Самодельная паяльная станция на базе Hakko T12. Жала Hakko T12 для паяльной станции Жало t12 описание

Читая местные обзоры, уже не раз подумывал о покупке паяльника с жалом T12. Давно хотелось чего-то портативного с одной стороны, достаточно мощного с другой стороны, и, разумеется, нормально поддерживающего температуру.
У меня есть относительно много паяльников, купленных в разные времена и под разные задачи:
Есть совсем древние ЭПСН-40 и «москабель» 90Вт, чуть более новый ЭМП-100 (топорик), совсем новый китайский TLW 500W. Последние два особенно хорошо сохраняют температуру (даже при пайке медных труб), но вот паять ими микросхемы не очень удобно:). Попытка использования ZD-80 (пистолетик с кнопкой) не вышла - ни мощности, ни нормального поддержания температуры. Прочая «электронная» мелочь типа Antex cs18/xs25 годится только для совсем мелочей, да и встроенной регулировки не имеет. Лет 15 назад пользовался den-on"овским ss-8200, но жала там совсем малюсенькие, термодатчик далеко и градиент температуры огромен - несмотря на заявленные 80W, на жале по ощущениям и трети не будет.
В качестве стационарного варианта я уж лет 10 использую Lukey 868 (это практически 702, только нагреватель керамический и еще какие-то мелочи). Но портативности в ней нет никакой, с собой в карман или мелкую сумку никак не взять.
Т.к. на момент покупки я еще не был уверен «а нужно ли мне оно», был взят минимальный бюджетный вариант с K-жалом и ручкой, максимально похожей на привычный паяльник от Lukey. Возможно, что кому-то она кажется не очень удобной, но для меня важнее, что-бы ручки обоих используемых паяльников привычно и одинаково лежали в руке.
Дальнейший обзор можно будет условно разделить на две части - «как из запчастей сделать устройство» и попытка анализа «как это устройство и прошивка контроллера работают».
К сожалению, продавец убрал именно этот SKU, поэтому могу дать только ссылку на снимок товара из журнала заказов. Впрочем, нет никаких проблем найти аналогичный товар.

Часть 1 - конструкция

После макетной проверки работоспособности, встал вопрос о выборе конструкции.
Имелся почти подходящий блок питания (24v 65W), высотой практически 1:1 с платой управления, чуть уже ее и длиной около 100мм. Учитывая, что этот блок питания питал какую-то сдохшую (не по его вине!) связную и не дешевую lucent-овскую железку, а в его выходном выпрямителе стоят две диодные сборки на суммарные 40А, я решил, что он не сильно хуже распространенного здесь китайца на 6A. Заодно и валяться не будет.
Тестовая проверка на проверенном временем эквиваленте нагрузки (ПЭВ-100, выкручен на примерно 8 Ом)

показала, что БП практически не греется - за минут 5 работы ключевой транзистор, несмотря на свой изолированный корпус, нагрелся градусов до 40 (чуть теплый), диоды потеплее (но руку не обжигает, держать вполне комфортно), а напряжение по прежнему 24 вольта с копейками. Выбросы увеличились до сотни милливольт, но для данного напряжения и этого применения сие вполне нормально. Собственно, я остановил опыт из-за нагрузочного резистора - на его меньшей половине выделялось около 50W и температура перевалила за сотню.
В результате минимальные габариты были определены (БП + плата управления), следующим этапом шел корпус.
Поскольку одним из требований была портативность, вплоть до возможность распихать по карманам, вариант с готовыми корпусами отпал. Доступные универсальные пластмассовые корпуса совсем не годились по размерам, китайские алюминиевые корпуса под T12 для карманов куртки тоже великоваты, да и ждать еще месяц не хотелось. Вариант с «напечатанным» корпусом не проходил - ни прочности, ни теплостойкости. Прикинув возможности и вспомнив пионерскую молодость, решил сделать из древнего одностороннего фольгированного стеклотекстолита, валяющегося еще со времён СССP. Толстенная фольга (микрометр на тщательно разглаженном кусочке показал 0.2мм!) все равно не позволяла травить дорожки тоньше миллиметра из-за бокового подтравливания, а для корпуса - самое то.
Но лень вкупе с нежеланием пылить категорически не одобрила распиловку ножовкой или резаком. После прикидки имеющихся технологических возможностей, решил попробовать вариант распиловки текстолита на электрическом плиткорезе. Как оказалось - в высшей степени удобный вариант. Диск режет стеклотекстолит без всяких усилий, кромка получается практически идеальная (с резаком, ножовкой или лобзиком даже не сравнить), ширина по длине реза тоже одинаковая. И, что немаловажно, вся пыль остается в воде. Понятно, что если нужно отпилить один маленький кусочек, то разворачивать плиткорез слишком долго. Но даже на этот маленький корпус нужно было под метр реза.
Далее был спаян корпус с двумя отделениями - одно под блок питания, второе для платы управления. Первоначально, я не планировал разделение. Но, как и при сварке, припаянные в угол пластины при остывании стремятся уменьшить угол и дополнительная перепонка очень полезна.
Передняя панель согнута из алюминия в форме буквы П. В верхнем и нижнем отгибе нарезана резьба для фиксации в корпусе.
В результате получился такое (с устройством я до сих пор «играюсь», поэтому покраска пока очень черновая, из остатков старого балончика и без шлифовки):

Габаритные размеры самого корпуса - 73 (ширина) x 120 (длина) x 29 (высота). Ширину и высоту сделать меньше нельзя, т.к. размеры платы управления 69 x 25, да и найти более короткий блок питания тоже не просто.
Сзади установлен соединитель под стандартный электропровод и выключатель:

К сожалению, черного микровыключателя в хламе не оказалось, надо будет заказать. С другой стороны - белый заметнее. А вот соединитель я специально ставил стандартным - это позволяет в большинстве случаев не брать с собой дополнительный провод. В отличие от варианта с ноутбучной розеткой.
Вид снизу:

