Стабилизатор температуры жала паяльника без датчика температуры

Зачем нужен регулятор температуры?

Схема регулятора температуры

Температурный регулятор, а если точнее, то регулятор мощности, нужен для поддержания определённого температурного режима на жале паяльника. Это нужно для того, чтобы регулировать и подбирать подходящую температуру для припоя, — t плавления у разных сплавов отличается.

Также регулятор поможет бороться с перекаливанием жала паяльник. Напряжение в нашей электросети варьируется в большом диапазоне, — утром паяльник жжёт, а вечером почти не греет. Так если происходит чрезмерный нагрев, то жало быстро “перегорает”, т.е. его приходится чаще править, — зачищать и заново лудить.

Схемы регуляторов

Регулятор для паяльника может быть собран по двум схемам: диммерной и ступенчатой.

Диммерная

Диммерная схема включает в себя один регулятор (диммер), подключенный к разрыву сетевого кабеля устройства.

Ступенчатая

Собираемый своими руками регулятор мощности для паяльника по ступенчатой схеме подразумевает монтаж дополнительного контроллера в пластиковом корпусе.

Разновидности паяльников с регулировкой температуры

Все современные устройства, применяемые как отдельные электроинструменты, так и в составе паяльных станций, в зависимости от вида нагревательного элемента и способа нагрева жала, подразделяются на импульсные, устройства с нихромовым и керамическим нагревателем.

Импульсный паяльник

Такой паяльник представляет собой устройство, работающее от сети, при этом понижающее сетевое напряжение, но увеличивающее частоту тока. Работает такое устройство не все время, только во время нажатия кнопки на рукояти. Благодаря этому, оно экономичнее аналогов других видов, позволяет выполнять пайку очень мелких и деликатных радиодеталей.

С нихромовым нагревателем

Классический нихромовый нагревательный элемент такого устройства представляет собой металлическую трубку с намотанными на нее стеклотканью, слюдой и многочисленными витками тонкой нихромовой проволоки. При нагреве проволока, обладающая большим сопротивлением, разогревает трубку со вставленным в нее медным жалом.

С керамическим нагревателем

В таких устройствах жало одевают на трубчатый керамический нагревательный элемент, обладающий электропроводностью и большим сопротивлением. При прохождении тока эта керамическая трубка почти мгновенно разогревается, обеспечивая максимально быстрый нагрев установленного на ней жала.

Теперь главное. А зачем это все нужно, что это дает? Простой регулятор тока никак не обеспечивает стабилизацию. Если совсем мало, чтобы естественного охлаждения хватало, чтобы паяльник не перегревался, то при пайке будет явно не хватать мощности.

Если нормально при пайке, то при простое будет перегрев. Неизбежно.

Это сказывается очень сильно. Например мои китайские жала, которые шли вместе с паяльником (медные, кстати) таяли просто на глазах. Особенно жалко плоское. Топориком.

Кроме того, при перегреве и длительном простое обгорает кончик и порой его становится крайне сложно облудить. Естественно окисляется припой и превращается в серо-черную кашу. И прежде чем паять вам придется чистить кончик каждый раз. Словом сильно сокращается жизнь жала и комфортность пайки.

Доработанный таким образом паяльник приобретает черты паяльников совсем другой ценовой категории и качества. Фактически это паяльная станция.

Еще один аспект который проверил для себя. Иногда выпаиваю детали двумя паяльниками. Поскольку таких паяльников у меня теперь два, то имело смысл проверить, а не возникает ли между ними разности потенциалов, губительной для извлекаемой детали.

Измерение вольтметром показали нули на диапазоне 20 вольт постоянки и 200 вольт переменки. Одну из сетевых вилок переворачивал. Возможно просто качественная керамика в нагревателях. Правда стоит иметь в виду, в первом переделанном паяльнике вместо ИП на стабилитронах стоит китайский маленький ИБП на 12 вольт (не нашел тогда мощных стабилитронов). Возможно причина еще в этом.

Ну и почему именно такие паяльники особенно интересны для этой переделки.

В обычном режиме он быстро перегревается. А это говорит об избыточной температуре нагревателя. И избыточной мощности. Он имеет керамический нагреватель с достаточно большим сопротивлением и сильным изменением сопротивления при нагреве, что позволяет точнее отслеживать температуру.

Следовательно, после переделки он будет очень быстро нагреваться, так как напряжение подается не после диммера, в урезанном виде, а полное напряжение сети.

По этой же причине он будет быстрее восстанавливать температуру после интенсивного отбора тепла при пайке массивных деталей.

Материалы для изготовления паяльника

После первого взгляда на фото с изображением материалов может показаться, что перед фотоаппаратом вытряхнули и аккуратно разложили содержимое мусорной корзины. Да, паяльник, описанный в данной статье, сделан из такого вот «мусора».

С выбором материала для ручки особо мудрить не пришлось. Ручка паяльника

изготовлена из древесины. Это легкодоступный материал, который и обрабатывается легко, достаточно прочен, и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.

Жесть от консервной банки использована для изготовления корпуса паяльника

. Это мягкая листовая сталь, которая легко режется и гнётся, и, в то же время, свёрнутая в трубку обладает достаточной для
миниатюрного паяльника
прочностью. Настоятельно рекомендую жесть от сгущённого молока — она не имеет полимерных покрытий, что важно для нашего случая. Жесть, покрытая снаружи лаком, как у рыбных консервов, или изнутри чем-то белым, как у разных там горошков-кукуруз, не годится из-за этого самого покрытия. Оно начнёт при высокой температуре выделять ненужные нам продукты горения. Особо хочу подчеркнуть, что в магазине нужно покупать не «сгущёнку», а именно молоко цельное сгущённое с сахаром. Не буду здесь описывать разницу — это к теме не относится, но разница между этими продуктами есть, и качество жести тоже может быть разным.

Следующим по списку у нас идёт силикатный клей

. Это очень интересное вещество. Оно не содержит органики, не ядовито, не опасно для кожи — можно работать без перчаток. После высыхания превращается в стекло — вещество, которое легко выдерживает высокую температуру (для паяльника более чем достаточную) и в то же время не проводит электрический ток. При добавлении термостойкого волокна образует композит, обладающий ещё и высокой механической прочностью. Что нам и требуется в качестве изоляции при
изготовлении нагревателя
.

