Самодельная паяльная станция с феном своими руками: схема

Фен из паяльника

Как показывает практика, сделать паяльный фен своими руками можно из фена для сушки волос, использовать строительный фен, или даже из паяльника. Последний вариант предполагает довольно значительные переделки – ввиду того, что у паяльника нет никаких устройств подачи воздуха, а именно они и являются самыми трудными в исполнении, а не нагревательный элемент.

Что внутри у фена

При изготовлении паяльного фена из всех трёх устройств самое главное, с чем придётся столкнуться – это контроль температуры.

Даже, если используете хороший строительный фен с термостатом, всё равно придётся его немного переделать, из-за чего температурная шкала на нём может не соответствовать тому, что он будет выдавать на печатной плате.

Что уж говорить о фене для волос и о переделке из паяльника!

Поэтому лучше всего проверить работу фена при помощи контактного цифрового термометра. Если он показывает стабильно в течение долгого времени температуру в диапазоне 190-240 градусов – им пользоваться можно. Если нет – придётся что-то менять в его конструкции.

Сделать самодельный паяльный фен своими руками из паяльника – самая трудная задача из всех. Здесь придётся столкнуться и с непредсказуемой температурой и с проблемой подачи воздуха, которая здесь будет делаться с нуля.

Другой конец трубки делают несколько длиннее и к нему подсоединяют шланг для накачки воздуха. Механизмов для накачки много – берут переделанные аквариумные компрессоры, делают самодельные меха из пластиковой бутылки или даже просто дуют воздух.

Из-за очень большого количества проблем с изготовлением такого фена: его температурной калибровкой, невозможностью регулировать интенсивность нагрева большинства паяльников — процесс будет самым трудоёмким в изготовлении и результат ненадёжным. Проще сделать из обычного дешёвого строительного фена, а паяльник ещё пригодится для других целей.

Особенности и предназначение

Для разогрева металлических отводов и специального паяльного вещества необходимо специальное оборудование, которым и является паяльный фен. Устройство способно очень быстро разогреваться до нужной температуры даже с учетом простой конструкции. Благодаря простому строению, с аппаратом может работать и начинающий электрик и профессионал. Для упрощения работы с мелкими деталями применяют также дополнительное оборудование совместно с фенами, но так как цена приборов немалая, то лучшим вариантом будет паяльная станция с феном своими руками. Это оборудование позволит справиться с большинством сложных задач без особых усилий.

По конструкции аппарат устроен так же, как и строительный фен, но обладает меньшей мощностью и более компактными насадками. Чаще всего в комплекте паяльной станции имеется обычный паяльник и термофен. При этом приборы оснащаются регуляторами температурного режима.

Для профессиональной мастерской термофен проще купить, так как он быстро оправдает свою стоимость, и пользоваться таким оборудованием будет удобнее. А если микросхемы необходимо припаивать в домашних условиях и не каждый день, то для этого подойдет самодельная термовоздушная паяльная станция своими руками.

Отличие паяльных фенов

Очень часто радиолюбители задумываются о том, как сделать паяльный фен своими руками, но перед началом сборки необходимо знать принципы и отличия паяльной станции и самого паяльника. Схема устройства состоит из основной и дополнительной части. Основной частью является блок, к которому подключаются паяльники. В зависимости от способа подачи воздуха станции бывают двух видов:

Турбинная — воздушный поток формируется благодаря встроенному кулеру в термофене.
Компрессорная — поток воздуха формируется посредством компрессора, установленного в главном корпусе станции.

При покупке паяльной станции такие особенности имеют большое значение, так как компрессорными создается сильный воздушный поток, и они могут использоваться для работы в труднодоступных местах даже с узкими насадками, а турбинные не способны продавить воздух с необходимой мощностью через узкое отверстие насадок.

https://youtube.com/watch?v=3zE-HDdz2Xs

Работа устройства заключается в нагревании керамического или спиралеподобного элемента, который установлен в термофене, и нагревании воздуха, проходящего через этот элемент. Паяльный термофен может нагревать воздух до температуры в пределах 100—180 градусов, а в современных моделях имеется возможность регулировки температурного порога.

По сравнению с инфракрасными аналогами, термовоздушные станции имеют такие недостатки:

Поток воздуха сдувает мелкие детали.
Неравномерный прогрев поверхности.
Изменение насадок для разного типа работ.

Однако для любителей, такие недостатки несущественны по сравнении с преимуществом в цене.

