Паяльник своими руками

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.

Основные материалы и инструменты для изготовления жала

Прежде чем начать работать, стоит выяснить – из чего сделать жало для паяльника. К таким предметам относятся:

• медная трубка диаметром до 8 мм;
• медный провод или латунный стержень диаметром до 4 мм.

Для непосредственного изготовления понадобятся следующие инструменты:

• линейка;
• настольные тиски;
• молоток;
• паяльник;
• ножовка по металлу;
• метчики и плашки для нарезки резьбы;
• напильник;
• точилка для ножей;
• плоскогубцы.

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.

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.

Usb паяльник

USB паяльник, сделанный своими руками, можно подключать к любым устройствам Power Bank — это очень удобно.

Для изготовления паяльника с USB-штекером необходимо в первую очередь взять медную проволоку с миллиметровым диаметром и при помощи плоскогубцев сделать кольцо на одном из концов. Кольцо должно быть такого размера, чтобы в него пролез болт.

Затем нужно взять проволоку из нихрома длиной от 7 см и намотать несколько спиралей на медный прут с той стороны, где нет кольца (ближе к концу, но не в самом конце — это важно!).

Стоит обратить особое внимание, что медный прут и нихромовая проволока должны быть изолированы друг от друга, например, стекловолокном.

Далее проволоку из меди следует прикрепить к подходящему по размеру бруску болтом. На следующем этапе два медных проводка прикручиваются к проволоке из нихрома, выключатель приклеивается к бруску, а проводки припаиваются к выключателю. Затем нужно обмотать изолентой нижнюю часть бруска — так фиксируются провода мини-паяльника.

Наконец берётся USB-штекер с проводом определённой длины и соединяется с медными проводками. Полярность в данном случае не важна. Перед термоусадкой те зоны, где провода соединяются друг с другом, тоже необходимо изолировать.

Вдобавок ко всему изолентой следует примотать и провод от USB к бруску. После этого работоспособность паяльника уже можно проверить на какой-нибудь заготовке.

Видео о самодельном паяльнике

Видео ролик в формате Full HD для тех, кто не любит читать.

Деталировка

За основу конструкции паяльника был взят обычный стальной винт М3. В нём было просверлено два отверстия: одно для жала, а другое для шарика фиксирующего это самое жало. Диаметр второго отверстия чуть меньше диаметра шарика и в нём сделана зенковка. Также, небольшая зенковка сделана в гайке для того, чтобы она могла прижать шарик. Алюминиевая трубка позаимствована у мощного резистора. Жало изготовлено из медного обмоточного провода.

Со стороны торцевой части, нагреватель изолирован шайбами из стеклолакоткани.

Шайбы вырублены из стеклолакоткани с помощью пробойников, изготовленных из секций поломанной телескопической антенны.

На этом чертеже изображены: кронштейн крепления нагревательного элемента и тепловой экран, защищающий ручку паяльника от перегрева. Кронштейн выгнут с помощью круглогубцев из неотпущенной пружинной стали диаметром 0,8мм.

Тепловой экран вырезан из стеклотекстолита толщиной 2мм с помощью самодельной балеринки, конструкция которой описана здесь>>>

Вместе с кронштейном к тепловому экрану приклёпан лепесток, в котором зажат провод заземления. Для заземления и питания я использовал провод во фторопластовой изоляции марки МГТФ.

Ручка паяльника изготовлена из ручки от пришедшей в негодность кисточки. Она отшлифована наждачной бумагой и покрыта лаком.

Для фиксации кабеля в ручке паяльника использован вот такой самодельный узел. Сначала в пустотелой заклёпке была нарезана резьба, а потом заклёпка вклеена в деревянную ручку. В заклёпку вкручен стопорный винт М4, который и фиксирует кабель.

Из пустотелых заклёпок меньшего диаметра изготовлены резьбовые втулки для крепления теплового экрана. В этих втулках нарезана резьбу М1,6 и они тоже вклеены в отверстия ручки.

И наконец, в заднюю часть ручки вклеена пружина, которая была изъята из шариковой ручки. Эта пружина защищает кабель паяльника от излома.

Провода заземления и питания продеты в эластичный кембрик. Кабель увенчала известная многим радиолюбителям приборная вилка «ВД-1». В основное отверстие вилки, преднезначенное для кабеля, запрессовано гнездо заземления, а кабель питания выведен в отверстие, просверленное дополнительно.

Как видите, размеры паяльника мало чем отличаются от размеров обычной авторучки.

В паяльнике используется самодельный нагревательный элемент длиной 6,5мм и мощностью около 7 Ватт. Питается паяльник от регулируемого блока питания, напряжением 0…18 Вольт. Температура жала может достигать 280°С

О том, как изготовить нагревательный элемент для паяльника>>>

Вернуться наверх к «Оглавлению»

Из какого металла лучше сделать жало паяльника?