Силикатный клей во времена СССР можно было купить в любом книжном магазине. Это был самый популярный клей для бумаги и картона. Но, надо признать, для бумаги он не очень хорош. Видимо поэтому сейчас его в продаже встретить не так-то просто. Силикатный клей почти полностью вытеснен более современными клеями для бумаги. А жаль, ведь он незаменим при изготовлении паяльника

. Но всё-таки он до сих пор встречается в продаже. Флакон клея, изображённый на фото среди прочих материалов, куплен в 2016 году за символическую цену. Рублей за пятнадцать. Признаюсь, увидев его в газетном киоске, расположенном на территории продуктового магазина, я сразу подумал о новом
самодельном паяльнике
, в котором будут собраны воедино все накопленные лучшие технологические решения. Продавец как-то странно посмотрела на меня, явно не одобряя выбор. Хотела предложить клей более качественный. Но я заверил её, что
силикатный клей
отечественного производства для некоторых случаев бывает просто незаменим. Против такого мощного аргумента ей возразить было нечего, и выгодная сделка состоялась.

Добавлю, что в продаже сейчас много китайского клея для бумаги, и, вроде бы, тоже силикатного. Но я не пробовал его использовать, так как очень сомневаюсь в его составе. Скорее всего, в нём содержится большой процент примесей, делающих клей более подходящим для бумаги, но абсолютно непригодным для изготовления высокотемпературного композита

. Эти возможные примеси при нагреве могут начать химически разрушаться с выделением ядовитых веществ. Возможно и значительное снижение прочности изделия. Поэтому для меня при покупке важным было то, что это клей отечественного производства, притом очень дешёвый, а значит, представляющий собой всего лишь
жидкое стекло
без каких-либо добавок.

Тонкая стальная проволока используется для обвязки жестяного корпуса, что позволяет закрепить в нём нагреватель, а также создать «резьбу» под ручку — простое, но очень эффективное решение. Помимо этого два отрезка стальной проволоки требуются для изготовления выводов нагревателя.

Потребуется мягкая листовая сталь толщиной около 0,5 мм. Небольшой прямоугольник сворачивается в цилиндр, который затем вставляется в корпус со стороны присоединения ручки и обеспечивает в этом месте необходимую прочность. Листовое оцинкованное железо продаётся в магазинах стройматериалов. Это мягкая сталь, вроде той, что используется в консервных банках. Она тоже легко режется и гнётся, но гораздо толще консервной, и поэтому детали из неё прочнее. Дефицитом не является, но в магазинах продают только большие листы. Одного такого листа хватит на тысячу паяльников. Впрочем, материал хорош для многих применений. Его в любом случае нужно иметь в домашнем хозяйстве.

Для изготовления нагревателя

также потребуется
проволока из сплава с высоким удельным сопротивлением
. Добыть такую проволоку можно разными способами. В описываемом случае проволока взята из проволочного подстроечного резистора, который когда-то был выпаян из цветного телевизора отечественного производства. Чтобы её выровнять, проволоку можно протянуть о край стола. Необходимо оценить толщину проволоки, её длину и сопротивление. Высокая точность в данном случае не требуется. Просто имейте в виду, что очень тонкая проволока снижает надёжность паяльника из-за риска перегорания. Толстую проволоку будет труднее наматывать, да и толщина изделия будет увеличена. С сопротивлением проволоки (а, следовательно, и с
напряжением питания паяльника
) точно угадать сложно — неизвестно, сколько её уйдет на нагреватель. Проще сделать приблизительный вариант, а когда паяльник будет готов, подобрать напряжение для достижения необходимой мощности. Но слишком большие ошибки с сопротивлением нагревателя приведут к тому, что либо очень большой ток придётся подводить к нагревателю, что повышает требования к проводам и электрическим соединениям, либо делать источник питания с очень «специфическим» напряжением, например вольт на 50. Впрочем питание от 50 В при завышенном сопротивлении нагревателя гораздо лучше и надёжнее, чем неоправданно большой ток — при заниженном.

Для изготовления жала

отлично подходит толстый обмоточный провод диаметром от 1 до 2 мм. Вы можете отложить прозапас целый моток такого провода, как расходный материал, и в дальнейшем, по мере износа, изготавливать новые жала.
Конструкция паяльника
предусматривает возможность
замены жала
. Оно вставляется в стальное основание нагревателя и держится на трении. Так что переживать по поводу выгорания жала не придётся.

Асбест — природный волокнистый минерал. Устойчивость к высоким температурам — одно из его наиболее ценных качеств. В сочетании с силикатным клеем

позволяет получить отличный композит для
изоляции нагревателя
.

Как видите, материалы в основном легкодоступные. Трудности могут возникнуть с поиском асбеста

. Если не найдёте шнур, можно попробовать измельчить асбестовый картон и, смешав его с силикатным клеем, получить кашицу. Её и использовать для изоляции нагревателя. Но я этот метод не пробовал. Я использовал шнур, отделяя от него более-менее ровные участки и наматывая на изолируемую поверхность. Затем пропитывал силикатным клеем. Можно попробовать использовать стекловолокно. В конце статьи об этом подробнее. Была идея насчёт использования гипса или даже глины, но и эти материалы я не пробовал применять, так что ничего не гарантирую. Так или иначе, что-нибудь подходящее найти можно.

Паяльник на базе энергосберегающей лампы

Домашние умельцы разработали еще одну схему создания импульсного паяльника — из энергосберегающей лампы. Сама лампа в конструкцию не входит, потребуются ее комплектующие.

Схема для сборки паяльника на базе энергосберегающей лампы

Перечень необходимых узлов и материалов:

• Преобразователь (или балласт) от люминесцентного светильника.
• Трансформатор с 220 вольт на любое низкое напряжение.
• Медная проволока толщиной 2-3 миллиметра.
• Крепеж.
• Провода.
• Сетевой шнур с вилкой.

В схему балласта от люминесцентного светильника вмешиваться не следует, она будет работать «как есть». Стабильность работы устройства и его безопасность обеспечивается средствами электронной схемы — терморезистор защитит от перегрева, а предохранитель — от короткого замыкания.

Первичная обмотка рабочего трансформатора подключается к выходным контактам балласта

Рабочий трасформатор следует намотать на любом доступном ферритовом кольце. Первичная обмотка содержит 10-120 витков прбода толщиной 0,5 мм.