Термовоздушный паяльник для станции можно изготовить в домашних условиях из обычного бытового фена. При этом по техническим характеристикам он не будет уступать заводскому аналогу. Основными характеристиками такого паяльника являются:

Диаметр наконечника;
Мощность;
Производительность турбины;
Максимальный температурный порог.

Такие параметры напрямую влияют на качество и производительность работы устройства, поэтому при сборке к ним необходимо относиться очень внимательно.

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

Особенности конструкции термофена

С помощью паяльного устройства можно плавить пластиковые детали и метал, который имеет небольшую температуру плавления. Специальная спираль из нихрома разогревает воздух, после этого горячий воздух подается в нужную точку. При конструировании самодельного аппарата необходимо руководствоваться главным параметром — температура нагрева воздуха. В профессиональных устройствах параметр достигает 800 градусов, но если плавка серебра или алюминия не потребуется, то самодельный термофен можно изготовить с температурным порогом до 600℃.

При сборке устройства в домашних условиях также необходимо ориентироваться на экономию средств, а для этого нужно найти детали для сборки. В конструкцию оборудования входят:

Корпус;
Нагревательная часть;
Устройство, посредством которого будет подаваться воздух;
Держатель;
Кнопка включения.

Для улучшения прибора можно заранее предусматривать использование датчика и регулятора температуры, а также установку разных насадок.

Термовоздушные станции

Чтобы заработала термовоздушная паяльная станция, катушка индуктивности потребуется с хорошей проводимостью. Параметр номинальной частоты обязан быть на уровне 44 Гц. Дополнительно следует подобрать качественный регулятор для изменения мощности электроинструмента. В качестве насадки обычно используются контакты. Для стабильности исходящей волны резисторы, как правило, устанавливаются ортогонального типа.

Параметр ширины пропускания у них в среднем достигает 55 мк. Чтобы хорошо работа паяльная станция, модулятор на нее подбирается, исходя из типа катушки индуктивности. Если планируется делать электроинструмент средней мощности, то модулятор, как правило, используется саморегулирующий. Обкладка для него применяется довольно редко. Однако для сохранения линейности многие специалисты советуют использовать специальные операционные блоки. Таким образом, разогрев контакта происходит довольно быстро. Температуру за счет данного элемента удастся повысить максимально до 200 градусов.

Благодаря этому работать со стальными поверхностями станет очень удобно. Разъем для заземления целесообразнее подбирать мультисистемный. В данном случае параметр отрицательного сопротивления не должен превышать 44 Ом. Использовать трехжильные кабеля для подачи электроэнергии специалисты не рекомендует. В этом плане лучше доверится четырехжильным типам.

Как сделать своими руками термовоздушную паяльную станцию

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

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

Паяльный фен своими руками: универсальная схема

Термофен – специальное устройство, которое нагревает место пайки потоком горячего воздуха.

Проще всего собрать прибор с феном на вентиляторе, а в качестве нагревателя использовать спираль.

Универсальная паяльная станция с феном

Если покупать нагреватель механический, то он достаточно дорогой. И при резких перепадах температур может простой треснуть. Не все могут самостоятельно сконструировать компрессор. В качестве поддувала можно использовать обычный малогабаритный вентилятор. Подойдёт кулер от домашнего ПК. Для знакомства с устройством такого прибора изучим схему паяльной станции своими руками.

Схема паяльной станции с феном состоит из основного блока и манипулятора-термофена, в котором происходит нагревание воздуха

Вентилятор расположим около термофена. К нему аккуратно присоединяем трубку для подачи тёплого воздуха. На торце кулера вытачиваем отверстие под сопло. С противоположной стороны кулер необходимо закрыть, чтобы обеспечить необходимую тягу.

Для более точечного направления тёплого воздуха можно приобрести готовые насадки на сопло термофена

Теперь подошла очередь сборки нагревательного элемента. Для этого необходимо накрутить нихромовую проволоку спиралью на основание нагревателя. Причём витки обязательно не должны касаться друг друга. Витки наматываются с учётом того, что сопротивление должно быть 70-90 Ом. Основание выбирают с плохой теплопроводностью и хорошей стойкостью к большим температурам.