Черный изолятор из резиноподобного материала остался от исходного блока питания. Он довольно толстый (чуть меньше миллиметра), теплостойкий и очень плохо режется (отсюда и грубый вырез для пластиковой распорки - чуть-чуть не влезало). По ощущениям - как асбест, пропитанный резиной.
Слева от блока питания - радиатор выпрямителя, справа - ключевого транзистора. В оригинальном БП радиатором была тонкая полоска алюминия. Я решил «усугубить» на всякий случай. Оба радиатора изолированы от электроники, поэтому могут свободно прилегать к медным поверхностям корпуса.
На перепонке смонтирован дополнительный радиатор для платы управления, контакт с d-pak корпусами обеспечивается термопрокладкой. Пользы не много, но все лучше воздуха. Что бы исключить замыкание, пришлось чуть обкусить выступающие контакты «авиационного» разъема.
Для наглядности - паяльник рядом с корпусом:

Результат:
1) Паяльник работает примерно как заявлено и вполне помещается в карманах куртки.
2) В старом хламе утилизированы и более не валяются: блок питания, кусок стеклотекстолита 40-летней давности, балончик с нитроэмалью 1987 года выпуска, микровыключатель и небольшой кусок алюминия.

Разумеется, с точки зрения экономической целесообразности существенно проще купить готовый корпус. Пусть материалы были и практически бесплатны, но «время-деньги». Просто в моем списке задач вообще не фигурировала задача «сделать дешевле».

Часть 2 - заметки о функционировании

Как можно заметить, в первой части я вообще не упомянул о том, как все это работает. Мне показалось целесообразным не смешивать описание своей личной конструкции (довольно «колхозно-самопальной» на мой взгляд) и функционирование контроллера, который идентичен или похож у многих.

В качестве некоторого предварительного предупреждения хочу сказать:
1) Разные контроллеры имеют несколько разную схемотехнику. Даже у внешне одинаковых плат могут быть немножко отличающиеся компоненты. Т.к. у меня имеется только одно мое конкретное устройство, я никак не могу гарантировать совпадение с другими.
2) Прошивка контроллера, которую я анализировал, не единственная имеющаяся. Она распространенная, но у Вас может стоять другая прошивка, функционирующая другим образом.
3) Я нисколько не претендую на лавры первооткрывателя. Многие моменты уже были ранее освещены другими обозревателями.
4) Дальше будет много скучных букв и ни одной веселой картинки. Если внутреннее устройство не интересует - остановитесь здесь.

Обзор конструкции

Дальнейшие выкладки будут во многом связаны со схемотехникой контроллера. Для понимания его работы точная схема не обязательно, вполне достаточно рассмотреть основные компоненты:
1) Микроконтроллер STC15F204EA. Ничем особо не выдающийся чип семейства 8051, заметно более быстрый, чем оригинал (оригинал 35 летней давности, да). Питается от 5В, имеет на борту 10-битный АЦП с коммутатором, 2x512байт nvram, 4KБ программной памяти.
2) Стабилизатор на +5В, состоящий из 7805 и мощного резистора для уменьшения тепловыделения(?) на 7805, сопротивлением 120-330 Ом (на разных платах разное). Решение в высшей степени бюджетное и тепловыделяющее.
3) Силовой транзистор STD10PF06 с обвязкой. Работает в ключевом режиме на низкой частоте. Ничего выдающегося, старый.
4) Усилитель напряжения термопары. Подстроечный резистор регулирует его усиление. Имеет защиту на входе (от 24В) и подключен на один из входов АЦП МК.
5) Источник опорного напряжения на TL431. Подключен на один из входов АЦП МК.
6) Датчик температуры платы. Также подключен к АЦП.
7) Индиктор. Подключен к МК, работает в режиме динамической индикации. Подозреваю, что один из основных потребителей +5В
8) Ручка управления. Вращение регулирует температуру (и другие параметры). Линия кнопки в очень многих моделях не запаяна или разрезана. Если соединить, то позволяет настраивать дополнительные параметры.

Как несложно заметить, все функционирование определяется микроконтроллером. Почему китайцы ставят именно такой - мне неизвестно, он не сильно дешевый (около $1, если брать несколько штук) и впритык по ресурсам. В типовой китайской прошивке остаются свободными буквально десяток байт памяти программ. Сама прошивка написана на С или чем-то аналогичном (там видны явные хвосты библиотеки).

Функционирование прошивки контроллера

Исходных текстов я не имею, но IDA никуда не делась:). Механизм работы довольно простой.
При начальном запуске прошивка:
1) инициализирует устройство
2) загружает параметры из nvram
3) Проверяет нажатость кнопки, если нажата - ждет отжатия и запускает п/п настройки расширенных параметров (Pxx) Там много параметров, если нет понимания, то лучше их не трогать. Могу выложить раскладку, но опасаюсь спровоцировать проблемы.
4) Выводит на экран «SEA», ждет и запускает основной цикл работы

Есть несколько режимов работы:
1) Обычный, нормальное поддержание температуры
2) Частичное энергосбережение, температура 200 градусов
3) Полное отключение
4) Режим настройки P10(шаг настройки температуры) и P4(усиление ОУ термопары)
5) Режим альтернативного управления

После запуска работает режим 1.
При коротком нажатии кнопки производится переход в режим 5. Там можно повернуть регулятор влево и уйти в режим 2 или вправо - увеличить температуру на 10 градусов.
При длительном нажатии производится переход в режим 4.