Устройство электропаяльника

Вторичная- это один виток толстой медной проволоки сечением 3-3,5 мм2 К ней на болтовых или цанговых зажимах крепится жало из V- образного куска медной проволоки диаметром 1,5-2 мм.

Рукоятка и корпус выполняется из любого доступного материала.

Для чего может пригодиться паяльник

Сфер применения этому высокотехнологичному прибору — достаточно много. Вот неполный список задач, в котором вы наверняка найдете и собственные периодически возникающие проблемы.

• Пайка проводов и ремонт электро-удлинителей;
• Пайка и замена радиодеталей в бытовой технике;
• Ремонт светильников и светодиодных ламп;
• Ремонт тонкостенных металлических трубных соединений;
• Ремонт прохудившихся металлических баков и емкостей;
• Быстрый прожиг отверстий в пластике;
• Отрезка лишних частей в пластиковых деталях и корпусах;
• И т.п.

Как видно из этого перечня, применение паяльнику найдется всегда, лишь бы руки были достаточно прямые. Да и паяльник в ряде случаев подойдет самый простой и недорогой, лишь бы мощность была достаточная, например, 60 Вт. Он отлично подойдет для пайки проводов. Но для «электронных» задач с мощностью лучше не переборщать, т.к. дорожки на платах не любят слишком высоких температур и легко отслаиваются, а сами радиодетали выходят из строя. Ниже мы расскажем, какой паяльник выбрать для пайки радиодеталей. При выборе паяльника следует определиться, для каких целей вам нужен данный электрический инструмент.

Основные трудности при изготовлении паяльника

Чтобы паяльник служил долго и безупречно, он должен обладать необходимой механической прочностью, а его электрические соединения должны быть надёжными. При этом необходимо, чтобы нагреватель был изолирован от корпуса и жала (даже при низковольтном питании!). К надёжности этой изоляции также предъявляются высокие требования. Вдобавок следует позаботиться о теплоизоляции между нагревателем и ручкой.

Сами по себе все эти условия легко выполнимы в обычных конструкциях, которые работают при низких температурах. Но мы говорим о паяльнике

— изделии, некоторые детали которого нагреваются до сотен градусов Цельсия. Первая проблема состоит уже в том, что сразу отпадают многие материалы, которые могли бы быть применены в нашем изделии. Они просто не способны работать при высоких температурах. Вторая проблема — способы электрических и механических соединений. Большинство доступных в домашних условиях способов соединения деталей непригодны, когда предполагается работа в условиях высоких температур — они либо неприменимы к термостойким материалам, либо полученные соединения в лучшем случае прослужат недолго и разрушатся. В прошлом, например, я долгое время не мог найти способ соединения проволоки нагревателя с электрическим шнуром. Попытки непосредственного соединения медного провода с высокоомной проволокой постоянно заканчивались выгоранием меди и разрушением такого соединения. Позднее правильное решение удалось найти — промежуточное звено из стальной проволоки обеспечило высокую надёжность.

Комплектация

Инструмент для радиотехнических материалов собраны в комплекте некоторые аксессуары, направление и характеристики которых могут отличаться. Необходимо ознакомиться с комплектацией, во избежание простоев, некачественных соединений. Среднестатистический паяльник с регулятором температуры имеет:

• Набор жал для пайки, обычно состоит из 5 наименования для выполнения различных действий.
• Термодатчик для собственной регулировки инструмента.
• Индикатор нагрева, обычный светодиод, который подает сигнал о достижении заданной температуры.

При покупке стоит обратить внимание на длину провода, длинна должна быть не менее 1,5 метра, в этом случае, вероятно не прибегать к использованию удлинителей. Нагревательный компонент может быть двух видов:

• керамический;
• изготовленный из нихромовой проволоки.

Комплектация паяльника с регулируемой температурой

Нагревательный прибор должен иметь смену жал, для выполнения различных процессов. Дешевыми изделиями такой модификации не предусмотрено, поэтому надо выбирать жало по типу действий.

Напряжение

Для соблюдения техники безопасности паяльник подбирается по сетевому напряжению от 12 до 220 В (всего 5 значений). Так, работы в легковом транспорте можно проводить паяльным инструментом на 12 В, грузовом – 24, воздушном – 27, во влажном помещении с обязательным заземлением электрооборудования – 36 В.

Как припаять провод без паяльника

Инструмент на 12 В непросто переделать на 220 В – придется наматывать тонкую спираль большим количеством слоев, создающих определенные неудобства в работе с мелкими деталями.

Обратите внимание! При соответствии мощности сети и паяльника можно работать от переменного и постоянного напряжения. Такая возможность обусловлена нихромовым материалом нагревателя.

В основном напряжение в паяльных приборах составляет 220 В. Чтобы в помещениях высокой влажности или запыленности не допустить поражение током, используют напряжение инструментов не более 42 В.

Силовая часть регулятора мощности.

К аноду и катоду тиристора припаиваем диод VD2. Резистор R6 припаивается к управляющему электроду и катоду тиристора. Резистор R5 одним выводом подпаивается к аноду тиристора, а вторым к катоду стабилитрона VD1. С управляющего электрода тиристора проводник уйдет на эмиттер транзистора VT1.

Теперь силовую часть и плату управления собираем в единую схему. Должно получиться вот так.

Все, что мы с Вами собрали, осталось подключить к розетке будущего регулятора мощности.

Здесь будьте предельно внимательны. Одна ошибка, и можно потерять тиристор, диод, или вообще сделать короткое замыкание.

На всякий случай сделал рисунок, где указал, куда следует припаивать и подключать провода от схемы регулятора и шнура 220В к розетке, в которую будет вставляться паяльник.

Перед установкой всех компонентов в корпус необходимо проверить работу регулятора мощности. Для этого вставляем паяльник в розетку регулятора, измерительный прибор переводим в режим измерения переменного напряжения на самый высокий предел

. В мультиметре это 750В.

Включаем вилку регулятора в сетевую розетку 220В и вращаем переменный резистор. Если Вы все сделали правильно, то на приборе напряжение должно плавно изменяться.

Бывает так, что при вращении резистора в сторону, например, увеличения, напряжение уменьшается. Или наоборот. Здесь, просто надо поменять местами крайние выводы переменного резистора.

