Как увеличить мощность паяльника?

КАК СДЕЛАТЬ ПАЯЛЬНИК

Словосочетание «Паяльник из резистора» вполне адекватно соотносится со словосочетанием «Деньги из воздуха». Смысл един – получить что-то из ничего. Это не безумная попытка «опрокинуть» огромный ассортимент заводских паяльников, который есть на прилавках магазинов торгующих электротехнической продукцией. Впрочем, есть пока, при этом не везде, а где есть сейчас может не быть потом. Жизнь штука изменчивая, тем более даже самый дорогой может сгореть в такой неподходящий момент — так сказать, на самом интересном месте. А резисторы ПЭВ (проволочные — эмалированные — влагостойкие) были, есть и будут. Так, что зарекаться не стоит.

Вот они «двое из ларца». Сопротивление левого, в прошлом резистора, а ныне нагревательного элемента 1019 Om, при напряжении 220V он потребляет 210mA и его реальная мощность составляет 46,2W. Сопротивление нагревательного элемента второго паяльника 1553 Om, при 220V токопотребление 140mA и это будет 30,8W. Использовать их весьма удобно и комфортно в тандеме с регулятором мощности. Нагреватели из резисторов ПЭВ выдерживают температуру нагрева несравненно большую, чем температура плавления олова. Подозреваю, что изобретён метод превращения этих резисторов в нагревательные элементы одновременно с началом их производства. Широкого применения, среди радиолюбителей, эта технология изготовления паяльников не получила и виной тому сложность в том чтобы подобрать а тем более сделать подходящие держатели (ручки) для таких паяльников. Трудность и в выборе материала и в самой конструкции.

Но если удаётся найти что-то подходящее для корпуса – держателя будущего паяльника, то процесс изготовления сводится к элементарной фиксации подводящих напряжение проводов методом их скрутки с контактами резистора.

Здесь корпус – держатель это бывшая соединительная вилка — «мама» от трёхпрограммного радио «Электроника».

А здесь держатель был им всегда, но только в устройстве сварки полиэтиленовой плёнки. Где также в качестве нагревателя использующего мощный резистор ПЭВ, причём изделие это промышленного изготовления.

Расчёт резистора

Определение необходимого по номиналу резистора вовсе не обязательно вести с самого начала методом подбора, ориентировочно можно и посчитать. «Оттолкнуться» вполне допустимо и от замеров приведённых выше. Так при мощности паяльника 30,8W — сопротивлении резистора 1553 Om. А нужно, к примеру, ровно 30W. Считаем методом вычисления пропорции, только не прямой, а обратной. Ведь в данном случае уменьшение (мощности) достигается путём увеличения (сопротивления).

Для простоты возможных дальнейших расчётов предлагаю округлить величину в 1594,4 Om до 1600 Om – расчеты-то всё равно будут не совсем точные, +/- пару ватт по мощности.

Ассортимент этих резисторов просто огромен, каждый может выбрать его размер и номинал сопротивления в соответствии со своими запросами. Ещё раз позволю себе обратить ваше внимание на держатели резисторов используемых в качестве нагревательных элементов и поделиться своеобразным опытом – не торопитесь изготавливать их «с нуля», как говориться, посмотрите вокруг, внимательно посмотрите. Наверняка найдёте что-то из материала со свойствами диэлектрика и низкой теплопроводностью, с очертаниями близкими к искомым. Доработать что-то, даже только более или менее подходящее до готового изделия, всегда легче, а результат получается гораздо эффективней. На габаритные параметры резисторов ПЭВ существует государственный стандарт, поэтому можно задолго до начала процесса изготовления, ещё на стадии подбора комплектующих знать необходимые размеры.

• Р, Вт D L H d
• ПЭВ 3 14 26 28 5,5
• ПЭВ 7,5 14 35 28 5,5
• ПЭВ 10 14 41 28 5,5
• ПЭВ 15 17 45 31 8
• ПЭВ 20 17 50 31 8

Паяльник из резистора ПЭВ не нужно заземлять, его не пробьёт на массу, главное хорошо изолировать его контакты в месте соединения с проводами питания. Больше того — не обязательно для нагрева использовать 220V. Например: если возьмите для паяльника резистор ПЭВ 7,5 сопротивлением 75 Ом и подадите на него 12 вольт постоянного напряжения, то получите миниатюрный паяльник, удобный для пайки СМД, с токопотреблением 500 мА и мощностью нагревательного элемента чуть более 7 Вт. Ни у каждого возле дома есть магазин электротоваров и не все живут в городах, однако это не причина чтобы не иметь нужного паяльника. Рассуждал о насущном, Babay.

