Паяльная станция своими руками: принцип работы, характеристики, разновидности, инструкция по сборке, как пользоваться

Обзор конструкций паяльных станций

Сначала надо определиться, какой тип паяльной станции у вас имеется, поскольку каждый вид отличается конкретными принципами действия. Обычная станция имеет контактный паяльник. Если же вместо него установлен особый термофен, перед вами термовоздушная станция.

Также выпускают смешанное оборудование, где есть и паяльник для контактной работы, и маленький фен. Инфракрасные станции не рекомендуются для использования новичкам, в первую очередь, из-за высокой стоимости (иногда цена уравнена к бюджету на целый автомобиль).

Без тщательного изучения технических нюансов можно с уверенностью сказать, что все из указанных паяльных станций схожи меж собой, поскольку в основе лежит блок управления. В нем размещена управляющая электроника и трансформатор. В дешевых моделях — аналоговые элементы управления, а в дорогих — качественные цифровые компоненты. Теперь стоит остановиться на каждой категории станций подробнее.

• Контактная модель комплектуется разборными пальяниками со съемными нагревательными элементами. Часто в таких устройствах можно заменить жало для конкретного вида пайки. Многие контактные станции выпускают для опытных пользователей, так что всегда можно подобрать для оборудования отдельные аксессуары, помогающие в некоторых сложных и нестандартных видах работ.
• Паяльная станция с термофеном в блоке управления может содержать вентилятор или компрессор. Также последний элемент могут размещать прямо в фене. Припой при работе с феном нагревается за счет горячих воздушных масс, так что можно равномерно прогревать не один контакт, а всю деталь. С помощью термофена можно отпаивать и многовыводные компоненты.
• Смешанные станции от некоторых производителей могут иметь оловоотсос, но цена на оборудование при этом будет в несколько раз выше.
• Инфракрасные устройства вместо фена или контактного паяльника обладают нагревательным элементом инфракрасного типа. Стоят они дороже всех остальных паяльных станций, но и помогают даже в работе со сложными элементами.

Станции для пайки различаются по назначению, а также комплектации оборудования, входящего в их состав. Их классифицируют по основным параметрам.

Существуют как простые паяльные станции, оборудованные привычным нам классическим паяльником, так и более продвинутые. Причём вариаций сочетания компонентов и систем может быть великое множество. Без труда можно в одной станции совместить контактный паяльник и фен, вакуумный или термопинцет и оловоотсос. Для удобства приведём таблицу основных типов паяльных станций.

По механизму стабилизации температуры и принципу работы управляющих блоков паяльные станции можно разделить также на аналоговые и цифровые. В первом случае нагревательный элемент включён, пока паяльник не прогреется до нужной температуры, самая близкая аналогия – нагрев обычного утюга. А вот второй тип паяльника отличается сложной системой контроля и регулирования температуры.

Здесь размещён PID-регулятор, который подчиняется программе микроконтроллера. Такой метод стабилизации температуры намного эффективнее аналогового. Ещё одна классификация позволяет разделить все ПС на монтажные и демонтажные. Первые осуществляют пайку приборов, однако, не имеют оловоотсоса и других элементов, позволяющих проводить чистку и замену деталей.

Такие паяльные системы снабжены специальной ёмкостью для удаления припоя, который, в свою очередь, отсасывается специальной насадкой, снабжённой компрессором.

Назначение отдельных модулей

Питающий блок для паяльных станций изготавливается на основе автотрансформатора достаточной мощности, посредством которого можно управлять амплитудой поступающего на нагрузку напряжения (в небольших пределах).

В качестве конечного потребителя (нагревателя для паяльной станции) чаще всего используются либо обычный электропаяльник, либо специальный термический фен, имеющий встроенный переключатель режима работ.

При приобретении подходящей для домашних условий установки предпочтение следует отдавать тем изделиям, в комплект которых входят отдельный держатель или подставка под нагревательный инструмент. При их наличии пользоваться паяльной станцией будет намного проще и безопаснее.

Входящим в комплект инструментом пользоваться будет значительно удобнее, если в его составе имеется специальный отсос для удаления остатков расплавленного припоя, а также наиболее востребованные запчасти.

