Самодельный паяльник момент. Виды паяльников и их выбор
Импульсный паяльник "Момент"
На днях достал с чердака свою старую разработку - паяльник "Момент".
(10 лет провалялся он там без дела, неисправный. Времени не хватает катастрофически.) Заменил сгоревшие силовые транзисторы на современные высоковольтные BUT16 (с большим запасом параметров), заменил мощный стабилитрон на транзистор КТ817 со стабилитроном КС210 в базе. Заработал!
Стал искать схему - нет нигде. Нашел только в эмуляторе моего первого компьютера БК0010-11М схему, нарисованную в моем же схемном редакторе SET. Ностальгия!..
Пусть будет такая.
Идея такова. Заменить тяжелый силовой трансформатор в советском паяльнике "Момент" на легкий маленький ферритовый. Для этого рабочую частоту подымаем до 20 кГц.
Задающий генератор собран на двух элементах ИЛИ-НЕ микросхемы 176ЛЕ5. Он вырабатывает импульсы частотой 80 кГц. Далее идет делитель частоты на 4 - два D-триггера микросхемы 176ТМ2. На оставшихся двух элементах ИЛИ-НЕ собран распределитель импульсов для верхнего и нижнего ключей силового полумоста, обеспечивающий "мертвое" время между выключением одного ключа и включением другого. Эти импульсы через драйверы моста на транзисторах КТ315-КТ361 раскачивают первичную обмотку согласующего трансформатора Т1, вторичные обмотки которого управляют силовыми ключами.
Силовые ключи нагружены на первичную обмотку силового трансформатора Т2, вторичная обмотка которого (1 виток медной шины) нагружена на стальную проволоку - жало паяльника.
Обмотка III питает светодиод (у меня это индикатор работы, но теперь можно применить сверхъяркий светодиод для подсветки).
Конденсаторы С3,С4 100 мкФ и выше. Напряжение не менее 160 В. Диоды, параллельные силовым ключам - типа КД226 или современные быстродействующие высоковольтные (более 400 В и 1 А). На силовые ключи прикручены пластинки из дюрали - радиаторы для облегчения охлаждения. В норме они греются очень мало.
Питание слаботочной части - через выпрямитель и параметрический стабилизатор на мощном стабилитроне Д815 (заменен на мощный транзистор и маломощный стабилитрон КС210) и балластном конденсаторе 0.22 мк х 250 В.
Паяльник получился удобный, легкий, компактный. Довольно надежный. Мощность по ощущениям ватт 20-30. Два раза за
все время интенсивного использования вылетал мощный стабилитрон Д815 (пока я не заменил его на мощный транзистор со стабилитроном в базе), один раз вылетели мощные транзисторы (КТ872), поставил силовые транзисторы из компьютерного блока питания, работали гораздо надежнее.
Корпус вырезал из черного полистирола и склеил дихлорэтаном.
Теперь о недостатках. Планировалось применять сменные медные жала из проволоки
1.5 мм. Но тут ошибочка в расчетах. Для медной проволоки слишком высокое напряжение на вторичной обмотке. Поскольку меньше одного витка намотать не получится, надо увеличивать первичку (примерно до 300-400 витков). Я перематывать не стал, а применил стальное жало. По ощущениям пайки оно немножко хуже, зато "вечное".
Второй недостаток - вторичная обмотка весьма неравномерно распределена по магнитопроводу - весьма вероятно локальное насыщение и вылет силовых транзисторов (что у меня, возможно, и происходило с медным жалом). Чтобы
устранить этот недостаток, можно вторичную обмотку намотать 6-8 одиночными витками и соединить (сваркой) эти витки параллельно (или сделать объемный виток, но без токарного станка не обойтись). Тогда будет полное использование магнитопровода, и паяльник станет мощнее.
ID: 2493
Как вам эта статья? |
Известно, что для пайки проводов, радиодеталей или различных металлических конструкций нужен кратковременный нагрев припоя для его расплавления, и разогрев спаиваемых поверхностей проводников до необходимой температуры.
При многократно повторяющейся пайке процесс подготовки деталей к монтажу занимает намного больше времени, чем кратковременное прикосновение разогретого жала к спаиваемым поверхностям.
