«Проект на час»: собираем простой паяльный столик для SMD-компонентов
В сегодняшнем «мини-выпуске» собираем паяльный столик с минимальными финансовыми и физическими затратами.
Применении у такого столика много (я, например, им даже тиснение по коже делал), но главным образом, он подходит для «массового» монтажа и демонтажа SMD компонентов на печатные платы, как из текстолита, так и из алюминия. По сравнению с феном – нет эффекта «сдува» деталей и растекания шариков припоя по всей плате. Кроме этого, плата греется равномерно, и соответственно, охлаждается тоже равномерно, что положительным образом сказывается на надёжности изделия в будущем. В отличие от фена, облегчён и монтаж крупногабаритных деталей, таких как SMD дроссели и крупные конденсаторы – деталь припаивается вся и сразу, не приходится сначала греть один край, а потом второй, и деталь греется с той стороны, откуда она должна греться, а не сверху, как в случае с феном. Конечно же, это не замена профессиональному паяльному оборудованию, но и цена устройства совершенно другая – мне все детали, с учётом доставки, обошлись в $20.
Для лучшей повторяемости, конструкция максимально упрощена и применяются вполне ширпотребные детали, которые можно купить в магазинах радиодеталей, или заказать по интернету.
Для изготовления паяльного столика размерами 200х100мм, понадобятся следующие детали:
- PID термостат (в интернет магазинах их обычно продают в комплекте с термопарой и твердотельным реле, нам такой вариант подходит больше всего)
- Два PTC нагревателя на температуру до 270-300С, мощностью 250-300вт и размером 80х60мм.
- 4 винта М6х80 с гайками.
- 8 винтов м3х20 с гайками.
- Скоба из металла для прижима термопары.
- Теплопроводящая паста.
- Какой-не будь корпус, для установки термостата и реле.
- Соединительные провода.
- Клавиша включения, типа KCD03 или аналоги (Можно и всякие ПТ2 использовать, главное чтоб хотя бы на 5 ампер переменного тока)
- Изолента.
- Дрель со свёрлами на 6 и 3мм.
- Опционально – метчик на 6мм.
- Алюминиевая пластина размером 200х100х10мм. Толщину можно выбрать чуть больше и чуть меньше. Но, в разумных пределах — слишком толстая будет греться долго, а слишком тонкая не обеспечит нужную теплопередачу.
Термостаты часто продают в комплекте с реле и термопарой — так удобней и практичней.
PTC нагреватели изготавливаются из специальной композитной смеси, сопротивление которой растёт с ростом температуры. Что позволяет, путём подбора состава смеси, получить внутреннюю «термостабилизацию» — нагреватель не будет греться выше определённой температуры, так как его сопротивление начинает резко возрастать с прогревом. PTC нагреватели компактные, эффективные и практически «вечные» — нагрев идёт по всему объёму, спирали там нет, нечему перегорать.
Конструкция хорошо масштабируется — при необходимости, можно размеры пластины увеличить, увеличив и количество нагревательных элементов при этом, но желательно, по мощности, не выходить за пределы 2200 ватт — проводка в доме может не выдержать. Если перевести ватты в сантиметры, то у меня грубо получилось 300вт на 100см2, т.е. в 2200 ватт можно «поместить» 700см2 — а это плата размером 35х20 сантиметров, по идее, можно даже целую материнку спаять 🙂
Алюминиевая пластина должна быть максимально ровной с обоих сторон. Иначе, хорошего качества пайки добиться будет сложно. Если ровных пластин поблизости не наблюдается, можно купить неровную и отнести фрезеровщику на «доработку» — используемая мной пластина была 12мм, но после фрезеровки «похудела» до 10мм. После фрезеровки и обработки наждачной бумагой желательна полировка, я для этой цели использовал полироль для литых автомобильных дисков.
Процесс сборки несложный, после фрезеровки и полировки, сверлим по углам 4 отверстия диаметром 6мм – это будет крепление «ножек» нашего столика, в роли которых выступать будут винты на М6. При желании, можно в отверстиях нарезать резьбу, и так закрепить винты-ножки, законтровав (так сделал я), но можно просто пропустить винты насквозь, а закрепить их на пластине гайками с двух сторон (так можете сделать вы).
