Паяльная станция: применение, основные виды и рекомендации по выбору, изготовление своими руками

Обновлено: 15.05.2024

Не только начинающие радиолюбители, но и опытные мастера испытывают определенные трудности при пайке радиоэлектронных элементов недорогими паяльниками без терморегуляции. Ведь можно столкнутся с таким явлением, как перегрев жала прибора, что ведет к окислению припоя, образованию нагара на меди, и вследствие к плохому термическому контакту с оловом на плате и ножкой элемента, или же к излишнему нагреву платы и отслоению дорожек на ней. В этой статье мы рассмотрим, как сделать паяльную станцию своими руками, предоставив все необходимые схемы сборки, фото и видео материалы.

Шаг 1 — Делаем контактный паяльник

Этот вариант можно назвать самым простым и довольно бюджетным. Данная конструкция регулирует напряжение на паяльнике, соответственно изменяя и температуру жала. Но при этом способе регулировки нету обратной связи с жалом, то есть о его температуре мы можем судить только по внешним показателям. Однако и это существенно улучшает качество пайки. Если вы планируете соединять крупные детали, то мощность, подаваемую на паяльник, можно увеличить, если же более мелкие, то уменьшить, что очень удобно.

В качестве регулятора напряжения советуем использовать диммер для освещения (светорегулятор). Единственный недостаток данной идеи самодельной паяльной станции — это слишком большой диапазон для установки температур. Ведь мощность в диммере регулируется почти от 0 до максимума, в то время как нам не нужно убавлять мощность больше чем в 2 раза. Но можно переделать схему, добавить резистор «тонкой настройки» в дополнение к основному.

Схема сборки паяльной станции в домашних условиях:

В этой схеме использован выпрямительный мост, что позволит поднять напряжение со стандартных 220 вольт на входе до 310 Вольт на выходе нашей самодельной паяльной станции. Это будет актуально сделать для тех домашних мастеров, у которых электрическое напряжение в доме низкое, из-за чего паяльник не нагревается до рабочей температуры. При отсутствии в наличии диммера, можно собрать его самостоятельно, как это сделать, и что для этого надо мы рассматривали в нашей статье про самодельный светорегулятор.

Шаг 2 — Собираем воздушный паяльник

Иногда при пайке, возникает необходимость замены SMD элементов и паяльник с жалом слишком велик и неудобен для этого. Для этих целей применяется специальный воздушный фен. Принцип его работы аналогичен домашнему фену — поток воздуха принудительно продувается через разогретый элемент и переносится к месту пайки, разогревая припой бесконтактно, равномерно, и не в одной точке, а в некоторой области.

Воздушный паяльник можно сделать из обычного, вставив вместо жала трубку от антенны, подходящую по размерам. Далее необходимо закрыть все отверстия, предусмотренные для охлаждения. Например, с помощью термостойкой бумаги и мотка медной проволоки, как показано на картинке.

Принудительная подача воздуха происходит аквариумным компрессором, с помощью трубочки для капельниц через часть, куда подключается сетевой шнур.

Более затратный метод регулирования температуры на горячем конце паяльника — это поддержание выставленных градусов на нем. Для этого возле жала дополнительно устанавливается термопара, в одной из наших статей мы рассказывали, как сделать терморегулятор своими руками.

Совместив наши самоделки, можно сделать универсальную паяльную станцию, которая будет держать выставленную температуру, что очень удобно и соответствует функционалу недешевых покупных моделей.

Другой вариант — сделать бесконтактную инфракрасную паяльную станцию из керамического патрона для лампы и спирали из нихрома, подключенной к понижающему трансформатору и диммеру для удобной регулировки. Можно также применить и терморегулятор.

Как работать с инфракрасной паяльной станцией можно посмотреть в видео ниже, там же узнать и про нюансы работы с ним:

Обзор самоделок на Arduino

Ну и напоследок рекомендуем вам ознакомиться с более сложными схемами сборки самодельной паяльной станции на базе платформы Ардуино:

Надеемся, что рассмотренные способы вам понравились. Осталось только выбрать наиболее подходящий вариант и воплотить его в жизнь.