Из личного опыта

. Рекомендую установить на выходе регулятора значение напряжения 150 Вольт и запомнить или отметить положение движка переменного резистора при этом значении. Чтобы уже потом при пайке производить регулирование температуры жала паяльника от этого значения в большую или меньшую сторону.

Конструкция

Самый простой инструмент данного вида с терморегуляцией состоит из следующих частей:

• Корпус с печатной платой внутри – цилиндрическая полая ручка из плотного пластика
• Плата управления – расположенный внутри полой ручки контроллер;
• Регулятор – резистор с переменным сопротивлением, имеющим вращающуюся круглую ручку с указанием значений температуры;
• Светодиод – индикатор, сигнализирующий о том, что жало нагрелось до заданной температуры;
• Трубка-фиксатор с гайкой – штуцер со вставляемым внутрь его жалом и подвижной гайкой, при помощи которой он прикручивается к корпусу;
• Нагревательный элемент – трубка, на которую одевается жало;
• Несгораемое жало – предварительно залуженная насадка конической формы термостойким несгораемым покрытием.

Во многих современных моделях данного электроинструмента регулятор выполнен в виде двух кнопок, значение температуры указывается на небольшом монохромном жидкокристаллическом дисплее.

Переключатели и диммеры

Простейшая регулировка температуры применена в паяльниках с переключателем, допускающим всего два положения, а соответственно и два значения температуры.
При минимальном значении паяльник, установленный на подставке, просто поддерживает жало в нагретом состоянии, а при нажатии на клавишу или кнопку, жало нагревается до максимальной температуры, при которой и производится пайка.

Очевидно, что из преимуществ, описанных выше, такой паяльник обладает только возможностью экономить электроэнергию. Главная же задача регулировки – производство качественного и безопасного монтажа компонентов – остается невыполнимой.

Вторая разновидность паяльников с регулировкой – диммируемые. Их конструкция предполагает включение в разрыв питающего кабеля диммера – устройства, ограничивающего потребление электроэнергии паяльником.

При этом действительно появляется возможность регулировки температуры жала, но делается это за счет падения напряжения в диммере.

Соответственно, ни о какой экономичности такой схемы не может быть и речи. Но цена таких устройств довольно низкая и может сыграть решающую роль при выборе.

Принцип работы

Большинство приборов в основе работы используют преобразование электрической энергии в тепловую. Для этого во внутренней части устройства располагается нагревательный элемент. Но некоторые типы устройства просто нагреваются на огне или используют подожжённый направленный поток газа.

В нихромовых устройствах используется проволочная спираль, через которую пропускается ток. Спираль располагается на диэлектрике. Нагреваясь, спираль передаёт тепло медному жалу. Температура нагрева регулируется термодатчиком, который при достижении определённого значения нагрева отсоединяет спираль от электрической линии, а при остывании опять подключает её к ней. Термодатчиком является не что иное, как термопара.

В керамических паяльниках в качестве нагревателей используются стержни. Регулировка в них чаще всего осуществляется методом понижения величины напряжения подающегося на керамические стержни.

Индукционное оборудование работает за счёт индуктора. Жало покрывается ферромагнетиком. С помощью катушки наводится магнитное поле и появляются в проводнике токи, приводящие к нагреву жала. При работе наступает такой момент, что жало теряет свои магнитные свойства, нагрев останавливается, а при остывании свойства возвращаются и нагрев восстанавливается.

Перемотка паяльника

При ремонте купленного инструмента или создании его своими руками приходится проводить намотку проволоки

Перед непосредственным выполнением работы довольно важно правильно провести соответствующие расчеты, так как наиболее подходящая проволока выбирается в зависимости от сопротивления, мощности и напряжения источника питания. Рассчитать требующиеся показатели можно при применении различных специальных таблиц

После вычисления требуемых параметров подбирается наиболее подходящая под них проволока. Для этого также может использоваться специальная таблица, в которой определено соотношение основных параметров. Нихромовый состав представлен сочетанием хрома и никеля, за счет чего изготавливаемый элемент способен выдерживать воздействие температуры до 1000 градусов Цельсия.

Процесс намотки предусматривает плотную укладку витков. Стоит учитывать, что при нагреве до высоких температур рассматриваемый материал покрывается окисью.

В качестве изоляционного материала может использоваться асбест, стекловолокно или слюда. Среди эксплуатационных качеств асбеста можно отметить тот, что он может размачиваться водой, принимая пластичную форму его достаточно просто распределить по поверхности. При его использовании стоит учитывать, что мокрый асбест способен проводить электричество. Поэтому паяльник следует включать исключительно после полного высыхания изоляционного материала.

В заключение отметим, что достаточно простое устройство паяльника позволяет изготавливать его своими руками.

Мощности и задачи

• Паяльник для микросхем — мощность 10-20 Вт
• Паяльник для радиодеталей — мощность 30-40 Вт
• Универсальный паяльник — 60 Вт
• Паяльник для толстых проводов и крупных деталей — 80-100 Вт

В продаже можно найти и более мощные паяльники — от 100 Вт, которые используются для грубого ремонта корпусных конструкций в уличных условиях. Но для этих целей, на наш взгляд, лучше использовать специальный фен или паяльную лампу.

Отвечая на вопрос, какой паяльник выбрать для микросхем, сразу подчеркнем, что в этом деле главная сложность заключается в одновременном расплавлении мест пайки всех ножек микросхемы. Поэтому, именно для микросхем (чипов памяти, контроллеров и пр.) нужно аккуратно пользоваться либо паяльным феном, либо паяльником плавить место каждого контакта и с помощью специального инструмента (либо медной проволочной плетенки, либо оловоотсоса) выбирать из него олово. Для этих целей подойдет паяльник мощностью 20-30 Вт.

Переключатели и диммеры

Переключатель простого типа дает выбрать положение в двух направлениях. Агрегат эксплуатируется на минимальных и максимальных величинах отдачи, дозволяя лишь экономить электроэнергию. При минимальном уровне жало поддерживается необходимой степенью нагрева на подставке, нажатие на переключатель разогревает его. Изделием, оснащенным указанным типом переключателя выполнить качественное слияние металлов затруднительно, т.к. отсутствует полная настройка параметров.Диммируемые разновидности регулируемых устройств позволяют выбрать важные параметры.

Самодельный диммер для паяльника

Устройство включает диммер, который присутствует в сетке между кабелем питания и нагревательным элементом. Регулировка производится путем контроля вольтажа, данные механизмы популярны среди начинающих радиолюбителей, за счет не высокой цены.