В предыдущих обзорах было много споров, как правильно устанавливать вибродатчик. По имеющейся у меня прошивке могу сказать однозначно - без разницы. Уход в режим частичного энергосбережения выполняется по отсутствию изменений состояния вибродатчика, отсутствию существенных изменений температуры жала и отсутствию сигналов от ручки - все это на протяжении 3х минут. Замкнут вибродатчик или разомкнут - совершенно неважно, прошивка анализирует только изменения в состоянии. Вторая часть критерия тоже интересна - если вы паяете, то температура жала неминуемо плавает. И если фиксируется отклонение более чем на 5 градусов от заданной, выхода в режим энергосбережения не будет.
Если режим энергосбережения продлится больше заданного, то паяльник полностью выключится, на индикаторе будут нули.
Выход из энергосберегающих режимов - по вибрации или по ручке управления. Возврата из полного энергосбережения в частичный не бывает.

Поддержанием температуры МК занимается в одном из таймерных прерываний (их задействовано два, второе занимается дисплеем и прочим. Зачем так сделано непонятно - интервал прерывания и другие настройки выбраны одинаковые, вполне можно было обойтись единым прерыванием). Цикл управления состоит из 200 таймерных прерываний. На 200-м прерывании нагрев обязательно отключается (- целые 0.5% мощности!), выполняется задержка, после чего производится измерение напряжений с термопары, термодатчика и опорного напряжения с TL431. Далее все это по формулам и коэффициентам (частично задаваемым в nvram) пересчитывается в температуру.
Здесь я позволю себе маленькое отступление. Зачем в такой конфигурации термодатчик - не вполне понятно. При правильной организации, он должен давать поправку температуры на холодном спае термопары. Но в этой конструкции он измеряет температуру платы, не имеющую никакого отношения к требуемой. Его либо нужно переносить в ручку, как можно ближе к картриджу T12 (и еще вопрос - в каком месте картридже находится холодный спай термопары), либо вовсе выкинуть. Возможно, я чего-то не понимаю, но похоже, что китайские разработчики тупо передрали схему компенсации с какого-то другого устройства, совершенно не понимая принципов работы.

После измерения температуры вычисляется разница между заданной и текущей температурой. В зависимости от того, большая она или маленькая работают две формулы - одна большая, с кучей коэффициентов и накоплением дельты (желающие могут почитать про построение ПИД-регуляторов), вторая проще - при больших отличиях нужно либо греть максимально, либо полностью отключить (в зависимости от знака). Переменная ШИМ может иметь значение от 0 (отключено) до 200 (полностью включено) - по количеству прерываний в цикле управления.
Когда я только включил устройство (и еще не залез в прошивку), меня заинтересовал один момент - не было дрожания на ± градус. Т.е. температура либо держится стабильно, либо дергается сразу на 5-10 градусов. После анализа прошивки выяснилось, что дрожит оно по всей видимости всегда. Но при отклонении от заданной температуры менее чем на 2 градуса прошивка показывает не измеренную, а заданную температуру. Это ни хорошо и не плохо - дрожащий младший разряд тоже сильно раздражает - просто нужно иметь в виду.

Завершая разговор о прошивке хочу отметить еще несколько моментов.
1) С термопарами я не работал уже лет 20. Может за это время они стали линейнее;), но раньше для сколько-нибудь точных измерений и при наличии возможности, всегда вводилась функция корректировки нелинейности - формулой или таблицей. Здесь этого нет от слова совсем. Можно настроить только смещение нуля и угол наклона характеристики. Может во всех картриджах используются высоколинейные термопары. Либо индивидуальный разброс в разных картриджах больше, чем возможная групповая нелинейность. Хотелось бы надеяться на первый вариант, но опыт намекает на второй…
2) По непонятной для меня причине, внутри прошивки температура задается числом с фиксированной точкой и разрешением в 0.1 градус. Совершенно очевидно, что в силу предыдущего замечания, 10-битного АЦП, неверной поправки холодного конца, неэкранированного провода и т.п. реальная точность измерений и 1 градус никак не составит. Т.е. похоже, что опять содрано с какого-то другого устройства. А сложность вычислений чуть выросла (неоднократно приходится делить/умножать на десять 16-разрядные числа).
3) На плате имеются контактные площадки Rx/TX/gnd/+5v. Насколько я понял, у китайцев были специальные прошивки и специальная китайская программа, позволяющая напрямую получать данные со всех трех каналов АЦП и настраивать параметры ПИД. Но в стандартной прошивке ничего этого нет, выводы предназначены исключительно для заливки прошивки в контроллер. Программа для заливки доступна, работает через простой последовательный порт, только TTL-уровни нужны.
4) Точки на индикаторе имеют свой функционал - левая индицирует режим 5, средняя - наличие вибрации, правая - тип выводимой температуры (выставленная или текущая).
5) Для записи выбранной температуры отведено 512 байт. Сама запись сделана грамотно - каждое изменение пишется в следующую свободную ячейку. Как только достигнут конец - блок полностью стирается, а запись производится в первую ячейку. При включении берется самое дальнее записанное значение. Это позволяет увеличить ресурс в пару сотен раз.
Владелец, помни - вращая ручку настройки температуры, ты тратишь невосполнимый ресурс встроенного nvram!
6) Для остальных настроек используется второй блок nvram

С прошивкой все, если возникнут дополнительные вопросы - задавайте.

Мощность

Одна из важных характеристик паяльника - максимальная мощность нагревателя. Оценить ее можно следующим образом:
1) Имеем напряжение 24В
2) Имеем жало Т12. Измеренное мной сопротивление жала в холодном состоянии составляет чуть более 8 Ом. У меня получилось 8.4, но я не берусь утверждать, что погрешность измерения менее 0.1 Ома. Предположим, что реальное сопротивление никак не менее 8.3 Ома.
3) Сопротивление ключа STD10PF06 в открытом состоянии (по даташиту) - не более 0.2 Ома, типовое - 0.18
4) Дополнительно нужно учесть сопротивление 3х метров провода (2x1.5) и разъема.

