Регулятор температуры для паяльника своими руками

Пять способов регулировки температуры паяльника

Для выполнения различных электромонтажных работ, сборки электронных схем очень часто используется такой инструмент, как электропаяльник. Простейший его вид, который можно приобрести в любом хозяйственном магазине, имеет, как правило, элементарную конструкцию.

В нее входят нагревательный элемент, жало, рукоятка, чаще деревянная, и питающий кабель или шнур. В некоторых вариантах паяльник может комплектоваться несколькими сменными жалами.

Мощность такого паяльника фиксированная, чаще всего 40 или 60 Ватт. Но удобнее пользоваться инструментом с возможностью регулировки мощности. Такие модели тоже выпускают, хотя стоят они дороже.

Для чего повышать мощность

Чтобы выполнять паяльные работы, требуются инструменты с различными параметрами. При этом иметь несколько паяльников с разной мощностью и, соответственно, с разной температурой нагрева жала, нецелесообразно.

При монтаже компонентов на плату требуется температура жала, достаточная для прогрева выводов и плавления припоя. Увеличенные значения температуры могут привести к сгоранию отдельных элементов, отклеиванию токопроводящих дорожек от платы, повреждению изоляции проводов.

В то же время использование паяльника с меньшей мощностью, а значит и с меньшей температурой нагрева жала, позволяющей достигнуть заданного значения, принуждает увеличивать время воздействия на детали и припой.

В результате от длительного нагрева компоненты выходят из строя, а изоляция может со временем растрескиваться из-за потери механических свойств.

Вывод: при пайке, если требуется прогрев больших площадей и массивных деталей, необходимо повышать не температуру, а мощность паяльника, сократив до возможного минимума время контакта жала с выводами детали.

При этом припой должен расплавиться и обеспечить надежный контакт с деталью, которая при таком режиме не подвергнется перегреву.

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.

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.

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.

Блоки управления

Следующим видом паяльников являются уже более сложные устройства с блоком питания, в которых регулирование происходит при помощи блока из полупроводников и микросхем. Такой блок компактен и может находиться в корпусе рукоятки паяльника, что очень удобно.

Регулятор также может находиться на рукоятке. При достаточно скромной цене это вполне приемлемый вариант, позволяющий производить качественную пайку.

Еще одной разновидностью паяльников с регулировкой являются инструменты с внешним блоком питания. Благодаря наличию этих блоков возможна работа прибора на выпрямленном постоянном токе со стабильными значениями напряжения.

Такой блок питания одновременно служит и стабилизатором температуры паяльника, которая останется неизменной независимо от того, насколько будет изменяться напряжение в сети. Многие радиодетали требовательны именно к такому режиму пайки.

Недостатком моделей можно посчитать громоздкость, низкую мобильность, но если принять во внимание, что качественный монтаж можно произвести только в оборудованной мастерской, а не «на коленке», как принято говорить в таких случаях, то можно закрыть на это глаза.

Наиболее точной регулировки и настройки можно добиться только при помощи паяльной станции, где в помощь обычному паяльнику предусмотрен фен, которым предварительно подогревают плату или припой.

Регулятор температуры своими руками

При наличии достаточных знаний, навыков и подходящих материалов, можно обычный паяльник мощностью 60 Ватт превратить в устройство, в котором будет возможна регулировка температуры жала, и будет обеспечиваться полноценный и качественный монтаж радиокомпонентов.

Чтобы осуществить это, понадобится небольшая доводка инструмента. Для этого можно использовать схемы регулировки, собранные на доступных радиодеталях отечественного производства.

Для сборки простейшего регулятора температуры можно воспользоваться схемой с переменным резистором из серии СП-1, тиристором КУ101Г, любым диодом, рассчитанным на ток не менее 1 А.

Схему собирают прямо на корпусе переменного резистора, не изготавливая платы. Для размещения устройства можно применить корпус от любого блока питания подходящих размеров. В результате получится устройство, в котором штатный паяльник питается от сети через регулятор напряжения, находящийся в штепсельном разъеме.