Самодельное жало паяльника предпочтительнее делать из меди. Простые заводские модели выполняются именно из этого металла, так как он относится к тугоплавким разновидностям и отлично подходит для данной цели использования. Более современные приборы могут иметь керамическое жало, применяются и прочие виды материала.

Из шариковой ручки

Сделать мини-паяльник дома своими руками можно, используя и обыкновенную шариковую ручку. Но это, конечно, не единственный материал, который понадобится.

Процесс изготовления такого мини-паяльника тоже предполагает применение резистора МЛТ. От него отрезают ножку, и в появившейся в результате этого чашечке высверливают отверстие диаметром 1 мм.

В резисторе советского производства (точнее говоря, в его керамическом корпусе) уже есть готовое сквозное отверстие приблизительно такого же диаметра, и именно в него нужно вставить медное жало паяльника.

На следующем этапе нужно взять приготовленную заранее проволоку и загнуть в кольцо. Ещё один важный элемент в этой конструкции — маленькая прямоугольная плата из текстолита. К ней нужно припаять провода, а кольцо из проволоки следует припаять к резистору. После этого жало нужно установить в подготовленное отверстие.

Затем мастер должен положить изоляционную прокладку вокруг нагревающихся частей будущего инструмента. Для стабильной работы их изоляция должна быть надежной. А провода в свою очередь должны обладать температурным запасом, чтобы не перегреваться. И только после обеспечения качественной термоизоляции инструмент можно поместить в пластиковый корпус шариковой ручки.

С помощью такого устройства вполне реально паять различные микросхемы с шагом 0,5 мм или меньше. При этом для работы, как и в случае с обыкновенным паяльником, понадобится припой и флюс. Кроме того, периодически жало самодельного мини-паяльника необходимо зачищать или менять.

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.

Изготовление жала паяльника своими руками

Создавая жало для паяльника своими руками из меди и прочих материалов, подбирайте диаметр так, чтобы он совпадал с внутренним Ø кожуха. Таким образом, чтобы сделать тонкое жало для паяльника своими руками, правильно брать более тонкие медные жилы, а в остальном процесс будет схожим.

Выбирать длину жала нужно с небольшим запасом, так как со временем его потребуется стачивать, оно будет уменьшаться в размере. Но длина не должна превышать 3 см, иначе инструментом будет неудобно работать. Кроме того, слишком длинное жало приведет к потерям теплового коэффициента полезного действия.

Для фиксации жала еще потребуется создать кожух. Его изготавливают из тех же материалов, из которых можно сделать жало для паяльника. Материалы желательно подбирать идентичными. Для кожуха подойдут обрезки трубы около 2,5 см длиной. Края распила не должны иметь заусенец и прочих неровностей.

После распиливания заготовку обрабатывают напильником, чтобы края стали ровными. Внутреннюю часть можно зачистить при помощи отвертки, проворачивая ее в трубке. После всех подготовок рекомендовано проверить, сходятся ли размеры кожуха с самим наконечником.

Дальнейшим этапом процесса под названием «Как сделать тонкое жало паяльника» является обтачивание его рабочей области, чтобы придать ей нужную форму. Чаще всего ее делают в виде конуса. В это время приходится сточить значительное количество материала при помощи напильника.

«Обратите внимание!

Визуально форма жала должна быть похожа на заточенный карандаш. В первый раз она может получиться далеко не идеальной.»

Когда мы делаем жало для паяльника, то обтачиванию нужно посвятить достаточно внимания, чтобы деталь получилась максимально схожей с заводскими моделями. От этого зависит удобство дальнейшей работы. При обрезке задней части жала нужно создать максимально ровный торец, чтобы оно могло стоять на поверхности стола без поддержки. Это необходимо для максимального уровня соприкосновения с нагревательным элементом.

Изготавливая медное жало для паяльника своими руками, нужно обеспечить его надежное соединение с кожухом. С помощью метчиков и плашек нарезают резьбу на поверхности каждой детали. Несмотря на то, что самодельные инструменты и детали редко предполагают столь серьезный подход, именно резьба поможет избежать проблем с выпадением жала при тепловых расширениях и сужениях во время работы.

Разницы в том, с чего начнется нарезка – жала или кожуха – нет. Заготовку нужно зажать в тисках и проработать поверхность на нужную длину. Дальнейшим этапом процесса «Как сделать жало для паяльника своими руками» являются зачистка и соединение. Резьбу нужно почистить при помощи металлической мочалки.