Обыкновенный паяльник является очень простым инструментом для несложного ремонта бытовых приборов, пайки проводки и других операций. Поломка различных устройств - достаточно частое явление, и без замены элементов схемы не обойтись. В этом случае возможно применение обыкновенного паяльника для ремонта, однако, если деталь нельзя перегревать, то на помощь приходят паяльные станции.

Применение и виды паяльных станций

Паяльная установка (паяльная станция) - разновидность специализированного оборудования, которое применяется в радиотехнике для пайки простых и сложных схем и способно оказывать непродолжительное тепловое действие на радиодеталь.

Очень часто встречаются случаи, когда деталь выходит из строя во время перегрева при демонтаже. Для решения этой проблемы необходимо использовать флюсы для мгновенной передачи температуры и кратковременного воздействия. В этом случае при демонтаже простой детали можно воспользоваться и обыкновенным паяльником, ведь не имеет смысла тратить деньги на паяльную станцию. Если необходимо выполнить демонтаж исправной микросхемы с одной платы и припаять ее на другую, то при осуществлении операции обыкновенным паяльником очень высока вероятность механического повреждения или перегрева.

Для этих целей и используют ПС, которые превращают работу не в мучения, а в приятное занятие. Моделей этого оборудования очень много и каждая может содержать определенные компоненты:

Прибор для контроля режимов работы или управляющий модуль.
Паяльник с регулируемой температурой.
Термостойкий пинцет из специального сплава (для пайки smd-компонентов).
Фен для группового подогрева элементов схемы.
Источник теплового излучения высокой мощности.
Оловоотсос(удаление лишнего олова).
Различные принадлежности для комфортной пайки.

Минимальная комплектация состоит из паяльника, управляющего модуля и держателя для паяльника.

Классификация и особенности устройств

Контактные ПС наиболее распространены и представляют собой паяльник с возможностью регулировать температуру нагрева. Их можно разделить на 2 категории:

Для работы с оловянно-свинцовыми припоями.
Для припоя без примесей свинца с нагревательным элементом с мощностью до 160 Вт. Благодаря регулятору температуры возможно применение для пайки припоем со свинцом.

Они бывают аналоговые и цифровые. Температура у аналоговых ПС повышается до тех пор, пока нагревательный элемент не нагреется полностью, а после этого питание отключается. При остывании происходит включение питания и температура снова увеличивается до определенного показателя. Для отключения питания в схему вмонтировано электромагнитное реле, которое завязано на термодатчик. Основным преимуществом является низкая стоимость. Благодаря такому устройству этой станции точное регулирование нагрева изменять нельзя, что приводит к перегреву деталей и частой смене жала.

Принцип регулировки цифровой станции происходит за счет регулировки температуры PID-регулятором, управляемым с помощью вшитой программы в микроконтроллер. Этот вид обладает более точным способом контроля нагрева относительно своего аналогового собрата.

В индукционных ПС нагрев происходит благодаря индукционной импульсной катушке. Под действием тока высокой частоты она генерирует вихревые токи в покрытии ферромагнетика.

Нагревание происходит до полного изменения магнитных свойств ферромагнетика (точки Кюри), после чего нагрев прекращается.

Бесконтактные применяются в основном для демонтажных работ и замены деталей с большим количеством выводов. Существует несколько видов ПС такого типа:

Инфракрасные станции — профессиональное дорогостоящее оборудование, в комплект которого входит элемент из керамического или кварцевого излучателей. Имеют ряд достоинств: работа со сложными компонентами, универсальность, радиодетали не сдуваются с платы, равномерный нагрев.
Паяльная станция с феном (термовоздушная) используется для равномерного разогрева деталей потоком горячего воздуха.
Комбинированные сочетают в своей комплектации фен и паяльник.

Демонтажные ПС применяются для удаления с платы олова и быстрого съема деталей без перегрева последних.

Критерии выбора и рекомендации

Для выбора ПС необходимо четко понимать технические и конструктивные параметры, а также все слабые и сильные стороны. Основные характеристики выбора:

Нагревательный элемент бывает керамический и нихромовый. Первый нагревается достаточно быстро и за счет термостабилизации служит достаточно долго. Нихромовый стоит меньше, но часто выходит из строя.
Диапазон терморегулятора позволяет точно производить контроль за температурными показателями (не ниже 250 градусов по Цельсию).
Скорость нагревания.
Мощность является основным параметром ПС и определяет сферу применения.
Габариты.
Напряжение питания устройства.