Очевидно, что в таком случае обычный (заводской или самодельный) паяльник большую часть времени бесполезно простаивает, рассеивая потребляемую энергию. Чтобы сократить бесполезное потребление электроэнергии паяльных инструментов при их простое, был разработан импульсный паяльник,
Промышленный импульсный паяльник
кратковременно включаемый только в момент пайки. Название данный инструмент получил из-за потребления электроэнергии в виде кратковременных импульсов, периодом в несколько секунд , достаточных для разогрева жала и выполнения работы.
Принцип действия
Основное отличие импульсного паяльника заключается в способе нагрева его жала, которое являет собой согнутую дугой медную проволоку, (наподобие буквы «U»), по которой пропускают электрический ток большой силы, необходимый для достижения требуемой температуры.
Разогревающаяся медная проволока в виде жала
Блок питания такого паяльника должен обеспечивать выходное напряжение 1-2 В и ток 25-50 А. До недавнего времени для этих целей активно применялся обычный трансформатор, у которого вторичная обмотка выполнена в виде нескольких витков медной шины относительно большого сечения (в несколько раз большего, чем сечение провода жала, во избежание нагрева самой обмотки во время работы).
Также большим сечением должны обладать токопроводящие шины, выполняющие функцию держателя жала, поэтому помещают в корпус импульсного паяльника, который из-за револьверной ручки напоминает пистолет.
Типичная форма промышленного импульсного паяльника
Но изрядные габариты и ощутимый вес понижающего трансформатора делают неудобной работу с паяльником, поэтому в последнее время стали применяться импульсные блоки питания, которые значительно меньше и легче.
Используемые источники тока для питания импульсных паяльников
Импульсные паяльники имеют такое название ещё и из-за усовершенствования и миниатюризации блоков питания, применяемых в данных инструментах, использующих электронную схему преобразования импульсов напряжения высокой частоты, хотя может использоваться и обычный понижающий трансформатор подходящей мощности.
Поэтому, создавая импульсный паяльник своими руками, нужно решить, какой блок питания будет использоваться – с понижающим трансформатором, или электронный. Преимущество первого варианта состоит в чрезвычайно простой электрической схеме – выводы вторичной обмотки напрямую подключаются к токопроводящим шинам.
Пример самодельного паяльника с понижающим трансформатором
К недостаткам следует отнести габариты и вес прибора, а также ощутимую вибрацию во время работы. К тому же, первичная обмотка очень часто перегорает из-за нестабильного напряжения и частых перегрузок, и невозможно самостоятельно осуществить её перемотку без специального оборудования и соответствующего обмоточного провода.
Поэтому, многие радиолюбители, ремонтируя вышедший из строя импульсный паяльник на базе понижающего трансформатора, используют подходящий электронный блок питания , заменяя вторичную обмотку.
Сгоревший понижающий трансформатор в промышленном паяльнике
Громоздкий трансформатор заменен на миниатюрную электронную плату
Процесс переделки понижающего трансформатора
Изготовляя импульсный паяльник, для его питания можно использовать имеющийся понижающий трансформатор, который может быть с любым типом магнитопровода, главное, чтобы он подходил по мощности в пределах 50-150 Вт.
Первичную сетевую обмотку оставляют без изменений, а вторичную удаляют, разобрав трансформатор. Поскольку для разогрева жала паяльника решающее значение имеет ток, то точным расчётом количества витков можно пренебречь, сосредоточив усилия на достижении максимально возможной площади поперечного сечения обмоточной шины.
Как правило, будет достаточно двух витков медной шины или плетёного гибкого медного провода, сечением 6-10 мм², которые нужно расположить таким образом, чтобы они не замыкались друг с другом и сердечником трансформатора.
Медная шина в виде вторичной обмотки
В случае с использованием медной шины в качестве обмотки, её выводы будут выполнять функции держателя жала.
Продолжение обмотки является держателем жала
Наматывать упругую шину следует осторожно, чтобы не повредить первичную обмотку, после чего её следует проверить на обрыв и замыкание.
Переделка электронного трансформатора
Создавая импульсный паяльник своими руками с «нуля», или используя готовый корпус с держателями, многие радиолюбители применяют в качестве трансформатора имеющийся электронный блок питания для галогенных ламп на 12В, мощностью 50-150Вт, при этом также переделывая вторичную обмотку.