Если есть какие-либо грубые углы, их можно сточить напильником. После зачистки всех частей кожух и жало нужно соединить между собой. Если вначале будет ощущаться сопротивление – в этом ничего страшного нет, так как новая резьба может вести себя именно так, особенно при плохой зачистке. Чтобы улучшить ход резьбы, можно несколько раз вкрутить и выкрутить деталь.

На последних этапах идет полировка жала, когда оно уже вкручено в кожух. Чтобы продлить срок его эксплуатации, требуется дополнительно покрыть поверхность никелем.

Это не обязательно, но без такого покрытия жало долго не проживет. Это простой, не особо затратный и быстрый процесс. Покрытие никелем защищает инструмент от ржавчины и коррозии.

Изготовление из резисторов млт и пэв

Популярный вариант самодельного мини-паяльника — с использованием резистора МЛТ (это аббревиатура расшифровывается как «металлический, лакированный, теплоустойчивый»). Это даже не мини, а микро-устройство, но нагревается до 190°, что позволяет плавить припой ПОС-60.

Для его создания, помимо самого резистора, понадобятся:

• две изолированные одножильные медные проволоки;
• деревянный брусок.

Резистор — главная часть будущего устройства, и поэтому к его выбору надо отнестись ответственно. Лучше не покупать дешёвые китайские изделия, а отдать предпочтение медным резисторам отечественного производства.

Ещё один важный момент. Мини-паяльник, сделанный из резистора на 51 Ом, необходимо использовать для напряжения в 24 Вольта. Если же нужен инструмент для работы с напряжением 12 Вольт, то потребуется резистор с сопротивлением от 24 до 27 Ом.

Чтобы сделать такой мини-паяльник, сначала резистор каким-нибудь острым предметом очищают от краски, и защищают медную проволоку. Затем из одного освобождённого от изоляции конца проволоки создают петлю и надевают на один из краёв резистора. А к другому краю прикрепляют (в идеале — припаивают) второй конец этой же проволоки.

Теперь из ещё одной медной проволоки необходимо сделать небольшую закрутку для прикрепления к деревянному бруску (он здесь будет играть роль ручки). Жало при этом должно выступать за пределы бруска не более чем на 1 сантиметр, а конец резистора — не более чем на 2,5 сантиметра.

Делают также мини-паяльники из резистора ПЭВ-20 (сопротивление 2 кОм), вставляя в него жало из медной проволоки, приделывая ручку и провода. Такой мини-паяльник может работать от домашней сети. Это очень популярная и простая конструкция. Основное в ней – правильно сделать медный стержень. Для жала берут либо стержень старого паяльника, либо кусок медной шины.

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.

Импульсный мини-паяльник

Импульсный мини-паяльник обычно изготавливают из трансформатора. Для этого необходимо разобрать его корпус и снять с него «родную» вторичную обмотку. Вместо неё надо установить свою, изготовленную самостоятельно медную обмотку.

На практике зачастую хватает двух-трёх витков медной проволоки миллиметровой толщины. К новой обмотке следует подсоединить жало мини-паяльника, в качестве которого тоже может выступать медный провод.

Этот трансформатор с изменённой обмоткой размещается в заранее приготовленном корпусе, например, в форме строительного пистолета. На месте «курка» стоит установить кнопку для включения инструмента. А на месте «ствола» пистолета устанавливается стойка из материала-диэлектрика. К этой стойке аккуратно прикрепляется уже находящееся здесь жало.

Для наглядности в цепь мини-паяльника можно вставить светодиод, который будет зажигаться при нажиме на кнопку.

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.

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).

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.

Инструменты и материалы

Использование зажигалки

Этот мини-паяльник можно собрать в кратчайшие сроки. Его основой будет газовая зажигалка с пьезоэлементом, также понадобится малярный скотч и толстая медная проволока (её толщина должна быть от 1 до 3 мм).

Создание мини-паяльника в данном случае начинается с обматывания проволоки вокруг карандаша или другого подобного предмета. Необходимо сделать 5 витков подряд, после чего можно вытащить карандаш.

Далее, с удобной стороны, примерно в двух сантиметрах от витков проволока загибается таким образом, чтобы получился прямой угол. А с другой стороны на том же расстоянии от витков проволока просто отрезается.

Прямой конец получившегося медного элемента нужно обработать, допустим, при помощи наждачной бумаги, чтобы он был острым, как иголка. Именно этот конец будет жалом самодельного мини-паяльника.

Потом надо примерить, как этот провод будет сочетаться с зажигалкой. Конец проволоки в виде прямого угла должен располагаться ниже, а витковая часть вместе с жалом должна находиться непосредственно над отверстием, из которого выходит пламя.

Теперь надо изолировать зажигалку при помощи скотча, то есть обмотать её в месте крепления к проволоке от 5 до 7 раз.