Используя имеющиеся крепёжные отверстия в PTC нагревателях, сверлом 3мм сверлим сквозные отверстия в алюминиевой пластине. На противоположенной стороне, снимаем фаску 6мм сверлом, чтоб головки винтов были заподлицо с поверхностью пластины.
Наносим термопасту, винты зажимаем, излишки термопасты убираем. Используя подходящий металлический предмет, закрепляем термопару по центру столика, не забыв предварительно промазать место крепления термопастой.
Термостат и твердотелое реле размещаем в подходящем корпусе. Я использовал для этих целей корпус от старого больничного выносного пульсоксиметра. Будет неплохо, если реле снабдите хотя бы небольшим радиатором, так как потребляемая мощность у данного аппарата получается 600-700вт, и хотя китайцы для реле типа Fotek SSR40DA и аналогов, заявляют токи до 40А, из личного опыта могу сказать, что даже на токе в 10А они совсем не холодные, и настойчиво просятся на радиатор. В конкретном устройстве я использовал б.у. твердотелое реле фирмы Gordos Arkansas (USA) которое в данном режиме вообще без радиатора может обходится, но такого реле у вас может и не быть, так что лучше перестраховаться.
Провода от нагревательных элементов подключаем параллельно. И включаем в цепь 220 вольт через реле. Аналогично, подключаем термопару к термостату, а термостат – к твердотелому реле.
На фото у меня можно заметить сдвоенный и разноцветный клавишный выключатель. Реально, необходимости в таком нет – я просто поставил то, что было под рукой, и немножко усложнил конструкцию – зелёный включатель включает общее питание, а красный – отключает только нагреватель. Это может быть полезно в том случае, когда надо контролировать температуру печки при охлаждении – эдакая грубая, с ручным управлением, аппроксимация правильной температурной кривой.
Мой столик уже ветеран. На фото — результат излишнего количества паяльной пасты — она протекла через отверстия в плате и флюс пригорел к столику, придётся заново полировать.
На этом, в принципе, сборка завершена и можно приступать к тестам. Рекомендую выставить на термостате температуру в 300С, всю конструкцию вынести на продуваемое место, и дать ей поработать хотя бы час – всё что должно выгореть (наполнитель в термопасте, грязь и жир на нагревателях), выгорит, и далее работы уже можно вести в помещении, хотя хорошая вытяжная вентиляция нужна и там – флюсы и припои содержат довольно много вредных веществ.
Если всё прошло нормально, ничего не сгорело, взорвалось и все живы-здоровы, то можно использовать устройство по назначению. Правильный алгоритм работы такой:
- Включаем печку, выставляем термостат на нужную температуру (Из моей практики – «Нужная температура» — эта температура, указанная на тюбике паяльной пасты+10-15 градусов сверху)
- Отдельно, НЕ на печке, наносим на плату паяльную пасту и размещаем компоненты.
- После того, как печка прогреется до нужной температуры, кладём подготовленную плату на печку и ждём 10-15 секунд в случае мелких компонентов, типа микросхем и светодиодов, и 25-30 секунд, в случае крупногабаритных дросселей и других компонентов.
- Осторожно переносим готовую плату на какой-не будь металлический или керамический поддон (я использую старый радиатор) и даём остыть до комнатной температуры. При необходимости, удаляем остатки пасты и флюса подходящими средствами, и всё – платой можно пользоваться.
Положили, ждём. 
Готово. 
Охлаждаем. 
Проверяем. 
На фото можно увидеть небольшой вентилятор – он забирает воздух с поверхности платы и отбрасывает его в сторону вытяжки. Особой необходимости в нём нет, но комфорт работы с печкой заметно повышает.
Похожим образом можно разбирать уже собранные платы – греем печку, выкладываем плату, пинцетом снимаем детали.
На сегодня – всё.
Для желающих повторить – ключевые слова для поиска термостата и нагревателей в интернет магазинах:
Термостат: REX C100, C100, PID Thermostat kit
Источник
Горячий стол на 220в своими руками.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Здравствуйте обитатели форума!
Эта статья не 100% рецепт создания рабочего горячего стола, а лишь попытка реализации спонтанной идеи.