Чтобы создать современный гаджет или иное изделие, в основе которого используются микросхемы, нужно выполнить качественные швы в ограниченном пространстве. Пайка некоторых деталей производится при значительном усилении, даже под микроскопом. Только наличие паяльной станции дает возможность добиваться удовлетворительных характеристик в работе.

Покупные станции обязательно включают в состав несколько основных компонентов:

• Контрольно-управляющий модуль. Он помогает пользователю ориентироваться на режимы работы: сила тока, напряжение, температура жала, расход воздуха и ряд иных показателей.
• Паяльник, способный расплавлять определенный тип припоя. Перегрев гораздо выше заданных значений вызывает образование шлака, который не позволяет добиваться приемлемого качества.
• Пинцет с внутренним нагревателем способен помочь в монтаже и демонтаже микроэлементов и SMD-компонентов.
• Фен с терморегулятором для прогрева локального пространства и пайки групп контактов (микросхем) окажет помощь в сложном пространстве.
• Инфракрасный тепловой источник для прогрева большой площади на платах, а также групповой монтаж.
• Направленный тепловой излучатель для точечного нагрева пространства поможет выполнить миниатюрную работу.
• Приспособления для отсоса припоя после выпайки деталей.
• Вспомогательная арматура, держатели, специальные приспособления для пространственного соединения деталей. Антистатические устройства для мастера, а также коврики для размещения деталей и комплектующих.

Кроме перечисленного, станции комплектуются стойками для размещения инструмента с пружинными держателями. В зависимости от сложности и комплектации меняется цена на установку.

Общие характеристики и принцип работы паяльной станции

Анатомия паяльной станции достаточно проста и максимально отвечает необходимым условиям: аккуратная, «умная» пайка элементов. Сердце прибора − блок питания, внутри которого находится трансформатор, выдающий напряжение двух вариантов 12 или 24 Вольта. Без этого элемента все системы станции были бы бесполезны. Трансформатор отвечает за регулировку температуры. Блок питания снабжён терморегулятором и специальными кнопками запуска прибора.

С помощью блока управления также может быть реализована функция запоминания температуры и программирования кнопок. Мастера «прокачивают» прибор, используя процессор, благодаря которому появляется возможность измерять температуру в ходе пайки.

Разберём особенности работы термовоздушной паяльной станции: поток воздуха с помощью специальных спиралевидных или керамических элементов (они находятся прямо внутри трубки термофена) нагревается, а затем через специальные насадки направляется в точку пайки. Такая система позволяет нагреть необходимую поверхность равномерно, исключив точечную деформацию.

В целом, использование такого оборудования не выглядит сложнее, чем работа обычным паяльником. Наоборот, станция обеспечивает удобство и комфорт пайки. Можно выявить некоторые соответствия между конкретными видами устройств и видами проводимых работ:

• Контактная станция позволяет осуществлять навесной монтаж и работать с маленькими SMD-деталями. В оборудовании можно менять жало для точности процедуры и аккуратно регулировать температуру нагрева этой насадки.
• Термовоздушная паяльная станция тоже подойдет для навесного монтажа, но основной ее профиль работы — SMD-монтаж. Отдельные выводы компонента при этом нет нужды прогревать: деталь сразу вся нагревается, и элемент без проблем удаляется.
• Смешанное оборудование — это отличное решение для комплексных работ. С феном и паяльником можно приобретать станции для ремонтных центров и сервисов технического обслуживания.
• Инфракрасная станция нужна для сложных ремонтных работ. Обычно речь идет о восстановлении дорогостоящих устройств. К примеру, с таким оборудованием можно выпаять чип с материнской платы, при этом не нанося никакого вреда ни элементу, ни самой поверхности.

Существуют также элементарные правила работы в процессе пайки. Например, нельзя выставлять наибольшую температуру нагрева без особой необходимости. Если такое сделать в контактной паяльной станции, жало перегреется и придёт в негодность, как и нагревательный элемент.

У термофена в результате перегрева также повредятся нагревательные детали.