Электронный трансформатор (импульсный блок питания галогенных ламп)
Поскольку никаких других изменений в устройстве не требуется, типичная электрическая принципиальная схема импульсного блока питания приводится лишь в качестве примера, без разбора функций элементов и описания принципа работы.
Импульсный трансформатор на схеме, подлежащий переделке
В данном случае, нужно помнить, что для достижения требуемого напряжения в импульсном трансформаторе требуется не такие большие габариты магнитопровода и меньшее количество витков, поэтому для переделки вторичной обмотки может быть достаточно одного витка.
Один выходной виток на тороидальном магнитопроводе импульсного трансформатора
Если у имеющейся шины или гибкого провода сечение недостаточное, то его можно увеличить путём параллельного подключения витков обмоток.
Подключение выводов параллельных витков к держателю жала
Параллельные витки из гибкого плетеного медного многожильного провода
Поскольку старую вторичную обмотку можно удалить, не разбирая трансформатор, а создать новую можно просто вставив один виток в пустоты между изоляцией и магнитопроводом, процесс переделки импульсного блока питания не является слишком сложным делом даже для начинающего мастера.
Изготовление жала паяльника
В качестве жала паяльника нужно использовать медную проволоку, диаметром 1-2 мм, подсоединив её к держателям при помощи болтовых или имеющихся готовых цанговых соединений.
Болтовые крепления жала на пластинах
Более точно толщина провода определяется опытным путём – по скорости, с которой температура паяльника достигает рабочего диапазона – чем тоньше проволока жала, тем быстрее оно будет разогреваться. Но с другой стороны, слишком большая температура сделает невозможным процесс пайки и приведёт к быстрому износу и даже перегоранию провода.
Увеличивая поперечное сечение проволоки нужно добиться приемлемого времени (4-8 секунд) разогрева жала и недопущения его перегрева. Нужно помнить, что с увеличением площади поперечного сечения проволоки жала растёт потребляемая мощность и нагревание вторичной обмотки трансформатора.
Поэтому, подобрав нужный диаметр провода жала и опробовав самодельный паяльник в работе, осуществив несколько раз процесс пайки, нужно проверить нагрев вторичной обмотки – она не должна сильно нагреваться, а тем более раскаляться – иначе трансформатор может перегреться, что приведёт к перегоранию первичной обмотки и воспламенению изоляции.
Для удобства работы часто подключают лампочку или светодиод, синхронно включающийся и освещающий место пайки.
Яркий светодиод включается синхронно с паяльником, освещая место пайки
Достоинства и недостатки
Подобрав необходимые детали на рынке, или разобрав другие устройства, обладая минимальными навыками в радиоделе, можно собрать такой паяльник своими руками, добавив в свой арсенал инструмент, который будет выгодно отличаться по таким параметрам:
- Экономичность – электроэнергия не используется при простое инструмента;
- Безопасность — в нерабочем состоянии жало всегда холодное , что исключает ожоги кожи, возгорания предметов и проплавление изоляции сетевого шнура при случайном прикосновении;
- Удобство в ремонте – отсутствие нагревательного элемента исключает его перегорание, а изготовление и замена жала намного проще, чем у обычного паяльника, где оно часто застревает.
К недостаткам следует отнести изрядные габариты и ощутимый вес, что требует приложения некоторых физических усилий и вызывает усталость руки после продолжительной работы. Поэтому многие радиолюбители разделяют электронную схему и импульсный трансформатор, делая инструмент легче.
Электронная схема и импульсный трансформатор разделены
Отделенный от схемы трансформатор
Данная идея родилась, после того, как один хороший друг сделал аналогичный паяльник, где был использован ЭТ (электронный трансформатор) для питания галогенных ламп на 12 Вольт. По сути, я ничего нового не придумал, а только собрал аналогичный паяльник с применением более компактного и маломощного электронного трансформатора на 50 ватт. В отличии от ЭТ высокой мощности, трансформатор выполнен на Ш-образном сердечнике, намотать нужную обмотку очень неудобно, поэтому для начала нужно выпаять и разобрать трансформатор.