Такой регулятор температуры может быть использован при работе паяльником с невысокой мощностью до 60 Ватт.

Для регулировки температуры при использовании паяльника большей мощности применяют устройство посложнее.

Оно также собирается на деталях и компонентах отечественного производства. Эту схему собирают на плате и помещают в подходящий по размерам корпус.

Регулировка осуществляется переменным резистором R2 в диапазоне от 50% до 100% мощности подключенного прибора. Схема выдержит нагрузку до 300 Ватт. Этого для использования бытового паяльника будет более чем достаточно.

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.

KOMITART – развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Купить Микшер

Купить Караоке

Статистика

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Если вы читаете эту статью, значит объяснять, для чего нужен регулятор нагрева паяльника вам не нужно. Конечно, покупать паяльную станцию в которой уже имеется устройство регулирования накладно, а собрать регулятор самому многим из вас не составит больших усилий, поэтому в этой статье мы решили поделиться с вами схемками самых простых устройств, предназначенных для этих целей.

Основным регулирующим элементом многих схем является тиристор или симистор. Давайте рассмотрим несколько схем построенных на этой элементной базе.

Ниже представлена первая схема регулятора, как видите проще наверно уже и некуда. Диодный мост собран на диодах Д226, в диагональ моста включен тиристор КУ202Н со своими цепями управления.

Вот еще одна подобная схема, которую можно встретить в интернете, но на ней мы останавливаться не будем.

Для индикации наличия напряжения можно дополнить регулятор светодиодом, подключение которого показано на следующем рисунке.

Перед диодным мостом по питанию можно врезать выключатель. Если будете применять в качестве выключателя тумблер, проследите, чтобы его контакты могли выдерживать ток нагрузки.

Этот регулятор построен на симисторе ВТА 16-600. Отличие от предыдущего варианта в том, что в цепи управляющего электрода симистора стоит неоновая лампа. Если остановите выбор на этом регуляторе, то неонку нужно будет выбрать с невысоким напряжением пробоя, от этого будет зависеть плавность регулировки мощности паяльника. Неоновую лампочку можно выкусить из стартера, применяемого в светильниках ЛДС. Емкость С1 – керамическая на U=400В. Резистором R4 на схеме обозначена нагрузка, которую и будем регулировать.

Проверка работы регулятора осуществлялась с применением обычного настольного светильника, смотри фото ниже.

Если использовать данный регулятор для паяльника мощностью не выше 100 Вт, то симистор не нуждается в установке на радиатор.

Эта схема чуть сложнее предыдущих, в ней присутствует элемент логики (счетчик К561ИЕ8), применение которого позволило регулятору иметь 9 фиксированных положений, т.е. 9 ступеней регулирования. Нагрузкой так же управляет тиристор. После диодного моста стоит обычный параметрический стабилизатор, с которого берется питание для микросхемы. Диоды для выпрямительного моста выбирайте такие, чтобы их мощность соответствовала той нагрузке, которую вы будете регулировать.

Схема устройства показана на рисунке ниже:

Спавочный материал по микросхеме К561ИЕ8:

Таблица функционирования микросхемы К561ИЕ8:

Диаграмма работы микросхемы К561ИЕ8:

Ну и последний вариант, который мы сейчас рассмотрим, как самому сделать паяльную станцию с функцией регулирования мощности паяльника.

Схема довольно распространенная, не сложная, многими уже не раз повторяемая, никаких дефицитных деталей, дополнена светодиодом, который показывает, включен или выключен регулятор, и узлом визуального контроля установленной мощности. Выходное напряжение от 130 до 220 вольт.

Так выглядит плата собранного регулятора:

Доработанная печатная плата выглядит вот так:

В качестве индикатора была использована головка М68501, такие раньше стояли в магнитофонах. Головку было решено немного доработать, в правом верхнем углу установили светодиод, он и включение/отключение покажет, и шкалу мал-мал подсветит.