Итоговое сопротивление цепи в холодном состоянии составляет не менее 8.7 Ома, что дает предельный ток в 2.76А. С учетом падения на ключе, проводах и разъеме, напряжением на самом нагревателе будет около 23В, что даст мощность порядка 64 Вт. Причем это предельная мощность в холодном состоянии и без учета скважности. Но не стоит особо расстраиваться - 64 Вт это весьма много. А учитывая конструкцию жала - достаточно для большинства случаев. Проверяя работоспособность в режиме постоянного нагрева, я помещал кончик жала в кружку с водой - вода вокруг жала кипела и пАрила весьма бодро.

Но вот попытка экономии с использованием БП от ноутбука имеет очень сомнительную эффективность - внешне незначительное снижение напряжения, приводит к потере трети мощности: вместо 64 Вт останется порядка 40. Стоит ли этого экономия $6?

Если наоборот, попытаться выжать из паяльника заявленные 70Вт, есть два пути:
1) Немного увеличить напряжение БП. Достаточно увеличить всего на 1В.
2) Уменьшить сопротивление цепи.
Почти единственный вариант, как немного уменьшить сопротивление цепи - заменить ключевой транзистор. К сожалению, практически все p-канальные транзисторы в используемом корпусе и на требуемое напряжение (на 30В я не рискнул бы ставить - запас будет минимален) имеют сходные Rdson. А так было бы вдвойне замечательно - заодно меньше бы грелась плата контроллера. Сейчас в режиме максимального разогрева на ключевом транзисторе выделяется около ватта.

Точность/стабильность поддержания температуры

Кроме мощности, не менее важна стабильность поддержания температуры. Причем лично для меня стабильность даже важнее точности, поскольку если значение на индикаторе можно и опытным путем подобрать - обычно я так и делаю (и не очень важно, что при выставке 300 градусов реально на жале - 290), то вот нестабильность таким образом не побороть. Впрочем, по ощущениям, стабильность поддержания температуры на T12 заметно лучше, чем на жалах 900-й серии.

Что имеет смысл переделать в контроллере

1) Контроллер греется. Не фатально, но больше желаемого. Причем главным образом его греет даже не силовая часть, а стабилизатор на 5В. Измерения показали, что ток по 5В составляет порядка 30 мА. 19В падения при 30 мА дает примерно 0.6Вт постоянного нагрева. Из них на резисторе (120Ом) выделяется порядка 0.1Вт и еще 0.5Вт - на самом стабилизаторе. Потребление остальной схемы можно игнорировать - всего 0.15Вт, из которой заметная часть тратится на индикатор. Но плата маленькая и поставить step-down просто некуда - если только на отдельной платке.

2) Силовой ключ с большим (относительно большим!) сопротивлением. Применение ключа с сопротивлением 0.05 Ом сняло бы все проблемы его нагрева и добавило бы около ватта мощности нагревателю картриджа. Но корпус был бы уже не 2х миллиметровый dpak, а минимум на размер больше. Или вообще переделать управление на n-канал.

3) Перенос ntc в ручку. Но тогда имеет смысл перенести туда и микроконтроллер, и силовой ключ и опорное напряжение.

4) Расширение функциональности прошивки (несколько наборов параметров ПИД для разных жал и т.п.). Теоретически возможно, но лично мне проще (и дешевле!) заново слепить на каком-нибудь младшем stm32, чем утаптывать в существующую память.

В результате имеем замечательную ситуацию - переделывать можно много чего, но практически любая переделка требует выкинуть старую плату и сделать новую. Либо не трогать, к чему я и склоняюсь пока.

Заключение

Имеет ли смысл переходить на T12? Не знаю. Пока я работаю только с жалом T12-K. Для меня оно одно из самых универсальных - и полигон хорошо греет, и гребенку выводов эрзац-волной пропаять/отпаять можно, и отдельный вывод острым концом прогреть можно.
C другой стороны, имеющийся контроллер и отсутствие средств автоматической идентификации конкретного типа жала усложняет работу с T12. Ну что мешало Hakko засунуть какой-нибудь идентифицирующий резистор/диод/чип внутрь картриджа? Было бы идеально, если в контроллере имелось несколько слотов под индивидуальные настройки жал (хотя-бы штуки 4) и при смене жала он автоматом загружал нужные. А в существующей системе можно как максимум сделать ручной выбор жала. Прикидывая объем работ понимаешь, что овчинка не стоит выделки. Да и картриджи по стоимости соизмеримы с целой паяльной станцией (если не брать китай по $5). Да, разумеется можно экспериментально вывести таблицу поправок температур и приклеить табличку на крышку. Но с коэффициентами ПИД (от которых напрямую зависит стабильность) так не поступить. От жала к жалу они обязаны отличаться.

Если отбросить мысли-мечты, то выходит следующее:
1) Если паяльной станции нет, но хочется - лучше забыть про 900 и брать T12.
2) Если нужно дешево и точные режимы пайки не сильно нужны - лучше взять простой паяльник с регулировкой мощности.
3) Если паяльная станция на 900х уже есть, то достаточно T12-К - универсальность и портативность получилась на высоте.

Лично я покупкой доволен, но и заменять все имеющиеся 900-е жала на T12 пока не планирую.

Это первый мой обзор, поэтому заранее приношу извинения за возможные шероховатости.

На день рождения подарили паяльную станцию со сменными жалами HAKKO T12. В комплекте было три жала, из которых использую 2, и то по бедности. Сейчас удалось взять на обзор набор жал - 10 штук.

Чем хороши такого типа жала? Во первых - быстро нагреваются - до рабочей температуры нагреваются за 12-15 секунд.
Во вторых - встроенный датчик температуры. Удается при наличии нормального контролера паяльника и внешнего измерителя температуры отстроить в пределах +-7-10 градусов.
В третьих - быстросъемные. Замена одного жала на другое - занимает 5 секунд.
В четвертых - ассортимент

Само собой братья-китайцы делают копии, в целом хорошего качества.