Все владельцы 3d принтеров знакомы с этим текстолитовым столом для подогрева, я тоже приобрел его и был разочарован. Получить температуру выше 80 со с его помощью невозможно. Тогда как суровые ветераны печати рекомендуют температуру 110со при печати ABS пластиком.
И вот собственно мы дошли до самой идеи. Собрать нагревательный элемент самостоятельно из подручных средств, а именно из нихрома и керамики.
Расчет элемента на 350Вт.
Напряжение решил ограничить выпрямляющим диодом, напряжение составит 110в в пике и 55в условно среднее. (прошу не спорить это идея).
Онлайн калькулятор расчета длинны нихромовой проволоки http://forum220.ru/calc-nichrome-wire.php
Получаем ответ длинна проволоки 3,93м ток 6.36А.
То что нужно, на самом деле я подбирал толщину проволоки чтобы не умотаться вусмерть. К примеру, если не ограничивать напряжение диодом, то при толщине нихрома 0,8мм придется распределить на поверхности 200*200мм 62м проволоки.
И так распределение 4м/0,2 и того 20 ниток , то есть укладываем проволоку через 1 см.
Подходим к выбору смеси для основы элемента, вообще это должна быть керамика, но забудьте о ней, сделать ее в домашних условиях невозможно, поэтому идем в строй магазин.
Сначала я выбрал клей для печей и каминов, сох он плохо и был очень хрупким, а потом я выяснил что он еще и теплоизолирующий материал. (Кому надо мешок клея для камина пишите в личку)
Следующим стал гипс, он тоже неплохой теплоизолятор, да еще и хрупкий. Я решил расположить проволоку как можно ближе к поверхности. Намотку пытался делать на гипсовых пеньках но ничего не вышло.
Купил в магазине вилку с шнуром, перепаял реле горячего стола,нашел в закромах диод потолще впаял последовательно, врезал в тело гипса термопару 5 мм от нихрома. Пора включать.
Я знал что гипс никогда не бывает сухим. Но я решил «Щас поставлю 50со, а может 90со и все просохнет за день». Поставил, включил.
Дорогие дети и все кому нельзя прикасатся к проводам, в данной статье рассматривается работа с опасным для жизни напряжением 220в. Поэтому обязательно убедитесь в безопасности и достаточной изоляции всех соединений.
Адское шипение и крики проклятых душ (кто жарил вафли тот меня поймет) раздались из принтера, плиту выгнуло дугой, из ее тела выступили красные нити нихрома, а сама плита покрылась испариной. Я тупил секунд пять прежде чем выдернул розетку горячего стола, а релюшка по прежнему была замкнута, термопара показывала свои 32со, и очень медленно набирала температуру.
Итак результаты неудовлетворительные что не так:
Безымянный диод дал пробой и погиб, в результате чего на стол пошли все 220в.
Термопара слишком далеко от нити нихрома и не реагирует на нагрев. (теплоизоляция гипса)
Термопару в плотную к нити нихрома и заливаем термопастой.
Диод ставим на 10А 600в.
Температура скакнула за 250со, панель ушла в ошибку.
Результаты неудовлетворительные, что не так:
— Мощность стола излишняя, ошибки проектирования. Среднее значение напряжения 86в, а не 55в как предполагалось.
— Проверка температуры в прошивке установлена на 5000 миллисекунд это много для нашего стола ставим 500 миллисекунд.
Проверка температуры стола раз в пол секунды дала результаты стол заработал как надо, но ‘пинками’ на 15-18 градусов. Это не дает прошивке адекватно отрабатывать нагрев стола в G коде, то есть он ждет пока температура устаканится бесконечно. Я еще положил силиконовый коврик для более равномерной передачи тепла стеклу.
Проблема юстировки этого «кирпича» все еще не решена, но я думаю решить ее в будущем.
Данный кирпич не подойдет для тех чей принтер таскает стол по оси Х, он очень тяжелый.
А так, как идея он состоялся, можно даже сделать его потоньше.
В заключение, не бойтесь реализовывать идеи спотыкаясь о надуманные проблемы, анализируйте и решайте проблемы по мере их поступления и у вас все получится.
Пользуясь возможностью передаю привет своим землякам из Bestfilament и желаю им удачи во всех начинаниях.
Источник