Дело осталось за корпусом. Его было решено сделать из пластика (вспененного полистирола), который применяется для изготовления всякого рода реклам, легко режется, хорошо обрабатывается, склеивается намертво, краска ровно ложится. Вырезаем заготовки, зачищаем края, клеим “космофеном” (клей для пластика).

Внешний вид склеенной коробки:

Красим, собираем “потроха”, получаем чтото типа такого:

Ну и в заключение, если вы собираетесь использовать с данным регулятором паяльники разной мощности, то в вышеприведенной схеме стоит заменить узел визуального контроля на такой:

С предыдущим вариантом схемы индикатора (которая без транзистора), измерялся ток потребления паяльника, а при подключении паяльников разной мощности, показания различные, а это не есть хорошо.

Вместо импортной диодной сборки 1N4007 можно поставить отечественную , например КЦ405а.

Регулятор температуры паяльника своими руками, или паяльная станция?

Поскольку процесс пайки связан с расплавлением припоя, необходимо всегда выдерживать оптимальную температуру нагрева. Учитываются следующие факторы:

• Температура плавления припоя (от 150 до 320 градусов);
• Термостойкость элементов, на которых производится пайка. Многие радиокомпоненты просто выходят из строя при продолжительном нагреве, а изоляция проводов теряет свои свойства;
• Площадь рассеивания контактов. При соединении массивных элементов, необходимо иметь запас по температуре и мощности.

Если вы просто спаиваете провода, достаточно знать мощность паяльника и примерную температуру плавления припоя. Критерий простой – быстрый или медленный нагрев.

А вот при монтаже печатных плат или ремонте электроприборов – неверно выбранная температура паяльника может вылиться в приобретение дорогостоящих радиодеталей, которые будут повреждены высокой температурой.

Температура паяльника для пайки – как подобрать

1. Если монтаж не связан со специфическими радиодеталями, чувствительными к перегреву – степень нагрева жала должна на 10 градусов превышать температуру плавления припоя. Причем не точку начала расплава – а именно температуру устойчивого нахождения в жидком состоянии;
2. Если планируется соединять контакты с большой площадью и массой – повышается не величина нагрева, а мощность паяльника. Маломощный прибор с высокой температурой все равно не справится с рассеиванием. Компенсируют массу детали соответствующим размером рабочего жала. А для его разогрева требуется мощность, а не градусы;
3. В паспорте радиокомпонентов обычно указывается максимально допустимое значение нагрева корпуса. Это относится и к температуре пайки. Опять же, сделайте выбор в пользу мощности, а не повышения градуса. Надо стараться, чтобы время контакта жала и детали было минимальным. Припой должен расплавиться, а корпус оставаться не перегретым.

Для различных условий работы выпускаются паяльники электрические с регулировкой температуры.

Не имеет значения конструктивное исполнение, регулятор может быть встроенным в корпус или выполнен в виде отдельного блока. Главное – вы знаете, насколько горячее жало у инструмента.

Преимущества регулировки температуры паяльника

• Экономия электроэнергии;
• Продление срока службы электроприбора;
• При повышенной температуре жало покрывается окалиной, вы постоянно отвлекаетесь на его очистку. При этом уменьшается толщина металла – соответственно износ происходит быстрее;
• Вы не испортите радиодетали, чувствительные к перегреву;
• На монтажной плате не произойдет отслоение токоведущих дорожек от перегрева;
• При смене припоя качество пайки останется на прежнем уровне;
• Меньше дыма от перегретого флюса;
• Вам не нужно менять паяльник при выполнении разных видов работ – просто смените температуру;

Как правило, терморегулятором оснащаются приборы с блоком питания. Это дополнительный плюс – высокое напряжение с переменным током может вывести из строя некоторые типы микросхем по причине наводок.

В зависимости от предназначения, терморегуляторы для паяльника могут иметь разную сложность исполнения

1. Простейшие двух диапазонные;

Имеют два фиксированных положения. Как правило, максимальная мощность используется для пайки, минимальная – для поддержания нагрева в перерывах между работой.