Обмотка на 12 Вольт состоит из 8-10 витков провода 0,8-1мм, нам нужно отмотать эту обмотку и мотать новую.
Силовая обмотка состоит всего из одного витка, намотка делается шиной с сечением 5-6 мм. В моем случае в качестве шины использовался экран от телевизионного кабеля.
После намотки обмотке нужно предать некую стойкость. Для этого с боковых сторон сердечника вставлены кусочки картона.
Ранее у меня имелся немецкий паяльник в виде пистолета. Основа работы такого паяльника та же, что и у импульсного, только в нем применен сетевой трансформатор. Работать этим паяльником крайне неудобно из-за большого веса, а при долговременном включении трансформатор перегревается очень сильно (однажды даже перегорела сетевая обмотка, пришлось мотать самому).
В нашей же схеме нет таких недостатков, даже без теплоотводов тепловыделение на ключах незначительное.
Концы шины попросту запаяны к держателю жала, тепловыделения тут практически нет, значит припой будет держаться.
Плату электронного трансформатора укрепил с помощью обычного силикона, никаких дополнительных примочек и приспособлений не использовал.
Схема таких ЭТ стандартная - полумостовой инвертор, в отличии от схем производителя Taschibra, этот блок достаточно стабилен, тут нет отдельного трансформатора ОС, а базовые обмотки ключей намотаны на основном трансформаторе. Схему смотрим ниже.
В ходе работы обмотка не греется, но при долговременном включение теплота передается от жала к обмотке.
Паяльник получился достаточно легким, жало греется всего за 5-6 секунд.Его можно использовать для монтажных работ, но для более масштабных дел (лужение плат и т.п.) такой паяльник не самый лучший вариант.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
VT1, VT2 | Биполярный транзистор | MJE13003 | 2 | Поиск в Чип и Дип | В блокнот | |
Выпрямительный диод | 1N4007 | 4 | Поиск в Чип и Дип | В блокнот | ||
VD1, VD2 | Выпрямительный диод |
Паяльник своими руками является неплохой альтернативой дорогим магазинным аналогам. Правильно сконструированное изделие справится со всеми задачами, с которыми вы можете столкнуться в повседневной жизнедеятельности (восстановление отлетевших контактов, пайка проводов при их удлинении и т.п.).
Рисунок 1. Схема устройства простого паяльника.
На современном рынке электроинструментов паяльники представлены в широком ассортименте. Это могут быть как отечественные, так и зарубежные модели, которые отличаются между собой не только стоимостью, но также конструкцией и принципом действия. Поэтому, перед тем как приступить к сборке самодельного паяльника, необходимо рассмотреть классификацию данного инструмента и разобраться в принципе функционирования каждого вида. Обладая этими знаниями, вы сможете смастерить функциональное изделие, с которым будет работать не только удобно, но и безопасно.
Разновидности бытовых паяльников
Паяльник – это электрический инструмент, который предназначен для соединения между собой металлических элементов с помощью припоя. В качестве припоя используются металлические сплавы на основе меди, олова, свинца и т.п.
Самый простой паяльник состоит из следующих элементов (рис. 1):
Рисунок 2. Схема мини-паяльника с нихромовым нагревательным элементом.
- жало;
- стержень;
- нагреватель;
- корпус;
- ручка;
- электрошнур с вилкой.
Стержень и жало изготавливаются из красной меди. Это обусловлено тем, что данный материал имеет высокую теплопроводность, благодаря чему тепло от нагревательного элемента (нихромной спиралевидной нити) беспрепятственно передается припою, в результате и осуществляется пайка металла.
Кроме инструмента со спиралевидным нагревательным элементом (ЭПСН), также существуют и другие виды паяльников, среди которых наиболее популярными являются:
- Индукционный. Принцип его функционирования основан на индукторном элементе. Вокруг ферромагнитного сердечника с помощью катушки индуктивности образуется магнитное поле, которое приводит к нагреву наконечника.
- Керамический. В этом инструменте рабочим элементом выступает керамический стержень, который нагревается при подведении к нему электрического тока. Изделия из керамики характеризуются высокой эффективностью, быстрым разогревом жала, возможностью регулировки выходной температуры и долговечностью.