Для чего нужен такой набор? В связи с широкой номенклатурой деталей приходится держать широкую номенклатуру жал. Есть универсального типа - но разных размеров, есть для пайки массивных деталей, игольчатые - для мелких smd деталей, кочерга - там где неудобно подлезть к детали …

В итоге, если заниматься пайкой разнотипных деталей - образуется штук 5 - 7 жал, которые часто используешь.
Но вернемся к набору.

В таком виде приехало, было упаковано в картонную коробку и пупырку.

Жала имеют 3 контакта, разделенные пластиковыми кольцами.
Длина жала в наборе колеблется от 147 до 154 мм - зависит от типа.
На каждом жале есть наклейка с типом жала и кодом.
Диаметр жала 5,5 мм
Напряжение питания - 24 вольта
Мощность 70 ватт
Температура - до 400 градусов (можно и до 450 - но сокращается время службы)
Совместимы с безсвинцовыми припоями

В наборе есть следующие жала:
T12-B
T12-BC2
T12-D4
T12-C1
T12-C4
T12-D08
T12-D24
T12-IL
T12-JL02
T12-K

T12-K - удобно греть несколько контактов или массивную деталь, из нестандартного - сваривать полиэтилен или резать синтетическую ткань.

T12-D08, похожие по форме T12-B и T12-IL отличаются диаметром и углом заточки

T12-JL02 - используют в труднодоступных местах

T12-D4, T12-D24 - Заточка «зубило»

T12-BC2,T12-C1,T12-C4 «копыто» - диаметр 1, 2 и 4 мм универсальная заточка жала

Все жала пришли с залуженным наконечником.
Паяют хорошо, при пайке обычной канифолью с температурой за 300 на жале образуется черный нагар, лучше пользоваться специализированными флюсами.
Лично мне в наборе не хватает жала «микроволны» и с углублением для пайки выводных элементов.
После месяца использования следов выгорания жала не обнаружил. Медный пришлось бы уже раза два точить.

Хороший набор за нормальную цену.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +24 Добавить в избранное Обзор понравился +13 +31

Электронные компоненты чувствительны к высоким температурам. Это значит, что для каждого компонента существует температура, выше которой не следует его нагревать.

Перегрев компонента может произойти как во время работы устройства, так и в процессе пайки. К перегреву во время работы ведёт множество причин, которые сегодня нас не интересует, так как разговор пойдёт о пайке и паяльниках.

Что такое пайка?

Па́йкой называют метод неразъемного соединения нескольких деталей с помощью металла с более низкой температурой плавления, чем соединяемые детали.

Когда припой нагревают до температуры плавления, то он растекается по повехности соединяемых деталей, обволакивает выступы и заполняет промежутки между ними. После остывания припоя образуется прочное соединение. Пайка позволяет соединять детали из разных металлов. Главное, чтобы эти металлы смачивались припоем.

Например, оловянно-свинцовым припоем хорошо смачиваются драгоценные металлы, медь, никель, латунь, бронза и плохо смачиваются сталь, алюминий, чугун, железо. Поэтому для качественной пайки надо обязательно правильно подбирать припой.

Припои

При производстве электроники используются оловянно-свинцовые и безсвинцовые припои. Очевидный минус оловянно-свинцовых припоев - это свинец. Безсвинцовые припои свинец в своем составе не имеют, но менее токсичными они от этого не стали. К тому же безсвинцовые припои страдают от образования оловянных "усов" . Так что если вы всё еще думаете, что ROHS предназначена для улучшения экологии, то это не так. Я бы предположил, что директива служит для маскировки снижения времени жизни эл. устройств массового производства.

В припой могут дополнительно входить кадмий, висмут, сурьма, цинк, медь. Их включают в состав припоя с целью придания ему дополнительных свойств. Кадмий, чтобы повысить антикоррозийные качества. Сурьма для придания глянца. Припои с цинком используют там, где поверхность пайки подвергается воздействию влаги. И т.д.

Припои также делятся по температуре плавления на легкоплавкие и тугоплавкие. Температура после которой припои считаются тугоплавкими равна 450 С о. Среди радиолюбителей наиболее распространены оловянно-свинцовые припои ПОС-40 и ПОС-60. Числа 40 и 60 означают процентное содержание олова в припое. Чем меньше цифра, тем выше температура плавления припоя.

Паяльные флюсы

Для качественного припаивания компонента к дорожке печатной платы одного припоя мало, так как спаиваемые поверхности окисляются, а окислы портят качество пайки. Для устранения окислов со спаиваемых поверхностей используют флюсы - вещества, снимающие окислы и жиры, улучшающие смачиваемость.

Применение хорошего флюса позволяет облегчить процесс пайки, а также повысить её качество. Сами флюсы можно разделить на требующие смывки после завершения пайки и такие, которые смывания не требуют. Бессмывочные флюсы очень удобны для использования при пайке компонентов, под которые потом не подлезть. Такие как микросхемы в BGA корпусах

Инструменты для пайки

Главный инструмент - паяльник. Он бывает регулируемый, нерегулируемый, большой, маленький, индукционный или обычный. Для монтажа электронных компонентов вручную следует использовать регулируемые паяльники, которые быстро нагреваются до заданной теммпературы и поддерживают её в процессе пайки, когда тепло с жала передается припою, проводнику на плате и припаиваемому компоненту и оно остывает.

Среди радиолюбителей распространены клоны станций Hakko. Они в разы дешевле. Часто имеют на борту ещё и паяльный фен. Эти станции используют копию жала типа 900М. У копий этих жал есть родовая травма в виде воздушного зазора между нагревателем и внутренней поверхностью жала. В оригинальном жале зазор тоже есть, но он рассчитан так, что в процессе нагрева зазор исчезнет за счет теплового расширения металла, а в копиях это не учитывается. В итоге получилась плохая копия, так как жало долго греется и быстро остывает при пайке массивных элементов. Об этих жалах уже речь вестись не будет.

На смену жалам типа 900М пришли жала-картриджи Т12, которые не имеют проблемы с воздушным зазором. Они выпускаются 84 видов. Я рассмотрю самые интересные и ходовые.

Как устроены жала Т12

Особенность такого жала заключается в его строении: капсула, внутри которой максимально близко к наконечнику расположен датчик температуры. Станция снимает с датчика информацию о температуре наконечника и с помощью PID-регулятора автоматически коректирует подачу энергии на нагревательный элемент.

Виды жал Т12

Оригинальным разработчиком этих жал явлется японская компания Hakko. Она выпускает много интересных инструментов. Одних только серий жал больше 30 видов. Одна из них - это серия Т12, получившая широкое распространение за счет того, что китайцы стали массово клепать эти жала и продавать по бросовым ценам.

На картинке выше приведены примеры типов жал Т12. Самые ходовые: BCM/СМ, BC/С, B, D, I, J, K. Жала вида SMD TYPE Quad/Tunnel совсем уж экзотические в быту радиолюбителя. Теперь давайте разбираться для каких целей какие жала предназначены.

Тип T12-K

Жало в форме ножа. Одно из самых универсальных жал, так как им можно пользоваться по-разному и работать либо кончиком, либо плоской частью с левой или правой стороны, либо торцом. Выбор способа использования зависит от условий пайки.

Длина среза составляет 6.65 мм. Таким жалом можно подлезть в узкие промежутки между компонентами, припаивать сразу несколько выводов компонентов, лудить площадки печатной платы или провода. T12-K бывает с заточкой справа: T12-K , T12-KR , T12-KRZ; слева: T12-KL; двусторонней: T12-KF , T12-KFZ , T12-KU . Все китайские жала имеют на самом деле двустороннюю заточку.

Индекс U в маркировке означает уменьшенный диаметр жала. Это понижает его теплоемкость. Индекс Z говорит о том, что жало имеет более толстое покрытие. Такое жало будет служить дольше.

Тип T12-BC/C

BC в маркировке означает, что жало имеет форму усеченного конуса, а С обозначает жало в форме усеченного цилиндра. Разница между ними заключается в их теплоемкости. У жал ВС она больше.

Есть еще вариации этих жал: BCF/CF и BCM/CM . Жала с индексом F имеют рабочую поверхность только на срезе, а с индексом M имеют небольшую выемку на срезе жала, что позволяет жалу удерживать каплю припоя и пайка будет делаться миниволной. Все жала типа BC/C бывают диаметров от 0.8мм до 4.2мм.

Жала типа BC/C предназначены для пайки теплоемких компонентов и выводов между которыми достаточное расстояние, чтобы не посадить соплю. Hakko также рекомендует использовать эти жала для пайки чип-компонентов, так как они позволяют формировать правильную галтель паянного соединения (solder fillet ).

Га́лтель (от нем. Hohlkehle — желобок, выемка) — форма поверхности в виде желобка, выемки на внешнем или внутреннем ребре детали.

При пайке компонентов поверхностного монтажа правильно выполненые паяные соединения имеют вогнутую форму, что обеспечивается объемом припоя и процессом смачивания контактных поверхностей. Такая форма обеспечивает минимальный расход припоя, а также наилучшие условия для равномерного затвердевания с образованием прочного бездефектного соединения.

Часто под термином "галтель паяного соединения" понимают само паяное соединение или объем припоя в соединении.

Тип T12-D

Этот вид жала выглядит как обычная плоская отвертка. Работать таким жалом можно как лицевой стороной, так и торцевой.

Выпускается более 10 подвидов T-12D с шириной кончика от 0.5 мм до 1.2 мм. От чего изменяется его теплоемкость. Самой малой теплоемкостью обладает жало с шириной 0.5мм

Большинство из радиолюбителей к таким жалам привычно, так как на обычных паяльниках жала имеют схожую форму. Выпускается еще два варианта таких жал: с увеличенным сроком службы (long life) и высокопроизводительные с повышенной теплоотдачей (heavy duty).

Индекс W ставится у высокопроизводительного жала, индекс L обозначает, что жало имеет удлиненный кончик. Например, T12-DL. Такие жала имеют теплоеммкость даже больше жал с индексом W

Я рассказал о наиболее ходовых, на мой взгляд, жалах. Сам пользуюсь жалами T12-B2, T-12K. Кстати, при установке в паяльную станцию новые жала следует откалибровать. Многие станции позволяют калибровать жала и сохранять "профиль жала", чтобы при замене одного жала другим можно было переключить профиль и не калибровать жало заново.

Всем доброго времени суток. Извечная борьба с жабой заставляет людей совершать непредсказуемые поступки. Так случилось и в этот раз, и вместо готовой паяльной станции я приобрел набор «сделай сам». Что из этого получилось смотрим ниже.
Из обзоров на муське узнал о существовании жал-картриджей Hakko T12. Этот вопрос меня заинтересовал и начав изучать информацию, наткнулся на обозреваемый набор. Почитав обзоры и посмотрев несколько видео, понял, что в результате можно получить вполне неплохую паяльную станцию за небольшие деньги. Сразу сделаю небольшое отступление – для получения рабочей паяльной станции к этому набору необходимо ДОПОЛНИТЕЛЬНО ПРИОБРЕТАТЬ блок питания на 12-24В. Естественно, что 24В самый предпочтительный вариант, при котором потенциал картриджей T12 раскроется полностью.

Таблица с сайта продавца

Итак начнем - мне повезло и посылка пришла всего за 12 дней. Серый пакет обернутый скотчем в котором находилась картонная коробка, внутри мелкие детали в отдельных пакетиках. Все пришло целым.
Содержимое посылки:

Ручка паяльника - глянцевый пластик, качество посредственное. Попросил продавца положить синего цвета, по умолчанию в комплект входит черная ручка;
Провод 100см длиной, диаметр 5мм, силиконовый, термоустойчивый, не запоминает форму;
В первом пакетике - контроллер паяльной станции, светодиод красного цвета, вибродатчик SW200D и ручка энкодера;
Во втором - авиационный разьем;
В третьем - комплект для сборки внутренностей ручки паяльника;
Связка проводков, жгутов и кембриков;
Жало Т12-ВС2 также предварительно связывался с продавцом и просил заменить, т.к. по умолчанию в комплект ложится жало типа T12-K;
Подарочный пинцет сносного качества;
Записка от продавца с обещанием плюшек при последующих заказах))).

Ну что же, содержимое посылки пересмотрели со всех сторон, «обнюхали»), приступаем к сборке. Я начал сборку с внутренностей ручки. И если вы внимательно прочитали название обзора, то уже поняли что без паяльника здесь не обойтись. При сборке ручки есть несколько нюансов о которых я сейчас расскажу.
1. Есть разница как вы сориентируете половинки внутренностей между собой, сделать это нужно таким образом, что бы площадки для припаиваемых контактных «пластин-завитушек» находились напротив.

2. Методом проб и ошибок выяснил, что контактные пластины необходимо припаивать завитушками вовнутрь, это не очевидно из их формы, но поверьте мне - так будет лучше и, наверное, правильнее. Т.к. в этом случае они припаиваются просто посередине контактных площадок и затем без проблем контактируют с жалом в нужных местах.

При припаивании нижней части нужно сразу определиться с проводами и припаивать провода одновременно скрепляя внутренности ручки.

Схемы подключения:

Припаиваем емкость 104 (0,1 мкФ) и вибродатчик SW200D

Припаиваем провода со стороны авиационного разъема

Собираем ручку

Вот что получилось после сборки:

Теперь перейдем к рассмотрению контроллера. Размеры 67х24мм. Глубина вместе с энкодером 25мм, в корпусе выступает на 13мм.
А он у нас достаточно умный и кроме своих непосредственных обязанностей по регулировке и стабилизации температуры жала умеет засыпать и отключаться через некоторое количество времени (которое можно изменять).

Фото контроллера

Кроме того можно изменять настройки шага регулировки температуры и производить программную калибровку температуры. Эти параметры можно изменять непосредственно при работе паяльника - режимы Р10 и Р11. Делается это следующим образом - нажимаем на ручку энкодера и удерживаем примерно 2 секунды, попадаем в пункт Р10, кратковременным нажатием изменяем порядок (сотни, десятки, единицы), поворотом ручки изменяем значение, затем опять нажимаем и 2 с. удерживаем ручку энкодера, значение сохраняется, а мы попадаем в пункт Р11 и т.д., последующее 2с. нажатие возвращает в рабочий режим.
Но и это еще не все, если подать питание на контроллер при зажатой ручке энкодера, то можно попасть в более расширенное программное меню. В обсуждении одного из видеообзоров я нашел по нему следующую информацию:
P01 опорное напряжение АЦП 2490 мВ (эталон TL431)
P02 настройка NTC 32 сек
P03 вход ОУ коррекция напряжения смещения (55)
P04 усиления усилителя термопары (270)
P05 коэффициент пропорциональности PID pGain -64
P06 коэффициент интегрирования PID iGain- 2
P07 коэффициент дифференцирования PID dGain-16
P08 автоотключение после 3-50 минут
P09(P99) сброс настоек reset
P10 шаг установки температуры
P11 коэффициент усиления термопары (Калибровка температуры)
Калибровка температуры заняла у меня достаточно много времени но в результате удолось добиться вполне приемлемых результатов.

Замеры температуры жала

Дальнейшая сборка станции очень зависит от того какой блок питания вы решили использовать, здесь тоже есть один нюанс, при использовании блока питания на 19 В и выше необходимо отпаять резистор 101(100 Ом).

Также в контроллер припаивается светодиод и «папа» авиационного разъема.
Я использовал достаточно большой блок питания на 24В, 4А. Поэтому контроллер установил прямо в него. Получилось достаточно удобное и компактное устройство.

Характеристики блока питания

Готовая паяльная станция:

Жала T12 мой комплект. Очень интересно последнее фото, на нем отчетливо видно различие в логотипах жал заказанных в одном магазине в одно и то же время. Я исхожу из того, что оба жала - подделки. Но на работе это никак не сказывается. Возможно время покажет. Если есть специалисты интересно услышать ваше мнение.:

Сложно делать выводы относительно данного товара т.к у каждого получится паяльная станция со своими характеристиками мощности (в зависимости от блока питания) и внешним видом (в зависимости от фантазии, усердия и т.д.) Поэтому буду говорить только о том, что получилось у меня.
Плюсы:
1. Быстрый нагрев до рабочей температуры порядка 15 с. Лично мне скорость нагрева нравится больше всего. Включил и пока одной рукой берешь паяльник, а второй припой - уже можно паять.
2. Хорошая мощность - можно прогревать большие полигоны.
3. Сброс температуры до 200 градусов (засыпание) и самоотключение, через определенный промежуток времени.
4. Термоустойчивый провод, который можно записать и в минусы из-за массивности и некоторой упругости. Но для меня термоустойчивость перевешивает вышеописанные неудобства.
5. Если приловчиться, то можно менять жала не дожидаясь остывания, я приловчился - поэтому плюс)))
6. Ну и естественно к плюсам отнесем то удовольствие, которое получает человек делая что-то своими руками, особенно когда это что-то получилось и радует глаз.
Минусы:
Если придираться, то минусов тоже хватает, это и посредственное качество ручки и достаточно большой вылет жала. Но для себя я однозначно выделил только один.
1. «Из коробки» температура жала не соответствует действительности, пришлось немного повозиться, чтобы получить приемлемый результат. Но и после калибровки температура плавает: на высоких ниже, чем показывает контроллер, на низких наоборот - выше.