Существует достаточное количество моделей ПС, и очень сложно определиться с выбором конкретного устройства. Самый главный совет: выяснить, для каких целей нужно применять, и наличие финансовых средств.

Для обыкновенной пайки могут подойти контактные ПС. Температура жала или рабочего элемента регулируется с помощью переменного резистора в блоке питания от 250 до 350 градусов по Цельсию. Оптимальные модели: AOYUE - 936, AOYUE - 936, Lukey - 936+.

Для ПС без применения свинца используется мощность от 75 до 170 Вт. Не могут применяться для ремонта плат с миниатюрными SMD-элементами. Модели, получившие широкое распространение: Goot PX-501, GOOT RX-802AS, AOYUE 2900 и GOOT RX-852AS.

Термовоздушные используются для работы с миниатюрными элементами и отлично зарекомендовали себя. Труднодоступность и перегрев для этой модели не являются преградами, потому что процесс распайки происходит благодаря горячему воздуху, который генерируется компрессором и проходит через нагревающий элемент, причем температура последнего регулируется. Недостатком является невозможность применять с большими BGA- микросхемами. Модели, отлично зарекомендовавшие себя: ATTEN AT860D, Lukey 850D, AOYUE 857A++.

Комбинированная из термовоздушных получившая широкое применение - это Lukey 852 D+, но есть и неплохие варианты из серии AOYUE.

В состав демонтажных станций входит компрессор, работающий на всасывание. Среди распространенных моделей нужно отметить: AOYUE 2702A+ и AOYUE 474A+.

Самыми распространенными ПС являются инфракрасные. Их основное предназначение - для монтажа и демонтажа микросхем среднего и крупного размеров. Они широко применяются для ремонта компьютерной техники.

Однако многие радиолюбители могут сделать нормальную ПС и своими руками, ведь в интернете предоставлено много самоделок.

Паяльная станция на микроконтроллере

Позволить купить нормальную ПС может не каждый радиолюбитель. Если есть знания в электротехнике, а также возможность достать радиодетали, программатор и микроконтроллер, то появляется шанс сделать свое устройство. Сборка своей собственной ПС имеет положительные моменты: экономия денег и повышение уровня мастерства.

Устройство, печатная плата и схема

Изготовление ПС своими руками включает в себя: схему устройства, создание платы, программирование микроконтроллера, изготовление паяльника, фена, блока питания, монтаж и настройка.

Схема 1 - Схема электрическая принципиальная ПС

Схема не очень сложная, и человек, владеющий твердыми знаниями, может ее собрать, к тому же есть интернет, в просторах которого можно найти любой ответ на любой вопрос. Детали несложно достать в специализированных магазинах. Перечень деталей:

микроконтроллер - основной элемент: Atmega328p или аналог;
LCD-дисплей;
LM358;
опторазвязка: MOC3063;
IRFZ44N (2 шт);
симистор: BT138;
стабилизаторы: L7812CV и L7805CV;
потенциометр: 10К (3);
переменный резистор: 10К (3);
резистор: 22к;
светодиод: 3 мм, 20мА (2);
резонатор: 16 Мгц;
smd-резисторы: 220 (2), 10к (4), 220к (2);
smd-конденсатор: 1 мкф (3 шт.);
переключатель: 3 штуки;
гнездо: GX16 5 pin и 8 pin;
импульсный блок питания 24В, >3А.

Для монтажа деталей необходимо создать специальную монтажную плату (рисунок 1). В интернете есть много способов такой процедуры. Широкое распространение получила технология ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Для этого нужна программа, благодаря которой создается плата; лазерный принтер (печатать на максимальном качестве) и утюг (для переноса рисунка на плату). После чего она травится в хлорном железе, высушивается, и в ней просверливаются отверстия.

Рисунок 1 - Пример монтажной платы для ПС своими руками

Нужно обязательно прошить (закачать программу на микроконтроллер) перед установкой его на плату. Текст программы для прошивки контроллера можно написать самому или же воспользоваться готовым. Существует множество интернет-ресурсов обучения программированию для специализированного написания программного обеспечения для прошивки контроллеров. Есть возможность заказать все готовое, и остается только собрать.