ШИМ регулятор для USB паяльника. Доработка паяльника.

Зачем нужно регулирование?

Паяльник, на самом деле, очень даже неплохой. Он очень быстро нагревается, он лёгкий, он маленький, и его можно запитать от чего угодно, у чего есть USB разъём. Например от зарядного устройства смартфона, от зарядного устройства через прикуриватель в автомобиле или от пауэрбанка. Разве что от USB разъёма компьютера питать паяльник не советую.

Но большинство владельцев этих паяльников сталкивались с проблемами в их работе, а именно:

• паяльник может не включаться
• паяльник может не выключаться
• паяльник перегревается

Перечисленные проблемы приводят к тому, что USB паяльником неудобно, а порой и невозможно работать.

Существующие варианты доработки

Естественно, люди пытались устранить проблемы. Я нашёл несколько самых популярных способов доработки паяльников:

• можно припаять параллельно стабилитрону резистор на 2МОм, что убрать помехи
• можно вместо шарика (сенсора) поставить микровыключатель
• можно использовать микроконтроллер для включения/выключения паяльника

Первый способ мне не понравился тем, что хотя паяльник и начинает включаться и выключаться при касании сенсора, но, тем не менее, всё равно будет крайне проблематично контролировать нужную температуру так, чтобы паяльник не остывал и не перегревался.

Второй способ имеет такие же недостатки, как и первый. Кстати, китайцы, не найдя лучшего решения, сами уже начали ставить кнопки вместо сенсора. Такие упрощённые паяльники продаются с серым колпачком вместо жёлтого и надписью «Press Switch» вместо «Touch Switch» на упаковке. Такой паяльник вы не сможете переделать под ШИМ регулирование.

Третий способ предполагает наличие «спящего режима». Когда человек касается шарика — паяльник нагревается до температуры, примерно 250 градусов за 20 секунд. Ещё касание — паяльник греется на полную в течении определённого времени. Статья с этой доработкой есть на муське — статья. Недостатком данного способа считаю дискретность управления — либо 250 градусов, либо 500. Никакой промежуточной температуры. Ну и сложность конечно. Не у каждого есть программатор под рукой.

ШИМ регулятор для паяльника

Так как мне не понравился ни один из существующих вариантов доработки, я решил пойти своим путём.
Ниже вы можете увидеть схему USB паяльника. Схема сделана пользователем JVX79 с драйв2.

На схеме видно, что для включения и задержки выключения нагрева в паяльнике используется таймер NE555. А для чего ещё используется этот таймер? Для ШИМ регулирования! То есть для доработки паяльника уже практически всё есть!

Всё, что нужно сделать для доработки паяльника, это:

• добавить один постоянный резистор на 6,8к
• добавить один переменный резистор на 2,4к
• заменить один резистор с номиналом 200к на резистор 1к
• выпаять стабилитрон и перерезать пару дорожек

Самое сложное — это найти и разместить переменный резистор в маленьком корпусе USB паяльника.
Резистор я взял из регулятора громкости от старых наушников. Фото регулятора громкости не сделал, так что приложу фотографию из интернета, чтобы вы понимали, про что я говорю.

Резистор разместил по центру корпуса над микросхемой таймера. В верхней половине корпуса сделал небольшой вырез для переменного резистора.

После сборки и проверки паяльника определил диапазон нагрева — от 230 до 500 градусов. При 230 градусах уже плавится припой пос60 и можно не бояться за сохранность жала, а при 500 градусах можно припаивать и выпаивать даже крупные элементы.

Ну и самое главное — вы можете выставлять любую температуру в пределах указанного диапазона для пайки элементов различного размера и теплоёмкости.

Также советую посмотреть видео с демонстрацией работы паяльника и подробным описанием работы ШИМ регулятора.

Надеюсь, что информация, приведённая в данной статье, будет для вас полезной. И ещё раз напомню — не ошибитесь при покупке паяльника. Надо брать версию с жёлтым колпачком и надписью «Touch Switch» на упаковке.

ШИМ регулятор для USB паяльника. Доработка паяльника.

Зачем нужно регулирование?

Паяльник, на самом деле, очень даже неплохой. Он очень быстро нагревается, он лёгкий, он маленький, и его можно запитать от чего угодно, у чего есть USB разъём. Например от зарядного устройства смартфона, от зарядного устройства через прикуриватель в автомобиле или от пауэрбанка. Разве что от USB разъёма компьютера питать паяльник не советую.