- Импульсный. Такой паяльник внешне напоминает пистолет, который включается в работу посредством удержания в нажатом положении пусковой кнопки. К основному преимуществу импульсного инструмента следует отнести практически мгновенный разогрев жала (в течение 4-6 с).
- Аккумуляторный. В качестве источника питания применяется аккумулятор. Мощность подобного изделия составляет около 16 Вт, поэтому им можно паять только несложные электронные элементы.
Мини-паяльник своими руками
Рисунок 3. Импульсный паяльник предназначен для выполнения несложных работ по сборке электронных микросхем.
Чтобы сделать самому миниатюрный паяльник для работы с микросхемами, необходимо приготовить следующие инструменты и материалы:
- источник питания напряжением 12 В или трансформатор;
- источник тепла (газовая или электрическая печь);
- нихромовая проволока толщиной 0,2 мм и длиной 30-35 см;
- медная проволока с сечением 1,5 мм и длиной 3,5-4,5 см;
- металлическая трубка;
- пластмассовая рукоятка;
- электрический шнур с вилкой;
- медная фольга;
- силикатный клей;
- тальк.
Схема мини-паяльника с нихромовым нагревательным элементом показана на рис. 2. Первым делом из медной проволоки изготавливается жало. Для этого один ее конец с помощью напильника затачивается под удобную форму (двусторонний угол или конус). Обработанные участки следует залудить.
Затем из силикатного клея и талька замешивается изолирующий раствор. Далее жало будущего паяльника необходимо обернуть медной фольгой. При этом рабочая часть изделия (около 1,0-1,5 см) должна быть открытой. Поверх фольги укладывается тонкий слой приготовленной электроизоляционной смеси и высушивается при температуре 120-140°C.
Рисунок 4. Электрическая схема самодельного импульсного паяльника.
На следующем этапе производится наматывание нихромовой проволоки. Витки должны быть плотными, длина прямого конца должна составлять около 3 см, а заворотного – 6 см. Затем изделие еще раз покрывается приготовленным раствором и высушивается при той же температуре.
Длинный конец проволоки укладывается на металлическую трубку так, чтобы между ним и меньшим концом было максимальное расстояние. После этого осуществляется последняя обработка изолирующим раствором и его запекание. Нагревательный элемент с жалом готов.
На последнем этапе сквозь рукоятку протягивается питающий шнур, к которому подсоединяются торчащие концы нихромовой проволоки. Оголенные места следует заизолировать оставшейся смесью. Для защиты рук от ожогов на нагревательный элемент можно надеть специальный кожух из термоизоляционного материала. Подключать такой самодельный паяльник нужно через понижающий трансформатор или источник питания, выдающий 12 В.
Сборка импульсного паяльника
Импульсный паяльник своими руками предназначен для выполнения несложных работ по сборке электронных микросхем. Рабочий элемент в нем, как и в первом примере, представляет собой медную проволоку, нагрев которой осуществляется с помощью импульсного электрического тока небольшого напряжения (рис. 3).
Перед тем как сделать паяльник импульсного типа, нужно приготовить такие инструменты и материалы:
- тестер;
- плоскогубцы, кусачки, напильник;
- электронный трансформатор;
- медную проволоку толщиной 1,5 мм;
- медную проволоку диаметром 1,0 мм;
- светодиод;
- кнопку включения/выключения;
- диэлектрическую стойку;
- изоляционный корпус.
Электрическая схема самодельного импульсного паяльника представлена на рис. 4. Основным элементом данного инструмента является электронный трансформатор, за основу которого можно взять импульсный блок питания мощностью 40 Вт, установленный в лампах дневного света. В этом блоке следует удалить вторичную обмотку трансформатора, а затем с помощью медной проволоки толщиной 1,0 мм сделать 1-2 витка вокруг сердечника.
После этого измененный трансформатор монтируется в заранее подготовленный корпус в виде пистолета. В качестве курка будет выступать кнопка включения/выключения инструмента. На месте ствола устанавливается диэлектрическая стойка с медным жалом на конце в виде петли. Рабочий элемент подсоединяется к концам намотанной на трансформатор проволоки. При нажатии на пусковую кнопку происходит замыкание цепи, в результате чего медное жало нагревается. Для визуализации работы паяльника его дополнительно можно оборудовать светодиодом.
В изготовлении паяльника своими руками нет ничего сложного, поэтому с предстоящими работами сможет справиться каждый. Не забывайте, что данное изделие работает от электричества. Поэтому в процессе работ соблюдайте все правила электробезопасности, что убережет вас от травмирования, а инструмент – от преждевременного выхода из строя.
Стандартный паяльник имеет нагревающее устройство, которое состоит из проволоки из нихрома. Теплота от этой проволоки выделяется на наконечник из меди. Даже в домашних условиях легко . Единственный минус его заключается в том, что надо долго ждать, пока он нагреется до нужной температуры. Но в импульсном паяльнике такой недостаток отсутствует. Такое наименование он получил потому, что его жало нагревается примерно за 5 секунд и даже быстрее. Чаще всего жало паяльника изготавливается из кусочка изогнутой меди, которая имеет диаметр в 1 или 2 миллиметра.
Жало импульсного паяльника нагревается всего за 5 секунд.
Импульсный паяльник и его изготовление своими руками
Схема, по которой он устроен, гораздо сложнее обычного. Чтобы изготовить такой паяльник своими руками, нужен трансформатор электронного типа. К нему подключается несколько галогеновых ламп, которые имеют выходное напряжение 12 вольт. Затем этому трансформатору нужна доработка. Ее суть в том, что требуется удаление вторичной обмотки и дополнительная намотка в виде 1-2 витков провода из меди толщиной в 1 миллиметр. Готовую, уже измененную обмотку помещают под корпус, который с виду похож на пистолет с курком. С помощью этого курка будет включаться устройство для пайки. Еще одно изменение – на место, где находится ствол полученного пистолета, помещается стойка диэлектрического типа, с прикрепленной к ней скобе из меди, которая получила название «жало». Такая скоба похожа на медицинский пинцет, с напряжением, которое подводится к его краям через выключатель с кнопкой. Чтобы модифицировать полученный инструмент, к нему подключается лампочка светодиодного типа.
С помощью светильного прибора будет гораздо легче паять. Во время использования такого инструмента нужно быть внимательным к одной вещи. Не стоит держать слишком долго в положении “включено” жало, в котором идет нагрев. Это поможет избежать поломки его электросхемы.
Составляющие импульсного паяльника:
- трансформатор электронного типа;
- галогеновые лампочки;
- наконечник из меди;
- светодиоды.
Вернуться к оглавлению
Самостоятельное изготовление микросхемного паяльника
Отличие микросхемных паяльников от устройств иного типа состоит в том, что в нем допуск к перегреву его электронной составляющей напрочь отсутствует.
Единственное, необходимо присутствие специальных приспособлений для защиты, которые оберегают микросхемы от поломки. В таких паяльниках устройство, которое выступает в роли блока для питания, лучше всего применять следующее. Оно должно иметь регулируемое напряжение выхода, имеющее величину от 0 до 15 вольт. Элемент, который будет вызывать нагревание, может быть резистором МЛТ, имеющим номинал порядка 8 Ом и мощность 0,5 Ватт, иногда для этого используют ультразвук.
Чтобы сделать такой резистор, нужно удалить одну ногу и в месте, где она крепится, сделать отверстие (с помощью сверления), имеющее толщину 1,1 миллиметр. Чтобы сохранить безопасность, нужно куском слюды создать защиту его торца от прикосновения с внутренней полостью чаши резистора, когда вставляется жало. Таким образом получается паяльник для микросхем. Уже “модифицированный” паяльник лучше всего прикрепить на торце его корпуса любой поломанной ручкой, в которой закончился стержень. Это делается с помощью специального текстолита, имеющего две стороны, или монтажной планочкой. Благодаря этому напряжение на нагреватель резисторного типа выдает подачу от блока для питания. Инструмент готов.
Составляющие микросхемного аналога:
- резистор (блок питания);
- средства для защиты от поломки;
- корпус из шариковой ручки;
- светодиоды.
Таким образом, учитывая все вышеописанное, можно в домашних условиях изготовить паяльник своими руками, как и импульсный, так и для микросхем.