Особенности конструкции и настройка

Микроконтроллер отвечает не только за управление ПС, но и выводит информацию на дисплей. Управление очень простое и завязывается на 3-и переменных резистора (10к и 0,5 Вт): первый отвечает за температуру, второй - температуру фена, а третий - обороты кулера.

Светодиоды примерно на 20 мА, мощные не использовать, так как фен работает некорректно.

Паяльник необходимо брать 40 Вт (Ya Xun), штекер которого имеет 5 пинов. Этот паяльник имеет встроенную термопару (именно с термопарой, а не термистором), и нужно соблюдать полярность (вызовет неконтролируемый нагрев).

В качестве блока питания можно использовать зарядник для ноутбука 24 В и 2 А (лучше 4-5А). В них есть стабилизация напряжения, защита от короткого замыкания, и недорого стоит. Подойдет и БП для светодиодных лент на 24 В и силой тока от 1 А.

Силовые компоненты схемы крепятся на радиатор, предварительно сажаются на термопасту. К плате подключается кулер на 12 В.

Тестирование или настройка производится мультиметром с термопарой. Для этого нужно выставить на ПС температуру (фена и паяльника) и измерить ее прибором, если примерно температуры совпадают, то все собрано правильно. В противном случае необходимо все полностью перепроверить и устранить ошибки.

Самодельная модель ПС обладает рядом достоинств, среди которых низкая цена. Кроме того, не уступает некоторым заводским моделям, а некоторых даже и превосходит. Существует возможность регулировки системы охлаждения.

Таким образом, для выбора паяльной станции необходимо четко знать задачи, которые она должна выполнять. Для начинающих радиолюбителей могут подойти недорогие модели, а для профессионалов - специализированное оборудование. Существует вариант самодельной комбинированной ПС, собранной на микроконтроллере. В любом случае выбор остается за вами.

В жизни каждого домашнего мастера может возникнуть ситуация, когда решить ту или иную задачу можно наиболее эффективно только с помощью паяльного оборудования. Необходимо правильно выбрать это устройство, ведь хочется, чтобы приобретенное оборудование без каких-либо осложнений помогло удовлетворить возникшую потребность.

Каждому понятно, что без знания технических характеристик паяльного оборудования крайне сложно выбрать среди всего разнообразия подобных устройств наиболее подходящий вариант.

Важно помнить, что качество пайки зависит не только от исполнения паяльника, но и от особенностей прилагаемых к нему комплектующих, которые у самой бюджетной модели представлены контрольно-управляющим модулем и пружинным держателем.

Для удовлетворения бытовых потребностей такой паяльный прибор подходит лучше всего. Он сможет поддерживать в процессе работы необходимую температуру для эффективного выполнения операций, а также защитит от перегрузок и статики.

Если сравнить паяльный прибор в подобной комплектации со стандартной паяльной станцией специального назначения, то можно узнать, что по дополнительной оснастке оба этих прибора ничем не отличаются. Последняя обычно поставляется с термопинцетом, феном локального подогрева, тепловым излучателем, вакуумным пинцетом и вспомогательной арматурой.

Классификация паяльных приборов

Паяльная станция позволяет выполнять узкоспециализированные задачи, поэтому она более предпочтительна. Эти устройства можно классифицировать в зависимости от целей использования. Именно они и определяют комплектационный набор конкретной модели. Существует несколько видов паяльных устройств:

Термовоздушная. Прибор, который поставляется с феном и позволяет выполнять пайку горячим воздухом.
Индукционная. Небольшое по размерам устройство, которое, несмотря на это, обладает довольно большим рабочим потенциалом и выносливостью.
Импульсная. Предназначена для монтажа и демонтажа современных схем.
Инфракрасная. Наиболее подходящий вид устройств для проведения в домашних условиях ремонта мобильного телефона или планшета.

Технологические особенности применения

На основании такого признака, как тип пайки, эти устройства можно разделить на две основные группы — свинцовые и бессвинцовые.