Затем проволоку устанавливают на своё место и снова обматывают всю конструкцию скотчем. Готово! Мини-паяльник из обычной зажигалки хорош тем, что не требует подсоединения к батарейкам или к электросети.

Для пайки подобным мини-паяльником лучше выбирать трубчатый припой с флюсом в сердцевине. И в процессе работы не стоит держать зажигалку в режиме горения больше пяти секунд, иначе внутренний нажимной механизм может расплавиться.

Использование самодельных паяльников

Как сделать паяльник своими руками, смотрите далее.

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.

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.

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).

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).

Особенности

Пайка используется тогда, когда требуется обеспечить неразъемный контакт сразу нескольких деталей. Связующим компонентом при этом является припой, нагретый до определенной температуры.

Пайка делится на низкотемпературную и высокотемпературную – какой вариант использовать, зависит от химсостава и физсвойств материала изделий, которые требуется спаять, а также от самого припоя.

Температурная граница – 450 градусов Цельсия. Чтобы обеспечить требуемую температуру припоя, нужен паяльник. Его можно найти в специализированном магазине либо сделать собственноручно в домашних условиях.

Подготовка металла для жала

Разобравшись с тем, из чего можно сделать жало паяльника, можно переходить к подготовке металла. На трубке кожуха выравнивают все участки – для этого пригодится молоток. Если деталь оказывается слишком длинной, ее всегда можно разрезать на несколько частей.

Уменьшить жало паяльника, для которого используется медный провод, можно таким же способом. Его также не лишним будет выровнять. После выравнивания всех элементов металл очищают от загрязнений.

Пролог

Это ещё одна конструкция, которую вряд ли кто-либо повторит. Однако технические решения, использованные в ней, могут заинтересовать самодельщика-радиолюбителя.

Для ремонта современной фотокамеры мне понадобился малогабаритный паяльник. У нас в продаже можно найти пальники и целые паяльные станции, но у всех этих паяльников довольно большое расстояние от края ручки до конца жала, да и миниатюрными их можно назвать только с большой натяжкой.

Толчком к изготовлению паяльника своими руками послужила конструкция, рождённая нашим форумчанином>>> Нагревательным элементом в его паяльнике служит резистор типа МЛТ.

Идея мне понравилась, хотя я и обнаружил в ней мелкие недостатки, такие как несменное жало и отсутствие, либо гальванической развязки с блоком питания, либо заземления, в зависимости от диаметра отверстия в передней чашке резистора МЛТ. В общем, в своём проекте я попытался избавиться от всех известных мне недостатков подобных конструкций.

Простой

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.

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.

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.

Техническое задание

1. Небольшое расстояние от края ручки до конца жала 30-40мм. Чтобы повысить точность позиционирования.
2. Диаметр ручки не более 15мм. Чтобы было удобно удерживать паяльник в руке на манер авторучки.
3. Возможность оперативной смены жала. Привык затачивать жало вне паяльника, да и тонкое жало недолговечно.
4. Возможность замены нагревательного элемента. Чтобы сразу можно было изготовить запаску.
5. Гибкий кабель питания. Чтобы не мешал производить тонкие манипуляции.
6. Как всегда, изделие должно быть изготовлено без применения токарно-фрезерного оборудования.

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:

1. С токоведущим жалом под током промышленной частоты;
2. С изолированным жалом и форсированным его разогревом;
3. 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.

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.

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.

Физические показатели

Напряжение, подающееся на паяльник, определяет мощность такого изделия. Оно может быть переменным (220 В) или постоянным (низковольтным) 12 или 24 В. Мощность агрегата определяется значениями с шагом 20 Вт, например, 40, 60, 80 Вт. Стоит отметить, что оборудование с регулятором мощности становится просто незаменимым в руках инженера.

Современные изделия имеют несколько вариантов нагрева припоя. Но наиболее распространенный вариант – изделия, работа которых обусловлена электрическим током.

Такое оборудование содержит минимальное число элементов, его относительно легко сделать самостоятельно.

Чертеж миниатюрного паяльника

На чертеже указаны размеры изделия и обозначены основные его узлы.

А на этом чертеже более подробно описаны детали конструкции и используемые материалы.

Вернуться наверх к «Оглавлению»

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.

Ну, а для мастера-умельца вывод из этого прост: нужно учиться паять и smd. А что касается импульсного паяльника, то это уж кому как понравится.

Заключение

Основательно подходить к производству жал самостоятельно хотят далеко не все мастера. Самодельные инструменты и детали к ним часто воспринимаются как запасной и простой вариант для работы на скорую руку. В таком случае не потребуются точное измерение размера и нарезание резьбы.