Простая и доступная паяльная станция своими руками

В предыдущих своих роликах Роман (автор YouTube канала «Open Frime TV») показывал, как он самостоятельно собирал паяльник и фен, а также, что и куда подключать. На данный момент проект претерпел существенные изменения, и автор решил поделиться своей доработкой.

Начнем, пожалуй, с паяльника. В предыдущей версии все было очень просто. Стоит компаратор, который сравнивает напряжение с термопары и заданное, и в зависимости от этого на выходе ноль (0) или плюс (+) питание.

Но такое решение не очень удобно. Вот просто представьте себе ситуацию, вам нужно получить температуру скажем в 300 градусов. Сначала паяльник греется до данной температуры, а потом начинаются жесткие качели. Как только температура превысила 300 градусов, паяльник отключился, упала на 1 градус и он опять включился на полную мощность. Вследствие этого происходит практически мгновенный нагрев и опять паяльник выключаются. Отсюда появляется не стабильность температуры.

Решение данной проблемы лежит на поверхности, это всем знакомый ШИМ сигнал.

С помощью него можно держать температуру довольно таки точно. Схема устройства перед вами:

Как видим, тут в качестве шим-контроллера применена tl494.

Кто-то скажет, что это слишком жирно, но автор проделал много опытов, делал ШИМ и на операционке, и на ne555. Схемы то работали, но немного не так как хотелось.

Плюс ко всему по размерам платы выходили больше и соответственно дороже, так как деталей больше, а тут одна микросхема за 8 гривен (приблизительно 20 рублей) и пара деталек к ней. Зато такая схема работает как часы.

Теперь давайте разберемся в схеме. Входная часть такая же, как и в предыдущем варианте.

LM358 усиливает сигнал с термопары, и теперь это напряжение подается на неинвертирующий усилитель ошибки tl494, а на инвертирующий вход усилителя подается опорное напряжение с переменного резистора.

 

Начнем рассмотрение с того момента, пока схема выключена и паяльник холодный. Включаем схему.

В этот момент на выходе термопары минимальное напряжение, следовательно, на первой ноге микросхемы напряжение ниже, чем на второй. Усилитель ошибки это отслеживает и не оказывает влияние на сигнал.

ШИМ микросхемы максимальный, идет интенсивный нагрев паяльника. Спустя некоторое время наступает момент, когда на первой ноге напряжение сравнивается с напряжением на второй ноге.

Тогда усилитель ошибки это видит и начинает уменьшать ШИМ сигнал, тем самым удерживает температуру в равновесии. Итак, с принципом работы данной схемы разобрались, можно переходить ко второй схеме, а именно, управления феном.

Эту схему автор оставил как и в первом варианте. Добавил правда несколько элементов, но это по мелочи.

Стабильность работы тут выше все, потому что у фена большая мощность, а, следовательно, и большая инерция. Значение температуры держится довольно таки неплохо. Пару слов про блок питания. Для данной станции можно использовать любой блок питания на 24В и ток 3А.

В самом начале автор хотел поставить простенький блок на ir2153, но совесть не позволила, поэтому был приобретен вот такой блочок на 24В и ток 4А со стабилизацией выходного напряжения, так будет правильнее.

Если же у вас нет перепадов в сети, то можете делать блок на Ir2153. Следующим шагом рассмотрим печатную плату.

Тут автор пытался все разместить очень компактно. Получилось довольно-таки неплохо, всего 2 перемычки, одна smd, вторая обыкновенная.

Для подключения всех периферийных устройств, автор сделал вот такие разъемы и все подписал.

 

Там, где звездочка на вольтметре, это измерительный контакт, плюс и минус соответственно. Выключатели нужны для того, чтобы фен и паяльник могли включаться независимо.

Плата готова, теперь можно ее запаивать.

В первую очередь собираем ту часть, которая отвечает за нагрев паяльника.

Когда все соединено, производим тестовый запуск, но как вы могли заметить, тут не хватает одного важного элемента, а именно вольтметра для контроля температуры. Автор в предыдущих своих самоделках уже использовал в качестве измерителя вот такой китайский вольтметр:

У него имеются 3 вывода, 2 из них питание, и 1 измерительный. Продаются такие вольтметры чаще всего с 2-мя проводами, у них просто замкнут питающий и измерительный провод.

Нам же нужно их рассоединить и получить нужных 3 вывода. Теперь подсоединяем вольтметр и можно тестировать, и калибровать данную плату.

Перед включением автор подключил щуп осциллографа к затвору транзистора для демонстрации работы. Как видим, на выходе максимальный ШИМ, до тех пор, пока паяльник не достигнет заданной температуры. Потом начинает уменьшаться ШИМ и, следовательно, падает потребление, это видно по ваттметру на блоке питания.

Теперь давайте произведем калибровку. Для этого нам понадобится мультиметр, термопара и отвертка. С помощью отвертки вращаем подстроечный резистор и сравниваем показания на вольтметре и мультиметре.

Когда они сравнялись - калибровка завершена. Для надежности можно выключить паяльник, дать ему остыть и повторить калибровку. Если у вас значения при нагреве уменьшаются, значит термопара подключена неправильно.
Также автор столкнулся с проблемой, при питании от блока на микросхеме IR2153, начинали прыгать показания на вольтметре. Это происходило скорее всего из-за помех. Решение очень простое. Необходимо на каждый вольтметр припаять конденсатор на 100 мкФ параллельно питанию.

 

Когда все проверили, запаиваем оставшуюся часть схемы. Также проверяем ее и калибруем. Процесс настройки идентичен, только не стоит забывать, что при этом схема находится под сетевым напряжением. Когда платка готова, необходимо подготовить корпус. Для этого автор использует вот такой пластиковый бокс:

Самое важное, по мнению автора, это изготовить красивую лицевую панель.

Как видим, автор сделал отверстия под все элементы и теперь осталось разместить всю электронику в корпусе. При установке в корпус как всегда не обошлось без термоклея, но получилось довольно-таки аккуратно.

И напоследок ещё один важный момент, какие части схемы греются. Это всего 3 элемента: 7812 lm317 и симистор.

На lm317 и симистор автор подцепил вот такие радиаторы, заводские.

А на 7812 ограничился алюминиевой пластиной.

Ну и в конце финальный тест. Проверяем сначала паяльник.

Ну тут все шикарно, температура стабильна в процессе пайки и паяет отлично. Теперь включаем фен и пробуем выпаять какую-нибудь smd деталь.

И тут тоже без проблем. Паяльная станция справилась со своей задачей.
Благодарю за внимание. До новых встреч!