Но большинство владельцев этих паяльников сталкивались с проблемами в их работе, а именно:

• паяльник может не включаться
• паяльник может не выключаться
• паяльник перегревается

Перечисленные проблемы приводят к тому, что USB паяльником неудобно, а порой и невозможно работать.

Существующие варианты доработки

Естественно, люди пытались устранить проблемы. Я нашёл несколько самых популярных способов доработки паяльников:

• можно припаять параллельно стабилитрону резистор на 2МОм, что убрать помехи
• можно вместо шарика (сенсора) поставить микровыключатель
• можно использовать микроконтроллер для включения/выключения паяльника

Первый способ мне не понравился тем, что хотя паяльник и начинает включаться и выключаться при касании сенсора, но, тем не менее, всё равно будет крайне проблематично контролировать нужную температуру так, чтобы паяльник не остывал и не перегревался.

Второй способ имеет такие же недостатки, как и первый. Кстати, китайцы, не найдя лучшего решения, сами уже начали ставить кнопки вместо сенсора. Такие упрощённые паяльники продаются с серым колпачком вместо жёлтого и надписью «Press Switch» вместо «Touch Switch» на упаковке. Такой паяльник вы не сможете переделать под ШИМ регулирование.

Третий способ предполагает наличие «спящего режима». Когда человек касается шарика — паяльник нагревается до температуры, примерно 250 градусов за 20 секунд. Ещё касание — паяльник греется на полную в течении определённого времени. Статья с этой доработкой есть на муське — статья. Недостатком данного способа считаю дискретность управления — либо 250 градусов, либо 500. Никакой промежуточной температуры. Ну и сложность конечно. Не у каждого есть программатор под рукой.

ШИМ регулятор для паяльника

Так как мне не понравился ни один из существующих вариантов доработки, я решил пойти своим путём.
Ниже вы можете увидеть схему USB паяльника. Схема сделана пользователем JVX79 с драйв2.

На схеме видно, что для включения и задержки выключения нагрева в паяльнике используется таймер NE555. А для чего ещё используется этот таймер? Для ШИМ регулирования! То есть для доработки паяльника уже практически всё есть!

Всё, что нужно сделать для доработки паяльника, это:

• добавить один постоянный резистор на 6,8к
• добавить один переменный резистор на 2,4к
• заменить один резистор с номиналом 200к на резистор 1к
• выпаять стабилитрон и перерезать пару дорожек

Самое сложное — это найти и разместить переменный резистор в маленьком корпусе USB паяльника.
Резистор я взял из регулятора громкости от старых наушников. Фото регулятора громкости не сделал, так что приложу фотографию из интернета, чтобы вы понимали, про что я говорю.

Резистор разместил по центру корпуса над микросхемой таймера. В верхней половине корпуса сделал небольшой вырез для переменного резистора.

После сборки и проверки паяльника определил диапазон нагрева — от 230 до 500 градусов. При 230 градусах уже плавится припой пос60 и можно не бояться за сохранность жала, а при 500 градусах можно припаивать и выпаивать даже крупные элементы.

Ну и самое главное — вы можете выставлять любую температуру в пределах указанного диапазона для пайки элементов различного размера и теплоёмкости.

Также советую посмотреть видео с демонстрацией работы паяльника и подробным описанием работы ШИМ регулятора.

Надеюсь, что информация, приведённая в данной статье, будет для вас полезной. И ещё раз напомню — не ошибитесь при покупке паяльника. Надо брать версию с жёлтым колпачком и надписью «Touch Switch» на упаковке.

Выбор электрического паяльника для пайки

Электрический паяльник является основным инструментом для пайки всех радиолюбителей и домашних мастеров. Устройство этого инструмента достаточно простое — внутри металлического корпуса находится нихромовая нить, которая нагревает медное жало.

На сегодняшний день можно найти большое разнообразие электрических паяльников. Все они отличаются не только по мощности, но и по принципу работы, а также функциональностью.

В этой статье сайта про пайку и сварку svarkapajka.ru мы расскажем, по каким именно критериям нужно выбирать электрический паяльник для пайки. Статья будет полезна не только начинающим радиолюбителям, но и более опытным мастерам своего дела.

Как выбрать электрический паяльник для пайки

При выборе электрического паяльника следует обращать собственное внимание на несколько важных характеристик:

• Тип нагревателя;
• Мощность электрического паяльника;
• Функциональность и дополнительные возможности.