Приступаем к поиску деталей для сопла. Лучше всего для этого подойдёт труба из керамики или фарфора. Оставляем небольшой зазор между стенками сопла и спиралью. Сверху поверхность обматываем изоляционными материалами. Можно использовать асбестовый слой, стекловолокно и т.д. Это увеличит высокое КПД фена, а также позволит брать его руками, не получив ожог. Крепим нагревательный элемент так, чтобы воздух подавался в трубку, а нагреватель находился точно посередине внутри сопла.

Система управления паяльной станцией

Для сборки системы управления самодельной паяльной станции типа фен своими руками в ней необходимо разместить два реостата: один регулирует входящий поток, другой − мощность нагревательного элемента. А вот выключатель обычно делается один как для нагревателя, так и для нагнетателя.

Варианты подключения системы управления к термофену.

Здесь очень важно правильно подключить провода, чтобы они соотносились с реостатами. Затем присоединяем термофен так, чтобы провода соответствовали нужным реостатам и выключателю. Затем присоединяем термофен так, чтобы провода соответствовали нужным реостатам и выключателю

Затем присоединяем термофен так, чтобы провода соответствовали нужным реостатам и выключателю

Затем присоединяем термофен так, чтобы провода соответствовали нужным реостатам и выключателю.

Сборка и настройка работы паяльной станции

Мощность паяльной станции, как мы уже замечали выше, обычно находится в пределах от 24 до 40 Ватт. Однако если вы планируете паять шины питания и проводники, то мощность прибора должна быть увеличена от 40 до 80 Ватт.

А вот паяльные инструменты на 100 Ватт и больше, как правило, используют для крупногабаритных конструкций из цветмета, которые, в принципе, обладают значительной теплопроводностью

Подробнее о том, как паять феном от паяльной станции, смотрите в этом видео.

Watch this video on YouTube

Схема электропитания паяльного фена

В отличие от предыдущего, этот фен питается от одного источника питания, что упрощает эксплуатацию фена. Однако нужно признать, что такая организация питания несколько снижает функциональность изделия и значительно усложняет конструкцию.

Основой схемы служит параметрический стабилизатор напряжения, собранный на элементах: VT1, D5, D6, D7 и R1. Он обеспечивает стабилизацию напряжения питания вентилятора фена, в то время как напряжение основного источника питания может меняться для регулировки температуры воздушного потока.

Для изменения скорости воздушного потока используется переключатель SA1, имеющий два положения 8 и 12 Вольт.

От превышения предельно-допустимого напряжения вентилятор защищают предохранитель FU1 и защитный диод D8 (Suppressor). Если по какой-то причине напряжение питания вентилятора достигнет 13-14 Вольт, супрессор откроется, а предохранитель перегорит и разорвёт цепь питания вентилятора.

Предвосхищая вопросы по поводу использования параметрического стабилизатора, вместо линейного или импульсного, сразу внесу ясность. Если использовать для питания фена переменный ток, то пиковое напряжение источника питания может превысить предельно-допустимое напряжение для большинства недорогих микросхем. Например, при напряжении переменного тока 30 Вольт, пиковое составит:

30 * √2 ≈ 42(Вольт)

Это чертёж Печатной Платы (далее ПП), которую можно изготовить одним из этих методов: «Метод ЛУТ наоборот», «Метод высококачественного термопереноса».

Замечу, что ПП была разработана под давно забытую технологию изготовления плат на основе пустотелых заклёпок – пистонов. Поэтому, все дорожки имеют вид прямых линий.

А это плата питания вентилятора фена в собранном виде.

Так как транзистор стабилизатора может рассеивать мощность до 24 Ватт, он установлен на радиатор. Радиатор может быть изготовлен из листового алюминиевого сплава, например, из алюминиевой консервной банки. Общая толщина набора пластин радиатора должна быть не меньше 1,5мм. Между транзистором и отдельными пластинами нужно нанести слой теплопроводной пасты.

Для подключения выводов спиралей нагревателя были использованы латунные вкладыши электротехнических клеммников.

Пролог

В прошлом, для всяких «термических технологий», (конечно, кроме пайки и демонтажа радиодеталей), я использовал небольшую зажигалку с форсункой. Но, газовая горелка, в плане получения горячей струи воздуха, имеет ряд недостатков. С её помощью нельзя плавно регулировать температуру, величина факела зависит от количества газа в резервуаре, открытое пламя может стать причиной возгорания, ну и наконец, необходимо покупать газ в баллончиках.

Так что, решено было изготовить небольшой фен из всякого хлама, который можно найти в закромах самодельщика. Дополнительным стимулом к изготовлению данного девайса стала цена фабричного фена, которая у нас начинается примерно с 30$.

