Предлагаю вашему вниманию легкую в воспроизведении цифровую паяльную станцию, стоимость сборки которой составит примерно 7 долларов (не считая источника питания). Эта паяльная станция основана на Arduino Nano, что делает процесс сборки более простым, так как нет необходимости в программаторе или различных переходниках. Схема устройства проста и не требует сложной наладки, что значительно упрощает ее воспроизведение.
Компактный термофен своими руками
Для многих задач полноценный термофен оказывается чересчур громоздким. В таких случаях подойдут самодельные фены с узким соплом. Эти устройства идеальны для выполнения тонких задач, таких как установка термоусадочной трубки, точечное нагревание пластика, сушка двухкомпонентного клея и другие. Создание такого устройства требует минимальных усилий и не занимает много времени.
Материалы для изготовления термофена:
- нагревательный элемент для паяльника мощностью 80 Вт — http://alii.pub/5nsc3l
Шаг 1: Необходимые материалы
- паяльник
- силиконовая трубка для аквариумов
- аквариумный насос
- металлическая мочалка для мытья посуды
- набор ручек
- отвертка
- ножницы
- гравер
Силиконовые трубки часто находят применение в авиамоделизме, поскольку их стоимость невысока, а покупать их можно как в специализированных магазинах, так и через интернет.
Шаг 3: Создание теплообменника
Для эффективного нагрева воздуха нужно обеспечить большую площадь теплообмена. Я планировал изготовить теплообменник из меди, так как этот материал обеспечивает лучшую теплопроводность. Однако в магазине я нашел только металлические мочалки из нержавеющей стали. Чтобы создать теплообменник, нужно вставить несколько полосок металла внутрь нагревательного элемента, при этом не следует сильно утрамбовывать полоски, так как через них должен свободно проходить воздух. Можно попробовать продувку для проверки их проходимости.
Примечание: нержавеющая сталь может воспламеняться, поэтому при наличии возможности лучше воспользоваться медными полосками, имеющими аналогичные тепловые характеристики.
Инструменты и материалы
Если вы решили самостоятельно собрать фен для пайки горячим воздухом, следует помнить, что можно использовать любое устройство вторичного пользования. Например, подойдет трубка из стали, но медь и алюминий не рекомендуется использовать, так как любое нагревание делает такие металлы слишком горячими, а сама конструкция может быть лишне тяжелой. Дело в том, что чем массивнее прибор, тем сложнее с ним работать. Чтобы избежать этого, можно применять жаропрочные ткани.
Паяльный фен может быть стационарным. В этом случае он надежно фиксируется на специальной подставке, а плата перемещается вручную во время выполнения работ. Однако это не всегда удобно. Применение старого фена для сушки волос является отличным вариантом для преобразования его в паяльный фен, так как в его конструкции используются слюдяные пластины, которые способны выдерживать высокие температуры. Однако стоит заранее убедиться, что такая конструкция обладает прочной подставкой, способной выдерживать высокий вес.
Для производства нагревательных спиралей лучше выбирать мягкий нихром, так как использование фехраля нежелательно.
Мощность устройства также критически важна, так как недостаточный нагрев не позволит расплавить металл. Однако и перегрев может быть опасен, так как это может привести к повреждению всей схемы. Паяльный фен отлично подходит для расплавления или размягчения пластика, тонкого металла и олова. Обработка происходит за счет обдува разогреваемой спирали: воздух нагревается, а затем передает свою теплоту обрабатываемой поверхности.
Конструкция паяльного фена состоит из нагревательного элемента, нагнетателя воздуха, выключателя и управляющей ручки. Нагревательным элементом в данном случае является трубка, а нагнетатель – это вентилятор или насос. Кроме того, фен можно дополнительно оснастить датчиком температуры (контроллером), даже с цифровой индикацией, а также различными насадками по мере необходимости.
Процесс изготовления
Самодельный термофен можно собрать не только из стандартного бытового устройства, но и из традиционного паяльника, в частности из его корпуса. Для этого нужно с большой осторожностью извлечь внутренние компоненты паяльника, оставив в целостности лишь металлическую трубку-корпус и ручку. Кроме того, вам также потребуется галогенная лампа мощностью от 1,5 до 2,2 кВт. Она станет кварцевым изолятором, и для этой цели подойдет даже перегоревшая лампа.
С помощью алмазного станка производится срезка сплюснутых краев лампы, после чего получается кварцевая трубка. На одном из концов трубки делается отверстие для установки нагревателя. Нагревательным элементом в таком случае будет нихром необходимой толщины – от 0,3 до 0,7 мм. Использование нихрома большего диаметра приведет к увеличению времени охлаждения провода. Для надежной работы устройства необходимо иметь регулятор.
Рекомендуемый диапазон напряжения для термофена составляет от 24 до 36 Вольт. Меньшее значение, например, 12 Вольт, не позволит обеспечить нужную мощность. При этом высокое напряжение может являться опасным.
Сборка термофена (или мини-фена, в зависимости от габаритов) осуществляется следующим образом:
- формируется спираль – это необходимо сделать самостоятельно;
- внутрь спирали помещается кварцевая трубка – эта работа требует аккуратности, а конец трубы необходимо удлинить при помощи провода;
- чтобы температура не превышала допустимые значения, трубка обматывается фольгой;
- фольгированную трубку нужно зафиксировать с металлической обоймой корпуса, после чего аккуратно закрепить провод с той стороны, где находится ручка;
- трубка дополнительно обматывается асбестовым шнуром, что поможет зафиксировать её в центре корпуса без свободного перемещения;
- вывод трубки спереди нужно аккуратно зажать, чтобы не повредить его;
- последним шагом является протягивание шланга в ручку, через который будет подаваться воздух. В этой ситуации источником воздуха станет компрессор, схожий с аквариумным.
Ошибка заключается в том, что для сборки термофена достаточно использовать лишь нагреватель и вентилятор. На самом деле, для расплавления, например, олова, требуется более мощная установка, а упомянутые компоненты не могут справиться с задачей. Понижать обороты мотора для увеличения нагрева также небезопасно, как и уменьшать диаметр отверстия. Первое может привести к перегреву спирали, что приведет к её отключению или перелому, а второе может спровоцировать плавление самой конструкции.
Как сделать фен для пайки своими руками
Недавно, когда я занимался ремонтом аппаратуры, у меня возникла неизменная необходимость в термофене для замены компонентов SMD на плата. После того как я немного поискал информацию в интернете, встретил магазин, где продавался термофен 858, но его цена оказалась слишком высокой для моего бюджета, поэтому я решил ограничиться покупкой лишь ручки за 8 долларов! Блок управления я планировал собрать самостоятельно на базе Arduino.
Ручка поставляется с восемью проводами:
- серый и белый провода – это нагреватель, который работает от 220 В переменного тока;
- синий и коричневый провода – для вентилятора постоянного тока 24 В, синий провод является плюсом, коричневый – землей;
- зеленый и желтый провода – геркон, зеленый служит плюсом, желтый – землей;
- красный и черный провода – для термопары, красный является плюсом, черный – землей.
Управление нагревом ручки термофена
Цель на самом деле проста: осуществлять включение и выключение нагрева с использованием логической команды 5 В.
Однако простое выполнение этого действия с 220 В переменного тока невозможно. Простое решение данной проблемы — использование симистора и оптопары.
Симистр выполняет схожую функцию с реле, но он не имеет механических контактов и управляется оптопарой для защиты остальных элементов цепи.
Я применил оптопару MOC3063 и симистр BTA140-800
Управление вентилятором. Вентилятор работает на 24 В постоянного тока, поэтому его необходимо включать всегда, когда фен находится в горячем состоянии.
Здесь все довольно просто, есть две команды:
- включение вентилятора с использованием Arduino;
- вторая команда предназначена для контроля скорости вентилятора.
Примечание: комплектующие не самые лучшие, я брал то, что было в наличии, но всё функционирует отлично!
Все процессы управляются с помощью Arduino Nano. Для измерения температуры я использовал модуль с MAX6675, который подключается напрямую к термопаре ручки.
Подключение MAX6675 осуществляется через SPI, а библиотека для работы с ним достаточно проста в использовании.
Для управления температурой я установил две кнопки и ЖК-дисплей. ЖК-дисплей управляется по I2C, возможно, это немного излишество, но у меня был только такой дисплей, вот я и решил его использовать!
Чтобы визуально отобразить рабочий процесс, я установил светодиод, который загорается при включении нагревателя.
Мой код наиболее простой из возможных:
В первую очередь: на данный момент я не использую геркон, поэтому фен постоянно включен, даже когда ручка не находится в рабочем положении!
Программа работает по простому принципу: считываем температуру, если она ниже установленной, включаем нагреватель, а как только достигается нужная температура, выключаем его!
Температуру можно выставить с помощью двух кнопок.
Конечно, это не идеально, но я считаю, что это будет хорошей отправной точкой для всех новичков в электронике.
Дополнительные файлы к статье можно найти здесь.
Связанные статьи
Термофен для пайки микросхем своими руками
Современному радиолюбителю или электронщику просто необходимо в arsenale, помимо обычного паяльника, иметь и паяльный фен. С его помощью не только просто сварить полупроводники, но и паять микросхемы, что требует наличия такого оборудования. Однако проблема заключается в том, что заводские приборы зачастую имеют достаточно высокую стоимость, поэтому людям, которые занимаются данным занятием на хобби, подобные траты являются лишними. Поэтому смысл в том, чтобы сделать термофен для пайки микросхем своими руками, практически из подручных материалов.
Несмотря на наличие множества моделей фенов, все они имеют однотипное строение и функционирование. Любой фен, в том числе и бытовой для сушки волос, работает по аналогичной принципу. Различие только в том, что у последнего температура потока воздуха значительно ниже.
В остальном вся аппаратура имеет практически идентичную конструкцию, в которую входят:
- Корпус.
- Нагревательный элемент.
- Вентилятор, который нагнетает поток воздуха.
Как видно, устройство паяльного фена довольно простое, что позволяет создавать его самостоятельно в условиях домашней мастерской, что значительно сокращает финансовые издержки. В то время как профессионалы, работающие с подобными устройствами на постоянной основе, могут позволить себе приобретение заводских моделей или даже паяльных станций, любителям, занимающимся радиоэлектроникой время от времени, лучше немного сэкономить. Самодельный фен для пайки станет отличной альтернативой.
При создании такой конструкции необходимо учитывать, что температура выходящего воздуха может достигать 850 градусов Цельсия, что значительно превышает показатели бытового фена для сушки волос. Поэтому важно, чтобы корпус и ручка устройства были изготовлены из термостойких материалов и обладали низкой теплопроводимостью, чтобы не получить ожоги при использовании. Можно сделать и стационарную версию, но она менее удобна, поскольку в таком случае потребуется подносить плату к устройству, что не всегда практично.
Одной из основных трудностей при создании самодельного паяльного фена является необходимость самого нагревающего элемента, так как его невозможно извлечь из какого-либо аналогичного устройства. Поэтому необходимо будет создать этот элемент самостоятельно. Для этого потребуется нихромовая проволока с сечением от 0,4 до 0,8 мм, из которой нужно смотать спираль с диаметром от 4 до 8 мм. Полученную спираль следует обмотать термостойким материалом. Наилучший вариант – использование кварцевой или фарфоровой трубки, например, корпуса от резисторов, детали старого галогенного лампы или от старого фена.
В качестве нагнетателя воздуха при производстве паяльного фена можно использовать любой бытовой вентилятор, мощный вентилятор от сломанного фена или аквариумный компрессор.
Также не следует забывать о безопасности. Учитывая, что фен для пайки работает от электричества, необходимо заботиться о безопасном источнике питания. Конечно, можно запитать устройство и от розетки с напряжением 220 В, однако, умельцы советуют использовать источники с напряжением от 24 до 36 В, что более безопасно, особенно в случае возникновения утечки на корпус устройства. Оптимальным вариантом станет блок питания на 24 В.
Изготовление прибора своими руками
Фен для пайки микросхем должен сочетать в себе удобство, безопасность и экономию. Поэтому предпочтительно использовать доступные подручные материалы. К тому же к конструкции не предъявляется особых требований по эстетике, что позволяет заниматься творчеством. Главное, чтобы окончательное изделие соответствовало техническим требованиям.
Основные требования к таким устройствам практически сводятся к нескольким пунктам:
Температура. Для пайки микросхем и прочих мелких деталей будет достаточно температуры 600 градусов Цельсия. Однако для работы с серебром или алюминием температура должна превышать 800 градусов. Тем не менее, такие работы проводятся довольно редко, поэтому вполне достаточно и 600.- Мощность. Здесь тоже многое зависит от предполагаемого типа работы. К примеру, для простой выпайки сгоревшей микросхемы или диода будет достаточно устройства мощностью в 75 Вт. Но для работы с процессорами или более сложными компонентами требуется устройство мощностью не менее 100 Вт.
Толщина спирали. Учитывая, что фен для пайки должен быть компактным, толщину спирали выбирают в пределах 0,4—0,5 мм. Это обеспечивает хорошую устойчивость формы и требует низкого потребления тока. Большое сечение может вести себя хорошо, но для этого потребуется большой ток, что станет неудобным в использовании.- Напряжение. В комплектации самодельного паяльного фена предполагается использование блока питания на 24 В, что является оптимальным и безопасным решением. Используя меньшее напряжение, достичь необходимой мощности не получится. При этом спираль должна иметь сопротивление около 6 Ом для указанного напряжения.
Порядок выполнения работы
Сначала необходимо отрезать нужную длину нихромовой проволоки и намотать её в виде спирали на керамическую трубку диаметром около 5 мм. Следует отметить, что предварительная намотка проволоки на плоской поверхности позволит значительно увеличить теплообмен, что очень желательно.
Воздуховод можно изготовить из любого термостойкого материала, для этой задачи отлично подойдет отрезок метельной трубки. Корпус нагревателя можно сделать даже из подручных аккумуляторов или батареек, главное, чтобы внутри не осталось электролита. Чтобы спираль нагревателя не соприкасалась со стенками корпуса, внутрь помещают слюду от старого паяльника или стеклоткань, то есть, любое негорючее и одновременно токоизолирующее вещество.
Сопло, выходящее на поток горячего воздуха, рекомендуется оснастить отверстием размером 4—5 мм, что поможет достичь необходимого качества потока. Для этой цели подойдёт втулка от патрона потолочной лампы.