Регулятор мощности паяльника своими руками: проверенные рабочие схемы (6 шт)

Не всем нравится покупать неизвестно что. А некоторым приятнее сделать регулятор мощности паяльника своими руками, ведь это тоже опыт. Большинство схем собирается на симисторах и тиристорах, сейчас их найти проще чем транзисторы. Работать с ними тоже проще, так как они либо открыты, либо закрыты, что позволяет делать схемы проще.

Корпус подберите любой

Простые схемы на тиристоре

При выборе схемы регулятора мощности для паяльника важны две вещи: мощность и доступность деталей. Представленный ниже регулятор мощности паяльника собран на широко распространённых деталях, которые найти не проблема. Максимальный ток — 10 А, что более чем достаточно для выполнения работ любого рода и для паяльников мощностью до 100 Вт. Тиристор в данной схеме использован КУ202н

Обратите внимание на подключение моста. Есть много схем с ошибкой в подключении

Этот вариант рабочий. Проверен не раз.

Схема регулятора температуры для паяльника на тиристоре

При сборке схемы тиристор обязательно ставим на радиатор, чем он больше тем лучше. Схема проста, но когда она включена, создаёт помехи. Радио рядом не послушаешь и, чтобы убрать помехи, параллельно нагрузке подключаем конденсатор на 200 пФ, а последовательно дроссель. Параметры дросселя подбираются в зависимости от регулируемой нагрузки, но так как паяльники обычно не более чем на 80-100 Вт, то и дроссель можно сделать на 100 Вт. Для этого понадобится ферритовое кольцо наружным диаметром 20 мм, на которое намотано около 100 витков проводом сечением 0,4 мм².

Ещё один недостаток переведённой выше схемы — паяльник ощутимо «зудит». Иногда с этим мириться можно, иногда нет. Для устранения этого явления можно подобрав параметры конденсатора C1 так чтобы при выставленном на максимум переменном резисторе, подключённая лампа еле-еле светилась.

На других элементах но тоже без помех

Приведенный выше регулятор можно использовать для любой нагрузки. Приведем еще один аналог,но с использованием другой элементной базы. Регулировать можно не только мощность/температуру паяльника, но и любую другую нагрузку с небольшой индуктивной составляющей.

Видоизмененная схема для регулирования мощности паяльника и любой другой нагрузки с устраненным эффектом пульсации

Пульсация тут есть, но ее частота высока и она не будет восприниматься нашим зрением. Так что можно использовать не только как диммер для паяльника, но и для регулирования света от обычной лампы накаливания. Нужен ли диодный мост для регулировки мощности нагрева паяльника? Он не помешает, но необходимости в нем нет.

На тиристоре с высокой чувствительностью

Данная схема позволяет плавно изменять температуру паяльника от 50% до 100%. Есть два индикатора — питания и мощности. Светодиод наличия питания горит всегда во включенном состоянии, но при 75% мощности свечение более яркое. Индикатор мощности меняет интенсивность свечения в зависимости от режима работы.

Регулятор мощности для паяльника без помех

Чтобы регулятор поместился в корпус от зарядного устройства мобильного телефона, сопротивления используют СМД типа (1206). Все резисторы установлены на плате, кроме R 10. Некоторые могут быть составными (из последовательно соединенных резисторов собираем нужный номинал).

Для нормальной работы схемы требуется чувствительный тиристор (с малым током управления) и низким током удержания состояния (порядка 1 мА). Например, КТ503 (рассчитан на напряжение 400 В, Ток управления 1 мА). Остальная элементная база указана на схеме.

Если собрали, но напряжение не регулируется

Если собранный регулятор ничего не регулирует — не меняется температура паяльника — дело в тиристоре. Схема, вроде, работает, а ничего не происходит. Причина — тиристор с низкой чувствительностью. Токи, которые протекают в схеме, недостаточны для открытия. В таком случае стоит поставить аналог с более высокой чувствительностью (токи управления более низкие).

Один из вариантов корпуса, в который можно спрятать самодельный регулятор мощности для паяльника

Еще может регулятор работать, но паяльник начинает «зудеть». Решается такая проблема установкой дросселя на выходе (перед паяльником). Емкость надо подбирать — зависит от паяльника. Второй вариант решения — аналоговая схема управления, а это уже другая схема.

Ну, и при проблемах с работой ищите либо неисправные детали, либо неправильно подобранные компоненты. Обычно проблема в этом.

Управление нагревом

Чтобы нагреть массивную деталь до нужной температуры, необходимо и такое же массивное жало паяльника, чтобы скорость нагрева была выше скорости теплоотвода детали.

Инструментом, который справится одновременно с поставленными выше задачами, является достаточно мощный паяльник с регулировкой температуры.

То есть максимальной мощности паяльника должно быть достаточно для разогрева крупных выводов, а температура должна регулироваться в некоторых пределах и выбираться в соответствии с условиями работ.

Тогда массивное жало будет обладать большей тепловой инерцией и нагреет деталь до необходимой степени, без риска ее перегрева.

Существует несколько способов регулировки температуры паяльника:

• максимальный-минимальный нагрев (простейший переключатель);
• регулировка диммером;
• применение управляющих микросхем в рукоятке прибора;
• внешний блок управления;
• применение фена.

https://youtube.com/watch?v=MKZBAqnGoZ4

Используя паяльник с регулировкой помимо преимуществ, описанных выше, можно значительно сэкономить на потребляемой электроэнергии при больших объемах выполняемых работ, продлить срок службы прибора, благодаря меньшему времени работы его на максимальной мощности, уменьшить количество вредных веществ, выделяемых при пайке с высокой температурой.

Способ №2: Из нихромовой нити

В отличии от предыдущего метода изготовления электрического паяльника, здесь вы самостоятельно изготовите нагревательный элемент из отрезка нихромовой проволоки. Следует отметить, что подобрать нужный диаметр можно как с помощью табличных величин удельного сопротивления нихрома на метр длины, так и опытным путем.

Второй вариант наиболее простой, так как, имея проволоку диаметром, допустим, в 0,5мм, вы можете натянуть ее на кусок сухой древесины и, подключив питание крокодилами наблюдать скорость и величину нагрева по цветовым изменениям.