Итак, рассмотрим каждый из вышеперечисленных пунктов по порядку.

Какие бывают электрические паяльники по типу нагревателя

По типу встроенного нагревателя паяльники бывают: газовыми, спиральными, импульсными и керамическими. Газовый паяльник мы рассматривать не будем, поскольку его принцип работы кардинально отличается от электрического паяльника.

В паяльнике же работающем от электричества могут быть установлены спиральные, импульсные и керамические типы нагревателей. Самыми простыми, дешёвыми, но и надёжными, считаются паяльники со спиральными нагревателями.

Сделаны они из нихромовой нити, которая рассчитана на работу от 220 Вольт. Электрический паяльник со спиральным нагревателем долго нагревается. Тем не менее, это не мешает его выбрать для дома, учитывая не слишком большую стоимость.

Более дорогими вариантами, считаются импульсные и керамические паяльники для пайки . Их преимущество в том, что они очень быстро разогреваются до рабочей температуры, в отличие от паяльников со спиральными нагревателями.

Для пайки микросхем и транзисторов, лучше всего выбрать именно импульсный паяльник, который наиболее всего подходит для выполнения сложных работ в радиолюбительском деле.

Какую мощность паяльника выбрать

По мощности паяльники для пайки могут быть от 10 до 100 Вт. Существуют модели электрических паяльников мощностью и свыше 100 Вт. Однако в домашних целях такие паяльники применяются крайне редко.

Ниже мы подобрали советы касательно выбора мощности электрического паяльника:

• Для пайки простых микросхем и радиодеталей нужен паяльник мощностью не более 10 Вт, чтобы не перегреть: резисторы, транзисторы, конденсаторы и микросхемы;
• Паяльники мощность в 40 Вт используются для большинства бытовых работ;
• Паяльники до 100 Вт применяются для пайки проводов. В том числе и для низкотемпературной пайки алюминия.

Если нужно паять сложные металлические детали, радиаторы отопления и т. д., то следует отдать предпочтение электрическому паяльнику, мощность которого будет превышать 100 Вт. Хотя для этих работ уже лучше всего подходит газовая горелка, которая способна поддерживать температуру свыше 400 градусов.

Дополнительные возможности и функциональность

Кроме того, осуществляя выбор паяльника для пайки очень важно учитывать и его функциональные возможности. Электрический паяльник должен быть удобным в работе, а это значит, что его рукоятка не должна греться.

Также, лучше всего, если жало паяльника будет выполнено именно из меди, а не из каких-то других материалов. Медь легко отчистить от нагара, она хорошо поддаётся лужению. Не менее важной деталью, является, и наличие в комплекте с паяльником сменных жал разной формы. Это позволит удобно и более эффективно работать электрическим паяльником в труднодоступных местах.

Ну и последнее, это комплектация паяльника для пайки. Она может быть самой разнообразной. Хорошие паяльники комплектуются не только набором сменных жал разной конфигурации, но и удобным кейсом с подставкой для жала, а также всевозможными приспособлениями, облегчающими процесс пайки в домашних условиях.

Перегреватель для паяльника

Эта поделка использует сетевые напряжения и конструировать ее следует осторожно и аккуратно.

Наше главное оружие – это паяльник! Но порой, особенно когда надо что-то отпаять или заменить, сталкиваемся с тем, что температуры как-будто не хватает – припой на плате еле плавится, особенно если это точка пайки на полигоне значительной площади.

В чем тут дело? Посмотрим внимательно. На паяльнике указана номинальная мощность, например, на моем – 25 Ватт. Однако, не будем спешить – возьмем мультиметр и замеряем его сопротивление. Чаще всего оно выше ожидаемого. Например в моем случае – 2.43 кОм. Высчитываем мощность паяльника по школьному закону Джоуля-Ленца P=U 2 /R:

Чуть меньше 20 Ватт!

Что за фокусы? Может, бракованный? Но эти “фокусы” наблюдаются с большинством паяльников, утюгов, чайников и т.п. которые мы найдем под рукой…

Все проще. Паяльник рассчитан на входное напряжение больше номинального. Часто так и написано “220-240 В” например. А на деле мощность посчитана для напряжения 245-250 В. Производитель “перестраховывается”. Мы же от этой перестраховки получаем недостаточно нагретый паяльник. Мощность снижается пропорционально квадрату напряжения – а снижение ее на 20% здорово сказывается на температуре. Припой на весу плавится (т.к. обычному ПОС-61 хватит меньше 200 градусов) – а на плате температура падает еще ниже и начинаются мучения.