Свинцовые станции

В конструкции устройств, предназначенных для свинцовой пайки, предусмотрен специальный модуль, позволяющий выбирать желаемый уровень нагрева жала. Они могут быть выполнены в двух вариантах — использующих для работы электроэнергию и в виде станций индукционного типа.

Говоря об индукционных станциях, нужно отметить, что возможность использования этих устройств для выполнения необходимых манипуляций обеспечивает переменное магнитное поле.

В процессе работы обработка каждого элемента пайки выполняется с индивидуально подобранной мощностью, что делается в автоматическом режиме. Такая возможность заложена производителем в самом приборе, он может без участия пользователя определить теплоемкость компонента пайки.

Индукционные станции для пайки более удобны в эксплуатации и имеют высокий уровень теплоотдачи.

Бессвинцовые станции

Если требуется выполнить пайку мелких элементов схемы или труднодоступных компонентов, то в этом случае используют способ бесконтактной пайки. По такому принципу работают термовоздушные и инфракрасные паяльные станции.

Работа инфракрасного оборудования для пайки осуществляется за счёт использования свойств инфракрасных лучей, вырабатываемых керамическими или кварцевыми элементами. Станции инфракрасного типа используются главным образом для монтажа и демонтажа элементов компьютерных схем и материнских плат.

В основу работы станций термовоздушного типа положен принцип точечной передачи горячего воздуха. Благодаря этому они могут без особых усилий прогревать труднодоступные элементы, не задев при этом соседние контакты.

Чаще всего работники мастерских по ремонту бытового электронного и мобильного оборудования используют именно этот вид паяльных устройств.

Эксплуатация различных видов паяльного оборудования

Ввиду разнообразия разновидностей паяльного оборудования подобрать прибор для пайки, максимально удовлетворяющий стоящим задачам, бывает непросто. Собираясь приобрести ту или иную модель, советуем первым делом изучить их технические возможности и рекомендованную производителем область применения.

Домашние мастера, которым приходится выполнять мелкие операции паяльником, часто оказываются в ситуации, когда происходит перегрев чувствительных элементов прибора, но ничего поделать с этим не могут из-за отсутствия возможности правильно настроить температуру рабочего жала.

Тем, кто сталкивается с этим достаточно часто, обязательно стоит подумать о том, чтобы приобрести именно паяльную станцию с феном взамен обычного паяльника.

Такие станции поставляются с блоком питания, который позволяет по своему усмотрению настраивать напряжение, а также температурный режим прибора.

Однако не стоит рассчитывать, что после покупки паяльной станции с системой термостабилизации вы сможете обеспечить для себя комфортные условия работы. Прежде чем остановить выбор на определенной модели, необходимо сравнить все предлагаемые станции по такой характеристике, как мощность. Особенно об этом нужно побеспокоиться мастерам, которые собираются использовать тугоплавкие припои.

Если этому моменту не уделить внимание, то во время работы такой станцией могут возникнуть следующие негативные последствия:

вследствие превышения допустимой температуры пайки компоненты схемы начнут перегреваться;
из-за сильного перегрева значительно уменьшится срок службы жала паяльника;
резко сократится долговечность нагревательного элемента;
постоянный перегрев дорожек на плате;
низкое качество пайки.

Если подобные ситуации приходится наблюдать довольно часто, то стоит подумать о замене используемого оборудования на специальные устройства для бессвинцовой пайки. Они не только обладают более высоким показателем мощности, но и могут быть использованы и для свинцовой пайки.

Способы управления паяльными приборами

Помня о том, что именно паяльные станции чаще всего используются при изготовлении и ремонте электроники и в них заинтересованы не только профессионалы, но и любители, производители решили создать для них новый тип устройств, обладающих более широким функционалом и сочетающим возможности оборудования разных типов.

Одна из особенностей таких устройств заключается в том, что к ним можно подключить несколько модулей, превращающих их в устройства для выполнения контактной или бесконтактной пайки, а также совершения других операций благодаря прилагаемому комплекту насадок и наконечников.

Рассматривая различные модели оборудования для пайки, необходимо особое внимание обратить на способ управления станции. В зависимости от этого можно выделить два типа устройств — цифровые и аналоговые.