Замечу, что во время сборки и тестирования сабжа я построил ещё одну, пока умозрительную, модель фена большей мощности. Так что, если вам нужен более серьёзный агрегат, следите за новыми публикациями.

Инфракрасная

Инфракрасную станцию также вполне реально изготовить самостоятельно. Для этой цели понадобится:

паяльник;
блок питания от ПК;
автомобильный прикуриватель.

Блок питания можно использовать старый. Понадобится только одна рабочая линия с напряжением в 12 вольт. Особой мощности не требуется. От паяльника понадобится только деревянная ручка. Ее можно использовать и от любого другого прибора или изготовить самостоятельно. Первым делом необходимо разобрать прикуриватель, чтобы добраться до нагревательного элемента, который находится внутри. На фото показано, как он выглядит.

Следующая задача заключается в том, чтобы закрепить ручку от прикуривателя на рукоятке от паяльника. Для этого можно воспользоваться клеем. Далее необходимо просверлить отверстие в ручке от прикуривателя, чтобы через отверстие можно было подвести питающие провода. Когда провода подведены, можно собрать модуль прикуривателя с керамической проставкой, как показано на фото ниже.

Закрепить всю конструкцию на рукоятке можно с помощью дополнительной металлической пластины. Когда все готов провода подключаются к блоку питания на вывод в 12 вольт. Готовый вариант мини-станции показан ниже на фото.

Станция получается компактной, поэтому ее легко транспортировать и можно запитать от любого источника, который способен выдать 12 вольт постоянного тока. Это может быть даже аккумулятор, поэтому станция получилась полностью автономной. Если собрать небольшой блок из литий-ионных аккумуляторов 18650 с преобразователем на 12 вольт и установить контроллер зарядки, то цены такой станции не будет.

Нагрев мини-станции происходит практически моментально, а максимальная температура может превышать 400 градусов. Выпайке поддаются небольшие элементы, например, конденсаторы и транзисторы, как видно на фото ниже.

Расстояние до платы при пайке должно быть не меньше 10 мм. Кроме миниатюрных SMD элементов, станция с легкостью справляется и с микросхемами в корпусах SOEC. На фото ниже видно прямое тому доказательство.

Также без особых сложностей можно выпаять и более крупные компоненты. Станцию можно немного доработать, чтобы получился удобный вариант для работы. Одним из модулей, который легко использовать дополнительно является диммер, как видно на фото ниже.

Его предназначением является возможность регулировка мощности паяльной станции. В качестве источника питания можно использовать не блок питания от ПК, а блок питания для светодиодной ленты, как видно на фото ниже. Его легко приобрести в любом магазине электротоваров. Общая мощность станции составляет примерно 50 Вт, сила тока, которая потребуется для ее работы достигает 6 ампер. Это стоит учитывать при выборе блока питания.

Минусом такой паяльной стации можно считать отсутствие контакта с элементом, который подвергается пайке. Из-за этого нет возможности убрать излишек припоя, а также невозможно поправить деталь, если она была спозициоинрована со смещением, а припой еще не остыл. Желательно предусмотреть отдельную кнопку включения на рукоятке, которая предотвратит перегревание прикуривателя. Во время работы такой станцией, необходимо держать манипулятор под углом в 90 градусов к элементу, который паяется. Это даст возможность воздействовать на него всей областью нагревателя равномерно.

Дополнительно для успешной пайки мелких элементов понадобится набор пинцетов. Их губки обязательно должны быть острыми, чтобы было легче захватывать миниатюрные компоненты. Кроме того, не обойтись без устройства, которое называется «третья рука». Есть множество его вариаций, но основное предназначение везде одинаковое. Оно заключается в удержании припаиваемых проводов или целых микросхем. Чтобы было легче рассмотреть мелкие компоненты, необходимо хорошее увеличительное стекло или микроскоп. Неотъемлемой частью инструментария мастера является хорошее освещение. Желательно, если оно будет основано на светодиодах, которые не имеют мерцания при работе. Во время пайки с использованием станции не обойтись без флюса. Это специальный раствор, который улучшает адгезию и очищает металл для пайки. Вариант инфракрасной паяльной станции с нижним подогревом также можно собрать самостоятельно. Об этом есть видео ниже.