Конечно, можно взять паяльник помощнее. Но понятно что инструмент на 40 Ватт не дает в полтора раза выше температуру по сравнению с 25 Ваттами. Он скорее позволяет прогревать бОльший объем материала. Купить паяльную станцию? Но дешевые зачастую не дают заявленной температуры, а дорогая – не всегда доступный вариант для начинающего мастера.

Рассмотрим очень простое решение на базе уже изученного нами диодного моста. Оно настолько просто, что компоненты для него можно взять из разобранного блока питания или даже вышедшей из строя энергосберегающей лампы.

Чем же поможет диодный мост? Паяльник-то будет работать и от выпрямленного напряжения. Но что нам с этого толку? Вспомним, что максимальное (пиковое) напряжение на выходе диодного моста – не 220 Вольт, а чуть ли не 310. Если сглаживающий конденсатор отсутствует, среднеквадратичное напряжение будет примерно равно входному… Но с конденсатором ситуация меняется – он не дает напряжению проседать до нуля, приподнимает его между пиками – благодаря этому и среднеквадратичное значение увеличивается – при конденсаторе очень большой ёмкости даже почти до пикового.

На графике ниже красная линия показывает как увеличивается это “действующее” напряжение.

Рассчитать точное значение действующего напряжения на выходе сложно (т.к. аналитическая формула состоит из обрезков синусоиды и обратной экспоненты). Но можно его оценить.

Будем считать что конденсатор полностью (до 312 Вольт) заряжается до момента пика. После пика, если он не слишком маленький, напряжение выхода диодного моста спадает быстрее чем на конденсаторе. Значит нагрузка питается только от конденсатора. Происходит это в течение почти целого полупериода, то есть 10 мс. Предположим, мы взяли конденсатор емкостью 10 мкФ. При указанном напряжении заряд на нем составил (заряд на конденсаторе это произведение напряжения на ёмкость) 10 * 312 = 3120 микро-Кулон (или 0.003 Кулона).

Кулон это заряд который получается, если ток в 1 Ампер течет в течение 1 секунды. В нашем случае, конечно, по мере разряда конденсатора напряжение и ток немного падают, но предположим что падают они ненамного – и посчитаем, насколько именно.

Итак, ток разряда конденсатора через наш паяльник, по закону Ома, это напряжение деленное на сопротивление. То есть 312 / 2430 = 0.12 Ампер. Такой ток в течение 10 мс (или 0.01 сек) “украдет” с конденсатора заряд всего в 0.12 * 0.01 = 0.001 Кл, то есть одну треть имеющегося. А значит и напряжение на конденсаторе упадет только на одну треть, до примерно 200 Вольт.

Среднее значение между этими максимальной и минимальной точкой будет где-то 255 Вольт, а среднеквадратичное даже немного больше (точное значение не будем искать, т.к. мы сделали довольно много мелких допущений которые на точность повлияют все равно).

Один из выводов для нас заключается в том, что для более мощной нагрузки конденсатор нужно увеличивать пропорционально.

Итак, конденсатор всего в несколько микрофарад позволит нам подать на паяльник 250-270 Вольт по желанию – и получить мощность равную или больше номинальной. Добавив переключатель, мы сможем к тому же ловко манипулировать температурой, повышая ее лишь когда это действительно нужно. Например, на улучшенной схеме предложены 2 конденсатора, а трех-позиционный тумблер может либо подключить один из них, либо оставить схему без конденсатора, если повышение температуры не требуется.

Помимо выключателя на входе схемы можно добавить резистор (или лучше терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом) – привычный способ ограничить бросок тока через незаряженный изначально конденсатор (если вы никогда не сжигали диодные мосты, поставьте конденсатор на 100-470 мкФ и посмотрите что получится – только производите этот эксперимент очень осторожно).

Готовое устройство можно смонтировать в корпусе обычного удлинителя (с вилкой и розеткой), как показано на фотографии. Использовать его в этом случае можно не только с паяльником, но и с некоторыми другими приборами не требующими строго переменного тока на входе (однако если вы плохо представляете о чем речь, лучше не экспериментировать).

Диодный мост можно взять любой на 600… 1000 Вольт и 1 Ампер (с запасом). Конденсатор электролитический на 400 Вольт и 4.7… 10 мкФ (больше можно, но сильный перегрев может сократить срок службы паяльника).