При желании можно удлинить или укоротить нагреваемый участок путем перемещения крокодила – это позволит подобрать оптимальную температуру нагрева за счет длины, наиболее подходящую для вашего паяльника.

Помимо нихромовой нити вам понадобятся:

• Продолговатая заготовка из дерева округлой формы, чтобы удобно помещалась в вашей руке.
• Электрическая дрель и сверла различного диаметра для высверливания отверстий.
• Медная проволока для изготовления толстого или тонкого жала, диаметр подбирается индивидуально в каждой ситуации.
• Алебастр с водой для фиксации медной проволоки – объем довольно небольшой, поэтому вам хватит остатков с ремонта, приобретать новый пакет необязательно.
• Соединительные медные провода для подключения нагревательного элемента к питающему шнуру. Выбираются в соответствии с номиналом протекающего по ним тока.
• Изоляционные материалы – изолента, термоусадка, стеклотканевая изоляция.
• Блок питания на 12В, чтобы сделать мини паяльник.
• Слесарный инструмент, канцелярский нож и т.д.

В данном примере мы рассмотрим порядок изготовления низковольтного паяльника на 12В. Для этого выполните следующий алгоритм действий:

• Просверлите в торце деревянной заготовки два несквозных отверстия – в одном из них будет размещаться жало, а другом разъем питания.

• На уровне конца торцевого отверстия под разъем питания просверлите с двух боков отверстия меньшего диаметра. Лучше расположить их под наклоном, так как затем в них нужно будет протянуть питающие провода. Рис. 6: высверлите отверстия по бокам
• От просверленных отверстий для вывода проводников электрического тока до отверстия установки нагревательного стержня вырежьте углубления и поместите в них провода от разъема.

• Отрежьте из толстой медной проволоки, около 2,5мм в диаметре, заготовку под жало.
• При помощи алебастровой смеси установите нагревательный стержень для паяльника в отверстие и дождитесь засыхания раствора до плотного состояния. Как правило, это занимает всего пару минут. Рис. 8: зафиксируйте жало
• Наденьте на стержень кусок стеклотканевой изоляции и зафиксируйте при помощи скрутки медных проводов.
• Намотайте на стеклотканевую трубку нагревательную спираль и прикрепите ее к выводам. Рис. 9: намотайте нихромовую проволоку

Оголенные проводники и места соединения заизолируйте с помощью термоусадки.

• Соедините провода питания паяльника и заизолируйте изолентой.

Миниатюрный паяльник готов и может использоваться для пайки проводов, smd элементов и т.д.

Рис. 10: готовый миниатюрный паяльник

Простой регулятор температуры паяльника

Для приличного качества проведения паяльных работ, домашнему мастеру, и тем более радиолюбителю, пригодится простой и удобный регулятор температуры жала паяльника. Впервые схему устройства, я увидел в журнале «Юный техник» начала 80-х, и собрав несколько экземпляров, использую до сих пор.

Для сборки устройства потребуются:

-диод 1N4007 или любой другой, с допустимым током 1А и напряжением 400 – 600В. -тиристор КУ101Г. -электролитический конденсатор 4,7 микрофарад с рабочим напряжением 50 – 100В. -сопротивление 27 – 33 килоом с допустимой мощностью 0,25 – 0,5 ватт. -переменный резистор 30 или 47 килоом СП-1, с линейной характеристикой.

Для простоты и наглядности я нарисовал размещение и взаимное соединение деталей.

Перед сборкой необходимо изолировать и отформовать выводы деталей. На выводы тиристора надеваем изоляционные трубочки длинной 20мм., на выводы диода и резистора 5мм. Для наглядности можно использовать цветную ПВХ изоляцию, снятую с подходящих проводов, или присаживаем термоусадку. Стараясь не повредить изоляцию загибаем проводники, руководствуясь рисунком и фотографиями.

Все детали монтируются на выводах переменного резистора, соединяясь в схему четырьмя точками пайки. Заводим проводники компонентов в отверстия на выводах переменного резистора всё подравниваем и припаиваем. Укорачиваем выводы радиоэлементов. Плюсовой вывод конденсатора, управляющий электрод тиристора, вывод сопротивления, соединяем вместе и фиксируем пайкой. Корпус тиристора является анодом, для безопасности, изолируем его.

Для придания конструкции законченного вида, удобно воспользоваться корпусом от блока питания с сетевой вилкой.

На верхней грани корпуса сверлим отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем резьбовую часть переменного резистора и фиксируем его гайкой.

Для подключения нагрузки я использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. На корпусе размечаем центры отверстий, с расстоянием между ними 19 мм. В просверленные отверстия диаметром 10 мм. вставляем разъёмы, фиксируем гайками. Соединяем вилку на корпусе, выходные разъёмы и собранную схему, места пайки можно защитить термоусадкой. Для переменного резистора необходимо подобрать ручку из изоляционного материала такой формы и размера, чтобы закрыть ось и гайку. Собираем корпус, надёжно фиксируем ручку регулятора.

Проверяем регулятор, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 20 – 40 ватт. Вращая ручку, убеждаемся в плавном изменении яркости лампы, от половины яркости до полного накала.

При работе с мягкими припоями (например ПОС-61), паяльником ЭПСН 25, достаточно 75% мощности (положение ручки регулятора примерно посередине хода)

Важно: на всех элементах схемы присутствует напряжение питающей сети 220 вольт! Необходимо соблюдать меры электробезопасности

Источники тока для питания импульсных паяльников

Перед началом самостоятельного изготовления паяльника следует, исходя из доступных материалов, определиться с выбором типа источника.

Традиционно импульсный паяльник в качестве источника питания использовал мощный понижающий трансформатор и назывался так только из-за кратковременного режима работы.

Такое устройство просто по конструкции, но обладает большим весом и габаритами.

Источник питания

Ставшие доступными не так давно импульсные блоки питания устроены намного сложнее. Они сначала выпрямляют поступающее на их вход низкочастотное сетевое напряжение, далее преобразуют его в высокочастотное (20-40 килогерц) и уже его подают на первичную обмотку трансформатора. Высокочастотные трансформаторы в несколько раз меньше по массе и габаритам, чем низкочастотные, поэтому весь импульсный источник питания, несмотря на сложное устройство, занимает места в несколько раз меньше, чем один низкочастотный трансформатор.

Резюмируя, можно сказать, что трансформаторные источники просты и надежны, но тяжелы и громоздки.

Импульсные существенно сложнее по устройству, но позволяют сэкономить вес и габариты.

Устройства для регулировки

Цена паяльников с регулировкой температуры превышает цену обыкновенных устройств в несколько раз. Поэтому в некоторых случаях есть смысл купить хороший обыкновенный паяльник, а регулятор выполнить самому. Таким образом, управление паяльным оборудованием выполняется двумя способами контроля:

• мощностью;
• температурой.

Контроль температуры позволяет достичь более точных показателей, но реализовать проще управление мощностью. При этом регулятор можно выполнить независимым и подключать к нему различные приборы.

Универсальный стабилизатор

Паяльник с терморегулятором можно изготовить, используя заводского исполнения диммер или сконструировать по его аналогии самостоятельно. Диммер — это регулятор, с помощью которого изменяется мощность, подводимая к паяльнику. В сети 220 вольт протекает ток переменной величины с синусоидальной формой. Если этот сигнал обрезать, то на паяльник будет подаваться уже искажённая синусоида, а значит, изменится и величина мощности. Для этого перед нагрузкой в разрыв включается устройство, которое пропускает ток только в момент достижения сигналом определённой величины.

Диммеры различают по принципу действия. Они могут быть:

• аналоговыми;
• импульсными;
• комбинированными.

Блоки управления

Более свершенные системы обладают блоком управления, состоящим из набора регуляторов и микросхем. Компактность позволяет разместить чертеж в рукоятке паяльника, что очень удобно в процессе. Управляющий датчик располагается снаружи корпуса, что дает возможность выбирать показатель не отрываясь от процесса пайки.

Агрегат настраивает параметры разностей потенциалов электросети вне зависимости от режимов, некоторыми действиями это условие должно обязательно соблюдаться

Разновидности блоков управления могут ввести в ступор, при важной мобильности, лучше обратить внимание на внутреннее расположение. Внешние блоки позволяют производить более качественный контакт, разновидностью является паяльная станция, которой предусмотрен фен

История происхождения

Паяльник — это инструмент, предназначенный для передачи тепла материалу при соприкосновении с ним. Прямое его назначение — создание неразъемного соединения посредством расплавления припоя.

До начала XX века существовали два типа паяльных приспособлений: газовый и медный. В 1921 году изобретатель из Германии Эрнст Сакс изобрёл и зарегистрировал патент на паяльник, нагрев которого происходил под действием электрического тока. В 1941 году Карл Уэллер запатентовал инструмент трансформаторного вида, напоминающего формой пистолет. Пропуская через свой наконечник ток, он быстро нагревался.

https://youtube.com/watch?v=35aOf4a1uQk

Через двадцать лет этот же изобретатель предложил использовать термоэлемент в паяльнике для контроля температуры нагрева. В конструкцию входили спрессованные друг с другом две металлические пластинки с разным тепловым расширением. С середины 60-х годов из-за развития полупроводниковых технологий паяльный инструмент стал выпускаться импульсного и индукционного типа работы.

Паяльники с жалами Hakko

Эти паяльники, как правило, выпускаются с простым тиристорным регулятором температуры.

Это вечные жала. Такие жала способны прослужить долгое время, в отличие от медных, но они требуют особого ухода. Их нельзя чистить наждачной или лезвием, нежелательно паять кислотой.

Но и тут не обошлось без проблем. Представленный выше паяльник обладает самым простым тиристорным регулятором. Он не может качественно и быстро регулировать температуру паяльника. И к тому же. такие паяльники имеют большой разброс по температуре. Например, вы выставили 300 ℃, а по факту на жале 360 ℃. Это недопустимо.

Поэтому, разберем еще одного представителя такого типа паяльников.

Это паяльник от станции Lukey 702.

У него регулировка температуры идет за счет микроконтроллера станции в блоке управления.

Вся проблема в воздушной прослойке между жалом и нагревателем. Она плохо передает температуру от нагревателя к жалу. И некоторые радиолюбители засыпают это пространство песком, чтобы температура лучше распределялась по жалу.

И это тоже не решение проблемы. Как тогда менять жала? Каждый раз засыпать песок в жало? Это не выход.

Медные жала снова в строю

Есть выход из этой ситуации. Это медные жала. Да, они выгорают, они не долговечны, однако на их поверхности температура распределяется намного лучше, чем у вечных жал. Еще один способ поддерживать температуру во время пайки с такими паяльниками — это использование верхнего подогрева. С помощью паяльного фена можно подогревать поверхность на 100 ℃, тем самым стабилизируя температуру пайки и поверхности платы.

Такими паяльниками можно паять детали, платы, но это не лучший выбор для новичков. С таким инструментом придется долго учиться, понимать процессы пайки и тратить много время на обучение.

Способ №1: Из ПЭВ резистора

Для такого паяльника вам понадобится старый резистор в керамической изоляции, который будет использоваться в качестве нагревательного элемента. Можно использовать резистор из старого электрооборудования, требуемые параметры рассчитываются по формуле: P = U2 /R,

Где P – мощность паяльника;

U – питающее напряжение;

R – омическое сопротивление резистора.

Такой самодельный паяльник рассчитан на работу от низкого напряжения в 12 или 24 В, что следует учитывать при расчете мощности устройства. Благодаря чему его можно запитать как от понижающего блока питания, так и от автомобильного аккумулятора. При необходимости, вы можете подобрать резистор и под напряжение питания сети 220 В, но в данном примере мы рассмотрим низковольтный вариант.

Помимо ПЭВ резистора для изготовления вам понадобятся кусочки текстолита, гетинакса или сухой древесины для изолирующей рукоятки, главное, чтобы они выдерживали высокие температуры. Два медных стержня различного диаметра для изготовления теплоприемника и паяльного жала. Соединительные провода или заводской блок питания на 12В. Также вам пригодятся элементы для фиксации, напильник, электролобзик, сверло, метчик, дрель.