Мастера советуют также использовать качественный флюс. Это актуально при работе с любым видом станции, потому что флюс низкого качества медленно разрушает дорогое жало и вредит здоровью работника. Не нужно экономить на флюсе, и лучше использовать его всегда чуть больше, чем требуется в данный момент. То же самое касается и припоя: с ним лучше не жадничать.

Без острой необходимости также не стоит устанавливать максимальную мощность на термофене. Дело в том, что сильный воздушный поток способен сдуть с платы важные элементы, особенно если они маленькие по размеру и легкие по весу.

Некоторые из радиолюбителей занимаются самостоятельной модификацией своих устройств. Однако если это ваша первая паяльная станция и вы еще плохо разбираетесь в ее технической начинке и в приборах вообще, лучше воздержаться от подобных процедур, чтобы не навредить оборудованию.

Цель и задачи применения

Паяльные станции используются в радиотехнике и сопутствующих направлениях производства и творчества. Пользователи применяют инструмент для выполнения разных видов работ.

1. Пирография – выполнение рисунков с помощью тепловых приспособлений. Нагревая отдельные участки заготовок, добиваются изменения положения термопластичных элементов. Создаются композиции из пластиков одного цвета или многоцветные композиции.
2. Сваривать пластики, при изготовлении корпусов, шкатулок или иных плоских и пространственных изделий.
3. Выполнение монтажа, ремонта и иные целевые работы. Некоторые виды работ возможны только при использовании фенов, плавящих частицы пластика, не перегревая его.
4. Для сборки электронных устройств и приборов.
5. Пайки и монтажа электронных схем в электронике.
6. Лужение и подготовка для сложного монтажа массивных деталей и узлов, соединяемых при расплавлении припоя.
7. Для сварки в ограниченном пространстве.
8. Пайкой SMD-компонентов, их монтажа и демонтажа на платах.
9. Для усадки термоусадочной изоляции по завершении работ.

Особенности изготовления своими руками паяльной станции на Atmega8 (Атмега8)

Купить паяльную станцию с феном не каждому по карману, хотя ИК-станции стоят ещё больших денег, поэтому самый простой путь – собрать её своими руками. Однако, следует помнить, что такие воздушные паяльные станции обладают определёнными недостатками:

1. Потоком воздуха можно случайно сдуть маленькие детали.
2. Поверхность прогревается неравномерно.
3. Для разных случаев требуются дополнительные насадки.

Инфракрасная паяльная станция − тот инструмент, который проще всего сделать своими руками. Цена на паяльные станции такого типа просто заоблачная. Купить что-то попроще – не вариант, так как всё равно будет ограниченный функционал.

Именно поэтому мы расскажем поэтапно, как собрать своими руками инфракрасный паяльник. Разберём этапы сборки ПС для пайки плат размером 250×250 мм. Наша паяльная станция подойдёт для работы с телевизионными платами, видеоадаптерами для ПК, а также планшетов.

Паяльная станция на процессоре Ардуино – одна из самых прогрессивных моделей. Особенность её в том, что она легко программируется. Можно задать необходимые параметры и алгоритмы работы и управления всех элементов.

Далее все этапы сборки аналогичны уже описанными нами. Если возникнут вопросы, можно обратиться за помощью к специалистам-электронщикам.

Схема на контроллере Atmega8 довольно простая и не требует больших знаний. Самое главное, разбираться в кодах программ на языке C . Это позволит редактировать его под себя.

В открытых интернет-источниках есть разные вариации паяльных станций на основе разных контроллеров.

Одно из обучающих видео по сборке паяльной станции в этом видео.

Удобства и преимущества пайки паяльной станцией довольно легко оценить, если подробно ознакомиться с полным набором входящих в неё составляющих.

С данной точки зрения она представляет собой комплекс специальных устройств и приспособлений, обеспечивающих качественную пайку и лужение различных по структуре металлоизделий, в особенности мелких деталей, микросхем.

В состав типовой установки, как правило, входят следующие элементы:

• электронагреватель соответствующего класса (электрический паяльник или термический фен);
• регулируемый блок питания, собранный на основе достаточно мощного трансформаторного преобразователя, позволяющего выбирать требуемые режимы нагрева потребителя;
• подставка под паяльное приспособление и устройство для отсоса расплавленного припоя (ими комплектуются не все продающиеся модели).

Состав паяльного комплекса, которым пользуются для организации профессиональных работ, может быть дополнен другими модулями, позволяющими повысить качество пайки.

Принцип работы оборудования заключается в совместном использовании всех составляющих его узлов, что позволяет контролировать и осуществлять регулировку температуры в рабочей зоне.

В отдельных моделях применяется схемное решение, обеспечивающее защиту элементов от перегрузок и статического электричества.

Преимущества паяльных станций являются обоснованием целесообразности их применения и практически отвечают на вопрос о том, как ими нужно пользоваться.

https://www.youtube.com/watch?v=KVvm4V3dIMg

По количеству подключаемых к блоку питания паяльников станции могут быть одно- или двухканальные. В комплект последнего из этих образцов могут входить как основной, так и дополнительный (демонтажный) паяльники, отличающиеся по своей мощности и рабочим температурам.

Иногда один из них имеет функцию быстрой смены рабочего наконечника («жала»), что позволяет пользоваться им для пайки различных видов радиодеталей.

С внешним видом некоторых из моделей паяльных установок можно ознакомиться на фото.

При классификации оборудования этого типа также различают цифровые паяльные станции, в которых управление рабочими режимами пайки осуществляется посредством специальных электронных модулей.

Особый интерес представляет компрессорная паяльная установка, оборудованная специальным нагнетателем воздуха, используемым при работе с феном.

В таких паяльных станциях сфокусированный с помощью специального устройства воздушный поток сначала нагревается в термическом канале, а затем направляется через выходное сопло в зону пайки.

Наличие встроенной системы контроля температуры обеспечивает формирование более равномерной струи горячего воздуха.

Помимо образцов с компрессорной накачкой воздушной струи, выпускают установки турбинного типа, которые по причине своей дороговизны встречаются очень редко и не пользуются потребительским спросом.

Для самодельной паяльной станции необходимо приобрести:

1. Розетку для подключения паяльника.
2. Диммер – устройство для регулирования мощности подключаемых электрических приборов.
3. Набор проводов и метизов для монтажа.
4. Ламинированный ДВП для изготовления корпуса паяльной станции.

Остается разобраться, как сделать несложное устройство, которое поможет в дальнейшей работе. Кажется, что проще некуда.

Чтобы изготовить простую паяльную станцию, нужны обычные паяльники. Мощность первого составляет 100 Вт, второй имеет нагреватель на 40 Вт.

Простое включение без промежуточного блока показывает, что на жале паяльника образуется нагар. Он происходит из-за перегрева жала в процессе нагревания. Нужно устройство, которое ограничит температуру нагрева. Для монтажа деталей на плате достаточно только расплавить припой. Застывая, он надежно соединит детали.

Приобретены основные комплектующие изделия: розетка для внутреннего монтажа; диммер, рассчитанный на 100 Вт.

У диммера имеются монтажные отверстия. Одно предназначено для соединения к общей сети, другое используется для подключения к инструменту.

Из ламинированного ДВП выпиливаются детали для изготовления корпуса. С помощью клеевого пистолета будет произведена сборка корпуса в единую пространственную конструкцию.

Прорезаны необходимые отверстия и производится спайка деталей. Прибор обретает нужный вид.

Нижняя крышка будет отъемной. Устанавливаются специальные клеммы, для винтов.

Остается установить детали внутрь корпуса паяльной станции.

После установки диммера выполняется монтаж розетки.

Устройство собрано. Нужно выполнить тестирование. Для удобства работы требуется градуировка.

Включение при установке диммера на максимальную мощность показывает, что перегрев не устранен. Нужно снижать силу тока, подаваемую на паяльник.

Чтобы градуировать паяльную станцию подключение выполняется через амперметр. Его соединяют последовательно нагрузке. Остается только контролировать значение силы тока, отмечая их на диммере.

Подводя контакт прибора в вилке паяльника, проверяют величину протекающего тока. Наблюдают за нагревом жала.

Для каждого измеренного значения наносят отметки на неподвижном диске диммера. В дальнейшем достаточно будет устанавливать разные режимы, чтобы контролировать работоспособность паяльника.

Градуируется весь неподвижный диск.

Для любого положения поворотного движка нанесены риски. Им соответствует определенная сила тока, а также и мощность, передаваемая на паяльник.

С помощью припоя определенной марки уточняются температурные значения. Каждой мощности соответствует своя температура разогрева жала.

Паяльная станция работает отлично. Припой на жале не выгорает. Он только расплавился.

Изготовлено работоспособное устройство.

Для выполнения более сложных работ требуется более сложная паяльная станция. В ее комплекте будет не только паяльник для тонкого и глубокого монтажа. Для работы с группами контактов нужен фен. Он тоже будет создан в качестве дополнительного инструмента.

Вот такой вид будет иметь блок управления. Цифровой индикатор покажет температуру разогрева жала и воздушного потока. Общий выключать, ручки управления помогут установить нужный режим.

Предусматривается использование паяльника на 24 В. Он приобретается в интернет-магазине. Нужно приспособить его для установки в паяльной станции. Для управления питанием в паяльнике используется шариковый включатель. При определенном положении шарики включают контакт, в другом положении питание отключается.

Выполняется установка включателя в корпус паяльника. Меняя положение шарикового контакта, проверяют его работоспособность. Теперь в определенном положении паяльника он выключится сам.

Подключается блок питания. Теперь контролируется нагрев по показаниям индикатора. С паяльником на 24 В основные работы завершены.

Электрический фен также рассчитан на 24 В. В комплекте к нему имеется схема подключения к блоку питания.

Паяльная станция выполняется по прилагаемым электрическим схемам. Параметры используемых деталей показаны на фото.

По приложенным схемам спаяна плата для управления режимами работы фена. Поворачивая один регулятор, добиваются изменения скорости вращения крыльчаток вентилятора. Другим регулятором меняется величина напряжения на нагревателе.

Передняя панель. Ее только вырезали из текстолита. Остается нанести недостающую информацию.

Внутри корпуса от дисковода выполнен монтаж основных элементов паяльной станции.

На пленке выполнена печать. Сама пленка с информацией крепится на двухстороннем скотче. Теперь передняя панель получает товарный внешний вид.

Производится тестирование рабочих режимов паяльника.

Включается фен. У него в комплекте имеется несколько наконечников. Они различаются по размерам.

Подставив руку, монтажник проверяет нагрев воздушного потока.

На дополнительной стойке будут размещаться инструменты паяльной станции. Зеленая ручка у обычного паяльника на 220 В.

Тестирование паяльника. Выполняется пайка SMD-компонента.

SMD-компонент припаян грамотно. Тонкий монтаж выполняется с помощью тонкого жала

Жало паяльника меняется довольно легко.

Более мощное жало помогает паять толстые провода.

Фен может прогреть площадку достаточно большого размера. Возможен групповой монтаж и демонтаж деталей.

Микросхема через 10 секунд отпаяна.

Тестирование паяльной станции завершено. Она готова к работе.

Паяльная станция помогает мастеру организовать выполнение сложных задач.

Как пользоваться паяльной станцией

Для новичков будет не лишним узнать некоторые особенности работы с паяльными станциями.

Перечислим некоторые из них:

1. Для монтажа или демонтажа крупных деталей проще использовать фен. Так как он охватывает необходимую площадь.
2. Температура нагрева подбирается методом «тыка». Начиная с минимально возможной. К примеру, пасты для монтажа SMD-компонентов имеют меньшую температуру плавления, нежели ПОС-61.
3. Обзаведитесь обыкновенной спиртоканифолью. Пригодится для обезжиривания.
4. Перед монтажом компонентов используйте специальный флюс. Он продаётся в отделах для ремонта сотовых.
5. Очень выручает обыкновенная иголка. Ею можно поддеть перепаиваемые детали и при необходимости их перевернуть.
6. Контактные площадки в обязательном порядке очищаются от припоя.

Работа с паяльной станцией требует определённых навыков.

Получить любую информацию можно также в обучающих видео, в этом вы узнаете о том, как выбрать паяльную станцию.