Сетевые с диммером;

В разрыв питающего кабеля, подключаемого к сети 220 вольт, включен обыкновенный диммер. Нагрев регулируется за счет падения напряжения. Одновременно с этим уменьшается мощность. Эффективность схемы низкая, как и стоимость.

Регулятор в корпусе;

Такими регуляторами оснащаются паяльники, имеющие сложную схему нагрева. Например – импульсные. Блок питания вместе с регулятором размещен в корпусе (ручке). Достаточно эффективная схема, инструмент удобен в работе, разумная стоимость. Вариантов с высокой мощностью нет.

Выносной блок питания;

Самая эффективная конструкция в среднем ценовом диапазоне. Имеется развязка с сетью 220 вольт, широкий диапазон и возможность точного регулирования температуры. Рассчитан на любую мощность. Недостаток – громоздкость. Впрочем, размер – не проблема.

Настоящий комплекс с широкими возможностями для радиолюбителя. Имеет точную регулировку температуры жала и дополнительно термофен (опят же с регулятором). Сложная система управления находится в отдельном корпусе вместе с блоком питания. Нет ограничений по мощности, однако стоимость устройства достаточно большая.

Самодельные регуляторы

Начинающему радиолюбителю ничего не стоит собрать такое устройство своими руками.

Схема простая №1

Элементарная схема регулятора температуры приведена ниже:

Все собирается на отечественной элементной базе. Диод с током до 1 А, и напряжением 400 вольт. Тиристор КУ101Г. Переменный резистор не обязательно мощный, серии СП-1.

Монтажная плата не требуется, схема собирается на резисторе, необходимо лишь заизолировать кембриками оголенные ножки деталей.
Регулятор не обязательно собирать в отдельном корпусе, можно объединить его с вилкой питания. Для этого подойдет старый блок питания или зарядник для мобильного телефона.

Разместить регулятор можно компактно, подойдет корпус меньшего размера.

Конструкция готова, теперь у вас есть паяльник с регулировкой температуры. При этом материальные затраты приближаются к нулю. Схема рассчитана на мощность до 60 Вт.

Схема простая №2

Для тех, кому потребуется большая мощность – предлагаем схему с разнесенной управляющей и силовой частями. За счет оптимизации блок управления выдерживает мощность до 300 Вт, что явно избыточно для бытового паяльника. Опять же, в конструкции используется отечественная элементная база.

Транзисторы VT1-VT2 управляют силовым тиристором VS1. Когда он закрыт – на паяльник подается лишь половина напряжения питания. При помощи управляющего резистора R2 можно плавно открывать тиристор VS1, регулируя температуру в диапазоне от 50% до 100% максимального значения. Схема собирается буквально за один вечер и не требует настроек или доработок.

Сложная схема с индикатором

Более сложный вариант регулятора с индикатором. Изготавливается на стабилизаторе LM317 и управляющей микросхеме LM3914. Схема предназначена для тонких работ – монтажа микросхем и радиокомпонентов серии SMD. Сложной кажется лишь на первый взгляд, на самом деле собирается начинающим радиолюбителем за пару выходных и не нуждается в специфической отладке. Мощность паяльника не более 10 Вт. Напряжение питания нагревательного элемента 12 вольт.

Схема компактная, собирается на одной печатной плате и вмещается в стандартный бокс для монтажа.

Регулятор – проще некуда

Если необходимо срочно изготовить регулятор из ничего – можно просто воспользоваться проволочным резистором CП5-30 соответствующей мощности. Поместить его в диэлектрический корпус и применять, как реостат. Только мощность паяльника будет ограничена значением 10-25 Вт. И потери температуры рабочего жала рассеются в воздухе от нагрева переменного резистора.

В этом видео, рассказано как собрать простой регулятор мощности. Он вмонтирован в розетку, так что спектр применения его широк.