Вывод:
Если у вас есть ненужный блок питания и нет хорошего паяльника со стабилизацией температуры - однозначно брать. Но даже если рассматривать вопрос дополнительного приобретения блока питания получается вполне себе неплохой вариант.

Это мой первый обзор, писал преимущественно ночами в условиях недостаточной освещенности, поэтому фото получились не очень. Если есть вопросы пишите, чем смогу - помогу.

Доброго вам времени суток, уважаемые гики и сочувствующие! Вчитайтесь внимательно в эти строки великого поэта:

Я знал одной лишь думы власть,
Одну, но пламенную страсть:
Она, как червь, во мне жила.
Изгрызла душу и сожгла!

Михаил Юрьевич смог точно описать душевные терзания, обуревающие множество радиолюбителей в поисках мощной, полностью автоматической, точной, универсальной, надёжной и недорогой паяльной станции.

Благодаря трудолюбивым китайским товарищам, вышеописанная (как, впрочем, и множество других) мечта вполне может стать явью при относительно небольших финансовых затратах. Речь пойдёт о наборе для сборки паяльной станции на жалах Hakko T12. Этот набор стоит менее 18 евро на Aliexpress и содержит все необходимые детали, кроме блока питания и корпуса. В сети можно найти множество обзоров этого набора.

Компактный стоваттный (на самом деле, нет) блок питания на 24 вольта стоит около 8 евро с пересылкой.

Проблема этого блока питания в значительном нагреве при нагрузке более 75 ватт. Поскольку паяльная станция потребляет значительно меньшую мощность, этот блок питания можно с чистой совестью считать подходящим кандидатом.

Перейдём к корпусу: именно здесь открывается максимальный простор для творчества и кроются значительные трудности для радиолюбителей, не имеющих 3D принтера в личном пользовании. Как известно, дом поросёнка должен быть крепостью корпус электронного устройства служит не только вместилищем его компонентов, но и предупреждает попадание внутрь посторонних предметов. Корпус также защищает пользователя от поражения током. Если же корпус паяльной станции имеет возможность установки держателя паяльника, „третьей руки“, лупы с подсветкой и возможности размещения губки для очистки жала, то это уже не корпус, а дворец.

Некоторые из вышеупомянутых частей объединило в себе следующее замечательное устройство:

Единственной проблемой этого устройства является тонкий и плохо проложенный кабель для питания светодиодной подсветки. Этот кабель лучше всего сразу заменить. Поскольку светодиодная подсветка требует источника питания 5 вольт, нам придётся приобрести также преобразователь напряжения с 24 до 5 вольт. Китайские товарищи расстаются с нужным устройством за символические 1,8 евро.

Обратите внимание: этот прреобразователь построен на основе микросхемы XL4015. Несмотря на заявленный выходной ток 5 ампер, этот преобразователь работает без перегрева только при токе менее 2,3 ампера. Поскольку в этом преобразователе реализована регулировка выходного тока, для надёжной работы можно просто установить максимальный ток на уровне 2,2 ампера и забыть о проблеме.

Как известно, нет такого тюбика с зубной пастой, откуда нельзя было бы выжать ещё капельку. Это высоконаучное наблюдение натолкнуло меня на мысль вывести полученные напряжения 24 и 5 вольт на наружные клеммы и использовать паяльную станцию как блок питания. Естественно, два разъёма USB так и просились на переднюю панель. Немцы называют это «Eierlegende Wollmilchsau» (яйцекладущая щерстомолочная свинья).

Осталось приобрести кабель питания с резиновой изоляцией (мягкий и не плавится), сетевой выключатель со световой индикацией, немного монтажного провода в силиконовой изоляции (мягкий и не плавится), пару разъёмов USB, четырёхконтактный клеммник (такие используются для подключения акустических систем), 20 саморезов М3 и 8 саморезов М2.

Высокую честь изготовления корпуса заслужил мой домашний 3D принтер fakeQR. Материалом для корпуса был выбран филамент PETG китайского производителя Winbo (китайское с китайским в китайском, то ли ещё будет). PETG имеет массу преимуществ перед другими материалами: отличное межслоевое сцепление, никакого варпинга („съёживания“) при печати больших объектов, высокая прочность и устойчивость к факторам внешней среды. Из этого материала изготовлены, например, бутылки Кока-колы.

После короткой возни в замечательном бесплатном CAD DesignSpark Mechanical были созданы части будущего мегакорпуса суперпаяльной мегастанции.

Фронтальная панель. Служит для фиксации электронного блока управления паяльной станции на основной части корпуса

Основная часть. К ней прикручиваются все остальные части корпуса и электронные компоненты.

На передней стенке основной части расположены следующие элементы: два гнезда USB. выключатель питания (выключатели на задней панели являются чем-то вроде преступления против человечества, по моему мнению), ушки для закрепления фронтальной панели с электронным блоком. На задней стенке находится карман для преобразователя напряжения и вентиляционные отверстия. Отверстие для кабеля питания снаружи имеет воронкообразную форму, для предотвращения излома кабеля. Блок питания располагается на на некоторой высоте от нижней стенки, чтобы обеспечить свободный доступ воздуха через нижние вентиляционные отверстия.

Крышка отсека электроники выпонена в виде ванночки, в которой можно складывать разную мелочь. Корпус выполнен так, что ни капли олова, ни какие-либо мелкие предметы не могут попасть в отсек электроники.

Нижняя часть и выдвижной ящичек. На внутренней стороне задней стенки нижней части расположен кармашек для магнита, в соответствующем месте ящичка предусмотренно отверстие для винта из магнитного материала. Удержание ящичка магнитом – дешёвое, надёжное и простое решение, по моему мнению.

После сборки паяльная станция выглядит в точности как ёжик из известной сказки Ушинского. (зверёк был „неладно скроен, да крепко сшит“ и тем многих бед избегал).