Виды паяльных станций

Современный рынок предлагает радиолюбителям огромное количество всевозможных видов аппаратуры для пайки с разной комплектацией.

В большинстве случаев станции для пайки делятся на:

Контактные станции.
Цифровые и аналоговые устройства.
Индукционные аппараты.
Бесконтактные устройства.
Демонтажные станции.

Первый вариант станций представляет собой паяльник, подключенный к блоку регулировки температуры.

Электрическая схема паяльной станции.

Контактные паяльные устройства делятся на:

устройства для работы со свинцовосодержащими припоями;
устройства для работы с безсвинцовыми припоями.

Устройства для пайки, позволяющие плавить безсвинцовый припой, обладают мощными нагревательными элементами. Такой выбор паяльников обусловлен высокой температурой плавления припоя без свинца. Безусловно, благодаря наличию регулятора температуры, подобные аппараты применимы для работы со свинцовосодержащим припоем. Аналоговые аппараты для пайки регулируют температуру жала при помощи термодатчика. Как только наконечник перегревается, питание отключается. При остывании сердечника питание вновь подается на паяльник и начинается нагрев.

Цифровые устройства управляют температурой паяльника при помощи специализированного ПИД регулятора, который в свою очередь подчиняется своеобразной программе, заложенной в микроконтроллер.

Отличительной особенностью индукционных устройств является нагрев сердечника паяльника при помощи импульсной катушки. В процессе работы происходят колебания высоких частот, образующие в ферромагнетиковом покрытии аппаратуры вихревые токи.

Остановка нагрева происходит из-за достижения ферромагнетиком точки Кюри, после которой меняются свойства металла и прекращается эффект от воздействия высоких частот.

Бесконтактные аппараты для пайки делятся на:

инфракрасные;
термовоздушные;
комбинированные.

Самодельная инфракрасная паяльная станция состоит из нагревательного элемента в виде кварцевого или керамического излучателя. Инфракрасные паяльные станции, по сравнению с термовоздушными, обладают следующими ощутимыми преимуществами:

отсутствие необходимости в поиске насадок на паяльный фен;
хорошо подходят для работы со всеми видами микросхем;
отсутствие термической деформации печатных плат из-за равномерного прогрева;
радиодетали не сдуваются воздухом с платы;
равномерный прогрев места пропая.

Зависимость температуры от времени пайки. В большинстве случаев инфракрасные аппараты состоят из:

верхнего керамического или кварцевого нагревателя;
нижнего нагревателя;
стола для поддержки печатных плат;
микроконтроллера, управляющего станцией;
термопар для контроля текущих температур.

Термовоздушные станции для пайки используются для монтажа радиодеталей. В большинстве случает термовоздушными станциями удобно паять компоненты, находящиеся в SMD корпусах. Такие детали имеют миниатюрные размеры и хорошо паяются по средствам подачи на них горячего воздуха из термофена.

Комбинированные устройства, как правило, сочетают в себе несколько видов паяльного оборудования, например, термофен и паяльник.

Демонтажные станции комплектуются компрессором, работающим на втягивание воздуха. Такое оборудование оптимально подходит для снятия излишков припоя или демонтажа ненужных компонентов на печатной плате.

Все мало-мальски приличные станции для пайки компонентов в разных корпусах, имеют в наличие такое дополнительное оборудование:

лампы подсветки;
дымоуловители или вытяжки;
пистолеты для демонтажа и всасывания излишков припоя;
вакуумные пинцеты;
инфракрасные излучатели для прогрева всей печатной платы;
термофен для прогрева определенного участка;
термопинцет.

Запуск паяльной станции

Первый запуск с высоковольтной частью:

Подключаем термопару фена и турбинку к основной плате.
Подключаем лампу накаливания 220v, вместо нагревателя фена, к высоковольтной платке.
Включаем станцию,запускаем фен кнопкой “Fen ON” – лампа должна засветится. Выключаем.
Если не “бахнуло”, и симистор не горячий (желательно закрепить на радиатор) – подсоединяем нагреватель фена.
Запускаем станцию с феном. Любуемся работой фена. Если есть посторонний звук (писк, скрежет) в районе симистора – подбираем конденсатор C3 в снаббере симистора, от 10 до 100 нанофарад. Но буду честен, и скажу сразу – ставьте 100n.
Если есть разница в показаниях температуры фена – можно подкорректировать резистором R14 в обвязке ОУ.

Паяльная станция с феном своими руками

Фен из паяльника