пластиковая ручка потенциометра контроля температуры.

Шаг 15. Закройте корпус и включите устройство

Теперь можно закрепить заднюю панель корпуса. Но перед этим необходимо проверить правильность калибровки паяльной станции. В качестве источника питания можно использовать аккумуляторные батареи или любой источник питания с выпрямителем из моего списка рекомендаций по источникам питания. Для получения максимальной производительности паяльной станции рекомендую использовать блок питания 24 В, 3 А. Таким блоком питания паяльной станции может быть импульсный источник питания в металлическом корпусе или, как вариант, зарядное устройство для ноутбука. Если вы не хотите покупать новый источник питания, можно приобрести б/у. Зарядные устройства для ноутбуков, как правило, имеют номинал 18 В, 2,5 A. Они работают нормально, но время разогрева паяльника может достигать 37 с.Шаг 16. Бонус: как повысить теплопередачу.

Совет: для обеспечения лучшей теплопередачи я обычно наношу на наконечник паяльника Hakko 907 термопасту. Этот приём хорошо работает и значительно улучшает теплообмен! В течение первых 30 минут работы нужно не забывать обдувать наконечник воздухом, так как паста может вскипеть и начать выделять испарения. Через 30 минут паста превратится в мелоообразное вещество. Со временем, когда нужно заменить наконечник, помните, что высушенная паста прилипнет к наконечнику и нагревательному элементу. Удалить мелоообразное вещество можно с помощью резинового молотка.

Шаг 17. Станция готова к работе!

Я пользуюсь такой станцией уже почти 5 лет, и в этой статье рассказал о том, как изготовить её доработанную версию. Я внес небольшие усовершенствования в конструкцию, чтобы каждый, кого это заинтересовало, мог сделать то же самое. Интересно, получится ли у вас собрать такую станцию Hakko?

Узнайте, как прокачаться в других специальностях или освоить их с нуля:

Другие профессии и курсы

Список компонентов

Вот так выглядит комплект всех деталей:

Заключение

Эта простая паяльная станция, сделанная при поддержке группы Товары из Китая Радиолюбителю, сильно изменит ваше впечатление о пайке, если вы паяли до этого только обычным сетевым паяльником!

О паяльнике надо сказать еще пару слов. Это самый простой паяльник с датчиком температуры. У него обычный нихромовый нагреватель и самое дешевое жало. Жало лучше заменить, например, на такое. Подойдет любое с внешним диаметром 6,5мм, внутренним 4мм, и длиной хвостовика 25мм.