Процесс изготовления паяльника состоит из таких этапов:

• Для токоприемника выбирается медный стержень, который должен плотно входить во внутреннее отверстие резистора. От плотности будет зависеть качество теплопередачи от нагревателя к жалу паяльника. Рис. 1: плотно входит в отверстие
• Для жала подбирается медный прут или проволока меньшего диаметра. Заточите край прута для получения нужной формы, наиболее удобным для новичков считается форма плоской отвертки.
• Просверлите с обеих сторон отверстия и нарежьте в них метчиком резьбу – одно под фиксирующий болт с шайбой, второе под медный наконечник.
• Вставьте теплоприемник в резистор и замерьте глубину залегания, поставьте отметку на поверхности. По отметке сделайте радиальный паз при помощи напильника – в него будет вставляться стопорное кольцо, которое можно сделать из пружинки или шайбы.
• На одном конце медной проволоки для жала паяльника нарежьте резьбу и вкрутите ее в теплоприемник. Рис. 2: вкрутите в теплоприемник
• Соберите всю конструкцию вместе, зафиксируйте оба медных прутка при помощи резьбовых соединений и стопорного кольца.
• Зачистьте концы блока питания от изоляции, если необходимо, удалите и штекер он больше не понадобиться.
• Закрепите концы медных проводов от блока питания на контактах резистора. Для этого используйте болтовое соединение, обязательно плотно зажимайте гайки, чтобы получить хороший контакт.
• При помощи лобзика выпилите из старой платы рукоятку, в данном примере она будет состоять из двух половинок, между которыми расположен электрический шнур. Также в ней можно пропилить борозду под провода Рис. 3: поместите шнур питания в рукоятку
• Соберите рукоятку – закрепите половинки при помощи болтов или заклепок.

Аккумуляторный паяльник готов, его можно использовать для пайки микросхем, электрических контактов автомобильной проводки и т.д. Если под рукой нет керамического резистора, можно изготовить паяльник из нихромовой проволоки.

Вариант №1 – Используем резистор

Кто сказал, что сопротивление бесполезно? В нашем случае именно при помощи него мы создадим прибор, который будет работать с напряжением от 6 до 24 В. Для его изготовления нам понадобится:

• Резистор с параметрами: R=20 Ом, P= 7 Вт;
• Пластина из текстолита (с её помощью создаём держатель);
• 2 куска медной проволоки, с разным сечением. Тонкий прутик пригодится, если нужно будет использовать меньшее жало, более толстый, в свою очередь, должен соответствовать внутреннему диаметру резистора.
• 1 отделённое кольцо пружинки (в качестве элемента крепления), винт и шайба.

Фото паяльника своими руками, а также всех элементов в отдельности, представлены ниже.

Порядок действий выглядит следующим образом:

Согласно примеру (на фото), складываем детали между собой в общий механизм. Вставляем жало, доделываем крепёж, присоединяем шайбу и винт.

Из текстолитового полотна формируем ручку, на которой оставляем мини-отсек под провод и резистивный элемент. К месту, где находится доступ до нагревателя, подключаем шнур для включения в розетку.

Дополнительно подкручиваем узлы и проверяем прибор на работоспособность. Если всё было проделано правильно, и паяльник успешно работает, его можно применять для пайки стандартных радиоэлементов, а также простых микросхем. Миниатюрное изделие будет простым и удобным в эксплуатации.

Иногда проще сделать, чем купить

В арсенале хорошего электронщика инструмент должен быть самый разный. Это касается и паяльников. Невозможно обойтись одним паяльником на все случаи. С мощными паяльниками обычно проблем не возникает: в продаже этого добра хватает на любой вкус. А вот с их «младшими братьями» сложнее. Впрочем, правильнее говорить не о мощности (она к тому же в идеале должна быть регулируемой), а о диаметре жала и расстоянии от кончика жала до ручки. О мощности часто говорят, как об основном критерии, просто по той причине, что паяльники с толстым жалом предназначены для работы с массивными деталями, обладающими большой тепловой ёмкостью — для их прогрева инструмент должен развивать достаточно большую мощность. И наоборот, для самого мелкого монтажа, пайки SMD-компонентов

и микросхем с маленьким шагом выводов требуется
миниатюрный паяльник
с очень
тонким жалом
. Такому паяльнику не нужна большая мощность, потому что тепловая ёмкость деталей в данном случае очень мала. При этом, чем меньше расстояние от кончика жала до ручки, тем точнее движения во время пайки. Особенно это заметно под микроскопом. А вот с длинным паяльником намного возрастает вероятность промахнуться, и, например, «склеить» две близко расположенные дорожки или выводы у микросхемы, а потом потратить время на устранение такого дефекта. А в
мелком монтаже
это бывает очень непросто.

1 — деревянный брусок (материал для изготовления ручки); 2 — консервная банка из-под сгущённого молока (мягкая сталь для корпуса); 3 — силикатный клей (жидкое стекло — связующий компонент для термостойкого композита); 4 — моток тонкой стальной проволоки; 5 — мягкая сталь около 0,5 мм, часто называемая оцинкованным железом; 6 — проволочный подстроечный резистор (источник высокоомной проволоки для нагревателя); 7 — отрезок медного обмоточного провода для изготовления жала; 8 — асбестовый шнур (волокно для термостойкого композита). На фото не показан только электрический провод, маленький кусочек стеклотекстолита, а также сантиметров 10 любых ниток и капелька клея БФ. Все остальные использованные материалы на фото изображены.

Электроника всё мельчает и мельчает. Сегодня жало диаметром даже в 1 мм для некоторых случаев кажется толстым. В магазинах хозтоваров редко встречаются паяльники мощностью менее 25 Вт и диаметром жала менее 4 — 5 миллиметров. За таким товаром лучше обращаться в специализированные магазины. Можно поискать и в интернет-магазинах. В общем-то, интересные образцы найти можно. Но и с этими образцами, как правило, что-нибудь, да не так. От «бочки дёгтя» не застрахована ни одна «ложка мёда». Я, например, не понимаю моду на жала с рабочим концом конической формы из какого-то трудно облуживаемого сплава. Такие жала (если не точить, а точить их, вроде бы, нельзя) не имеют рабочей грани и плохо смачиваются припоем. А ведь хотелось бы, чтобы, как сказал поэт: «И пальцы просятся к перу, перо к бумаге». Только в нашем случае вместо пера паяльник, и вместо бумаги сами знаете что. Да, паяльник одним своим видом должен навевать вдохновение. А что? Техническое творчество тоже требует вдохновения. Это тоже своего рода искусство.

В общем, можно искать готовый паяльник и приспосабливаться к его недостаткам, а можно сделать паяльник своими руками

, приспособив его под свои предпочтения.