При использовании приборов аналогового типа обязательно постоянное присутствие рядом с ними мастера, поскольку по достижении определенной температуры прибор должен быть отключён, иначе это приведет к перегреву паяльного жала.

В то же время у обесточенного устройства температура начинает снижаться и для возобновления пайки придётся подождать некоторое время, пока температура опять не поднимется до рабочей температуры.

В цифровых станциях работу поддерживает специальное программное обеспечение, которое следит за температурой нагрева жала и регулирует его при необходимости.

Из этого следует, что лучше всего выбирать для пайки устройства с цифровым режимом контроля, ведь в этом случае мастер может рассчитывать на более стабильный и точный уровень поддержания необходимой температуры.

Принципы выбора паяльных устройств

Современное оборудование для пайки предназначено для выполнения качественного соединения элементов. И для того чтобы оно могло наиболее эффективно справляться с этой задачей, при его выборе необходимо обращать внимание на следующие конструктивные и технические особенности:

Тип нагревательного элемента. На сегодняшний день в магазинах можно приобрести два вида паяльных устройств в зависимости от используемого в них типа нагревателя — керамические и нихромовые. Керамическим нагревателям требуется минимум времени для нагрева, однако, они отличаются неустойчивостью к неравномерному прогреву и могут треснуть. Однако если паяльное оборудование оснащено системой термостабилизации, то такие нагреватели могут демонстрировать хорошую теплоотдачу, высокую мощность и долговечность. По сравнению с ними нагреватели из нихрома не обладают столь длительным сроком службы, поэтому выбирать их следует, если прибором для пайки планируется пользоваться нечасто. Главное достоинство нагревателей из нихрома — более низкая цена по сравнению с керамическими.
Диапазон регулируемых температурных режимов.
Скорость разогрева.
Мощность. Для обеспечения качественной работы паяльного оборудования необходимо учитывать цели его использования. Если говорить конкретнее, то нужно учитывать тип пайки, который нужно выполнить, а также компоненты, с которыми предстоит работать. Исходя из этого, становится понятно, что именно на мощность нужно обращать в первую очередь внимание при выборе станции. Особенно об этом следует помнить тем покупателям, которые выбирают оборудование для ремонта чувствительных видов аппаратуры — навигаторов, планшетов и пр.
Напряжение.
Эргономические параметры — форма, размеры и вес.

А также не следует оставлять без внимания и объективные факторы, которые смогут помочь в выборе подходящего устройства для пайки:

Если исходить из действующих в мире стандартов, то все работы, связанные с изготовлением и ремонтом электроники, должны проводиться с использованием метода бессвинцовой пайки. Поэтому в выбираемом оборудовании максимальный температурный режим не должен превышать отметку 250 градусов Цельсия.
Расположение микросхем в корпусе типа BGA. На первый взгляд может показаться, что в этом есть определенный смысл, ведь так можно уменьшить габариты изделия. Но в то же время возникает и негативный момент — пайка становится более трудоемкой операцией из-за труднодоступности компонентов.

Другие важные моменты выбора

Невзирая на то, какой тип паяльного оборудования вы решили приобрести, вы в любом случае должны позаботиться о наличии запасного комплекта сменных жал.

Рабочие жала для станции могут иметь различную форму и площадь краев, которые в свою очередь могут повлиять на конечный результат.

Дело в том, что с увеличением площади края улучшается теплообмен во время пайки. К тому же форма жала может ограничить перечень элементов, которые с его помощью можно обрабатывать, а также максимально допустимый температурный режим.

Всё это учитывают хорошие производители и заботятся о том, чтобы используемые для изготовления паяльных жал материалы обладали хорошей теплоотдачей.

Домашние мастера, которым приходится работать паяльником, не всегда довольны получаемым результатом. Дело в том, что с помощью обычного паяльника не всегда можно наиболее эффективно и качественно выполнить ту или иную задачу.

Именно поэтому специалисты советуют приобрести специальную паяльную станцию, которая благодаря своим техническим и конструкционным особенностям может помочь добиваться более качественного результата с меньшими временными затратами.

Выбирая устройство для пайки, нужно также не забыть и про жала для работы. Учитывая, что это один из главных рабочих элементов, он также может в значительной степени повлиять на конечный результат.

Читайте также: