Регулировка температуры паяльника 12 вольт

Колебания температуры жала паяльного устройства могут быть объяснены следующими объективными причинами:

нестабильность входного питающего напряжения;
большие тепловые потери при пайке объёмных (массивных) деталей и проводников;
значительные колебания температуры окружающей среды.

Для компенсации воздействия этих факторов промышленностью освоен выпуск ряда устройств, имеющих специальный диммер для паяльника, обеспечивающий поддержание температуры жала в заданных пределах.

Однако при желании сэкономить на обустройстве домашней паяльной станции регулятор мощности вполне может быть изготовлен своими руками. Для этого потребуется знание основ электроники и предельная внимательность при изучении приводимых ниже инструкций.

Схема регулятора температуры для паяльника

Ниже представлена простая схема регулятора мощности:

Эту схему я использовал для своего регулятора лет 20 назад, этим паяльником я до сих пор пользуюсь. Конечно, некоторые детали, такие как: транзисторы, неоновая лампочка — можно заменить современными.

Детали устройства:

Транзисторы; КТ 315Г, МП 25 можно заменить на КТ 361Б
Тиристор; КУ 202Н
Стабилитрон; Д 814Б или с буквой В
Диод;КД 202Ж
Резисторы постоянные: МЛТ- 3к, 2к-2 шт, 30к, 100 ом, 470к
Резистор переменный; 100к
Конденсатор; 0,1 мкФ

Как видите, схема устройства очень простая. Её повторить под силу даже начинающему.

Делаем простой регулятор температуры паяльника своими руками

Представленное устройство построено по так называемому однополупериодному регулятору мощности. То есть при полностью открытом тиристоре VS 1, который управляется транзисторами VT 1 и VT 2, одна полуволна сетевого напряжения проходит через диод VD 1, а другая полуволна через тиристор. Если повернуть движок переменного резистора R 2 в противоположную сторону, то тиристор VS 1 закроется, а на нагрузке будет присутствовать одна полуволна, которая пройдёт через диод VD 1:

Поэтому данным регулятором невозможно убавить напряжение меньше 110 вольт. Как показывает практика, это и не нужно, так как при минимальном напряжении температура жала настолько мала, что олово еле плавится.

Номиналы деталей, представленные на схеме, подобраны для совместной работы с паяльниками большой мощности. Если вам это не требуется, то силовые элементы, тиристор и диод можно заменить на менее мощные. Если у вас не окажется в наличии двухватного резистора R 5 номиналом 30 кило ом, то его можно составить из двух последовательно соединённых резисторов по 15 кило ом, как у меня:

Данное устройство не нуждается в настройке. Собранное правильно и из исправных деталей, оно начинает работать сразу.

Остаётся подобрать подходящих размеров корпус. Разместить розетку для паяльника:

Предохранитель выводить наружу не обязательно, например, у меня он впаян в разрыв сетевого шнура. А вот переменный резистор нужно установить в удобное место и ,конечно, проградуировать шкалу, например, в вольтах:

Получившийся регулятор очень надёжный, что проверено временем, и прослужит он вам много лет, да и паяльник скажет вам спасибо.

Мощности и задачи

Паяльник для микросхем — мощность 10-20 Вт
Паяльник для радиодеталей — мощность 30-40 Вт
Универсальный паяльник — 60 Вт
Паяльник для толстых проводов и крупных деталей — 80-100 Вт

В продаже можно найти и более мощные паяльники — от 100 Вт, которые используются для грубого ремонта корпусных конструкций в уличных условиях. Но для этих целей, на наш взгляд, лучше использовать специальный фен или паяльную лампу.

Отвечая на вопрос, какой паяльник выбрать для микросхем, сразу подчеркнем, что в этом деле главная сложность заключается в одновременном расплавлении мест пайки всех ножек микросхемы. Поэтому, именно для микросхем (чипов памяти, контроллеров и пр.) нужно аккуратно пользоваться либо паяльным феном, либо паяльником плавить место каждого контакта и с помощью специального инструмента (либо медной проволочной плетенки, либо оловоотсоса) выбирать из него олово. Для этих целей подойдет паяльник мощностью 20-30 Вт.

Обзор регуляторов для паяльника

Паяльник – это специальное устройство, которое предназначается для пайки металлических элементов различного размера и сложности. Для того чтобы изменить уровень напряжения на нагревательном элементе паяльника, необходимо использовать специальный регулятор мощности. За счет плавного изменения мощности можно добиться плавного понижения и повышения температуры на жале паяльника. Читайте советы как выбрать паяльник для микросхем и прочее оборудование.

Паяльник с регулятором мощности на фото

Как работают?

Принцип работы регулятора для паяльника сводится к тому, что при помощи отдельного небольшого устройства, которое подведено к проводу паяльника можно осуществлять регулировку таких технических показателей, как температура, напряжение и мощность.

Переключатели и диммеры

Простейшая регулировка температуры применена в паяльниках с переключателем, допускающим всего два положения, а соответственно и два значения температуры.
При минимальном значении паяльник, установленный на подставке, просто поддерживает жало в нагретом состоянии, а при нажатии на клавишу или кнопку, жало нагревается до максимальной температуры, при которой и производится пайка.

Очевидно, что из преимуществ, описанных выше, такой паяльник обладает только возможностью экономить электроэнергию. Главная же задача регулировки – производство качественного и безопасного монтажа компонентов – остается невыполнимой.

Вторая разновидность паяльников с регулировкой – диммируемые. Их конструкция предполагает включение в разрыв питающего кабеля диммера – устройства, ограничивающего потребление электроэнергии паяльником.

При этом действительно появляется возможность регулировки температуры жала, но делается это за счет падения напряжения в диммере.

Соответственно, ни о какой экономичности такой схемы не может быть и речи. Но цена таких устройств довольно низкая и может сыграть решающую роль при выборе.

Регулятор для паяльника своими руками

Эта тема давно освоена радиолюбителями, которые как никто другой заинтересованы в качественном инструменте для паяния. Предлагаем вам несколько популярных решений с электросхемами и порядком сборки.

Двухступенчатый регулятор мощности

Такая схема работает на устройствах с питанием от сети переменного напряжения 220 вольт. В разрыв цепи одного из питающих проводников, параллельно друг другу подключается диод и выключатель. Когда контакты выключателя замкнуты – паяльник запитан в стандартном режиме.

При размыкании – ток проходит через диод. Ели вы знакомы с принципом протекания переменного тока – работа устройства будет понятно. Диод, пропуская ток лишь в одном направлении – отсекает каждый второй полупериод, понижая напряжение вдвое. Соответственно, в два раза снижается мощность паяльника.

В основном, такой режим питания используется при длительных паузах во время работы. Паяльник находится в дежурном режиме, и наконечник не сильно охлаждается. Для приведения температуры к 100% значению, включаем тумблер – и через несколько секунд можно продолжать пайку. При снижении нагрева меньше окисляется медное жало, продлевая срок службы прибора.

Двухрежимная схема на маломощном тиристоре

Данный регулятор напряжения для паяльника подходит к маломощным устройствам, не более 40 Вт. Дли силового управления, используется тиристор КУ101Е (на схеме – VS2). Несмотря на компактные размеры и отсутствие принудительного охлаждения – он практически не греется в любом режиме.

Тиристором управляет схема из переменного резистора R4 (использован обычный СП-04 сопротивлением до 47К) и конденсатора С2 (электролит 22мф).

Принцип работы следующий:

Режим ожидания. Резистор R4 выставлен не максимальное сопротивление, тиристор VS2 закрыт. Питание паяльника осуществляется через диод VD4 (КД209), снижая напряжение до 110 вольт;
Рабочий режим с регулировкой. В среднем положении резистора R4, тиристор VS2 начинает открываться, частично пропуская через себя ток. Переход в рабочий режим контролируется с помощью индикатора VD6, который зажигается при напряжении на выходе регулятора 150 вольт.

Далее можно плавно поднимать мощность, увеличивая напряжение до 220 вольт. Печатную плату изготавливаем по размеру корпуса регулятора. В предложенном варианте использован корпус от зарядного устройства для мобильника.

Компоновка очень простая, можно разместить в корпусе меньшего размера. Никакой вентиляции не требуется, радиокомпоненты практически не греются.

Собираем устройство в корпусе, ручку резистора выводим наружу.

Классический советский 40 ваттный паяльник легко превращается в паяльную станцию, которая работает устойчивей, чем все китайские аналоги.

Регулятор мощности на симисторе

Вариант так же относится к простым схемам, рассчитанным на приборы небольшой мощности. Собственно, регулируемый паяльник, как правило, нужен для работы с микросхемами или SMD компонентами. А в этом случае большая мощность будет излишней.

Схемное решение позволяет плавно регулировать напряжение практически от нуля до максимального значения. Речь идет о 220 вольтах. Силовым управляющим элементом служит тиристор VS1 (КУ208Г). Элемент HL-1 (МН13) придает графику управления линейную форму и выступает в роли индикатора. Набор резисторов: R1 — 220k, R2 — 1k, R3 — 300Ом. Конденсатор С1 – 0,1мк.

Схема на мощном тиристоре

Если требуется подключить к регулятору мощный паяльник, силовой блок-схемы собирается на тиристоре КУ202Н. При нагрузке до 100Вт охлаждение ему не требуется, поэтому усложнять конструкцию радиатором не придется.

Схема собрана на доступной элементной базе, детали могут просто быть в ваших запасниках.

Принцип работы: С анода тиристора VS1 снимается напряжение питания паяльника. Собственно это и есть регулируемый параметр, контролирующий температуру. Схема управления тиристором реализована на транзисторах VT1 и VT2. Питание управляющего модуля осуществляет стабилитрон VD1 вместе с ограничительным резистором R5.

Выходное напряжение блока управления регулируется с помощью переменного резистора R2, который собственно и задает параметры мощности подключенного паяльника. В закрытом состоянии тиристор VS1 не пропускает ток, и паяльник не греется. При вращении управляющего резистора R2 блок питания выдает все большее управляющее напряжение, открывая тиристор.

Схема монтажа состоит из двух частей.

Блок управления удобнее собрать на протравленной плате, чтобы его микрокомпоненты были сгруппированы без проводного соединения.

А вот силовой модуль из тиристора и его обслуживающих элементов располагаются отдельно, равномерно распределяясь по корпусу.

«На коленке» собранная схема выглядит так:

Перед упаковкой в корпус, проверяем работоспособность при помощи мультиметра.

При вращении резистора R2 напряжение на входе в паяльник должно плавно изменяться. Схема помещается в корпусе накладной розетки, что делает конструкцию очень удобной.

Дно розетки закрывается подходящей крышкой. Идеальный вариант – не просто накладная, а герметичная уличная розетка. В данном случае выбран первый вариант. Получается своеобразный удлинитель с регулятором мощности. Пользоваться им очень удобно, на паяльнике нет никаких лишних приспособлений, и ручка регулятора всегда под рукой.

Регулятор на микроконтроллере

Если вы считаете себя продвинутым радиолюбителем, можно собрать достойный лучших промышленных образцов, регулятор напряжения с цифровой индикацией. Конструкция представляет собой полноценную паяльную станцию с двумя выходными напряжениями – фиксированным 12 вольт и регулируемым 0-220 вольт.

Низковольтный блок реализован на трансформаторе с выпрямителем, и особой сложности в изготовлении не представляет.

Блок управления переменной величиной напряжения выполнен на контроллере PIC16F628A.

Подробности схемы и перечисление элементной базы ни к чему, все видно на схеме. Силовое управление выполнено на симисторе ВТ 136 600. Управление подачей мощности реализовано с помощью кнопок, количество градаций – 10. Уровень мощности от 0 до 9 показывается на индикаторе, который также подключен к контроллеру.

Генератор тактов подает импульсы на контроллер с частотой 4 МГц, это и есть скорость работы программы управления. Поэтому контроллер моментально реагирует на изменение входного напряжения, и стабилизирует выходное.

Схема собирается на монтажной плате, на весу или картонке такое устройство не спаять.

Для удобства станцию можно собрать в корпусе для радиоподелок, или в любом другом, подходящего размера.

В целях безопасности, розетки на 12 и 220 вольт размещаются на разных стенках корпуса. Получилось надежно и безопасно. Такие системы отработаны многими радиолюбителями и доказали свою работоспособность.

Как видно из материала, можно самостоятельно изготовить регулируемый паяльник с любыми возможностями и на любой кошелек.

Управление нагревом

Чтобы нагреть массивную деталь до нужной температуры, необходимо и такое же массивное жало паяльника, чтобы скорость нагрева была выше скорости теплоотвода детали.

Инструментом, который справится одновременно с поставленными выше задачами, является достаточно мощный паяльник с регулировкой температуры.

То есть максимальной мощности паяльника должно быть достаточно для разогрева крупных выводов, а температура должна регулироваться в некоторых пределах и выбираться в соответствии с условиями работ.

Тогда массивное жало будет обладать большей тепловой инерцией и нагреет деталь до необходимой степени, без риска ее перегрева.

Существует несколько способов регулировки температуры паяльника:

максимальный-минимальный нагрев (простейший переключатель);
регулировка диммером;
применение управляющих микросхем в рукоятке прибора;
внешний блок управления;
применение фена.

https://youtube.com/watch?v=MKZBAqnGoZ4

Используя паяльник с регулировкой помимо преимуществ, описанных выше, можно значительно сэкономить на потребляемой электроэнергии при больших объемах выполняемых работ, продлить срок службы прибора, благодаря меньшему времени работы его на максимальной мощности, уменьшить количество вредных веществ, выделяемых при пайке с высокой температурой.

Проверка работоспособности регулятора

Перед установкой нового модуля в корпус паяльника, желательно проверить, справляется ли он со своими основными функциями. Существует два основных способа тестирования:

Включаем паяльник с регулятором в сеть и проверяем показатели мощности мультиметром. При повороте ручки переменного резистора она должна плавно увеличиваться или уменьшаться.
Подсоединяем модуль к лампочке. По изменению ее яркости можно убедиться, что устройство работает правильно. Если в схеме использовался светодиод, данная процедура необязательна, достаточно лишь понаблюдать за его поведением.

Еще одна важная процедура – это наладка регулятора. Если вас не устраивает работа модуля, можно заменять резистор, устанавливая деталь с меньшим сопротивлением. Здесь главное – не переборщить, чтобы не вывести индикатор из строя.

Переключатели и диммеры

Переключатель простого типа дает выбрать положение в двух направлениях. Агрегат эксплуатируется на минимальных и максимальных величинах отдачи, дозволяя лишь экономить электроэнергию. При минимальном уровне жало поддерживается необходимой степенью нагрева на подставке, нажатие на переключатель разогревает его. Изделием, оснащенным указанным типом переключателя выполнить качественное слияние металлов затруднительно, т.к. отсутствует полная настройка параметров.Диммируемые разновидности регулируемых устройств позволяют выбрать важные параметры.

Самодельный диммер для паяльника

Устройство включает диммер, который присутствует в сетке между кабелем питания и нагревательным элементом. Регулировка производится путем контроля вольтажа, данные механизмы популярны среди начинающих радиолюбителей, за счет не высокой цены.

Регулятор мощности для паяльника на 20-36 В переменного напряжения

Если паяльник работает от сети с пониженным напряжением, для него придется делать отдельный регулятор.

Элементная база

Чтобы самостоятельно сделать такое устройство, понадобится заранее подготовить следующие компоненты:

Транзистор КТ815Б. Если такого нет, вместо него можно установить КТ815Г.
Диодный мост КЦ401А. Также для регулятора подойдет КЦ402 Б или С.
Диоды. Для регулятора мощности лучше использовать модели из серии Д9.

Также понадобятся конденсаторы. Рекомендуется устанавливать оксидные элементы типа К50-6.

Особенности монтажа

Чтобы изготовить такой регулятор, придется заранее заказать макет печатной платы и на нем разместить всю элементную базу. Особое внимание необходимо уделить резисторам. Дело в том, что их параметры подбираются в зависимости от желаемого предела регулирования.

Все компоненты рекомендуется размещать на радиаторе Г-образной формы. С лицевой стороны или в верхней части корпуса регулятора необходимо установить розетку для подключения паяльной станции.

Блоки управления

Более свершенные системы обладают блоком управления, состоящим из набора регуляторов и микросхем. Компактность позволяет разместить чертеж в рукоятке паяльника, что очень удобно в процессе. Управляющий датчик располагается снаружи корпуса, что дает возможность выбирать показатель не отрываясь от процесса пайки.

Агрегат настраивает параметры разностей потенциалов электросети вне зависимости от режимов, некоторыми действиями это условие должно обязательно соблюдаться

Разновидности блоков управления могут ввести в ступор, при важной мобильности, лучше обратить внимание на внутреннее расположение. Внешние блоки позволяют производить более качественный контакт, разновидностью является паяльная станция, которой предусмотрен фен

История происхождения

Паяльник — это инструмент, предназначенный для передачи тепла материалу при соприкосновении с ним. Прямое его назначение — создание неразъемного соединения посредством расплавления припоя.

До начала XX века существовали два типа паяльных приспособлений: газовый и медный. В 1921 году изобретатель из Германии Эрнст Сакс изобрёл и зарегистрировал патент на паяльник, нагрев которого происходил под действием электрического тока. В 1941 году Карл Уэллер запатентовал инструмент трансформаторного вида, напоминающего формой пистолет. Пропуская через свой наконечник ток, он быстро нагревался.

https://youtube.com/watch?v=35aOf4a1uQk

Через двадцать лет этот же изобретатель предложил использовать термоэлемент в паяльнике для контроля температуры нагрева. В конструкцию входили спрессованные друг с другом две металлические пластинки с разным тепловым расширением. С середины 60-х годов из-за развития полупроводниковых технологий паяльный инструмент стал выпускаться импульсного и индукционного типа работы.

Печатная плата

Теперь главное. А зачем это все нужно, что это дает? Простой регулятор тока никак не обеспечивает стабилизацию. Если совсем мало, чтобы естественного охлаждения хватало, чтобы паяльник не перегревался, то при пайке будет явно не хватать мощности.

Если нормально при пайке, то при простое будет перегрев. Неизбежно.

Это сказывается очень сильно. Например мои китайские жала, которые шли вместе с паяльником (медные, кстати) таяли просто на глазах. Особенно жалко плоское. Топориком.

Кроме того, при перегреве и длительном простое обгорает кончик и порой его становится крайне сложно облудить. Естественно окисляется припой и превращается в серо-черную кашу. И прежде чем паять вам придется чистить кончик каждый раз. Словом сильно сокращается жизнь жала и комфортность пайки.

Доработанный таким образом паяльник приобретает черты паяльников совсем другой ценовой категории и качества. Фактически это паяльная станция.

Еще один аспект который проверил для себя. Иногда выпаиваю детали двумя паяльниками. Поскольку таких паяльников у меня теперь два, то имело смысл проверить, а не возникает ли между ними разности потенциалов, губительной для извлекаемой детали.

Измерение вольтметром показали нули на диапазоне 20 вольт постоянки и 200 вольт переменки. Одну из сетевых вилок переворачивал. Возможно просто качественная керамика в нагревателях. Правда стоит иметь в виду, в первом переделанном паяльнике вместо ИП на стабилитронах стоит китайский маленький ИБП на 12 вольт (не нашел тогда мощных стабилитронов). Возможно причина еще в этом.

Ну и почему именно такие паяльники особенно интересны для этой переделки.

В обычном режиме он быстро перегревается. А это говорит об избыточной температуре нагревателя. И избыточной мощности. Он имеет керамический нагреватель с достаточно большим сопротивлением и сильным изменением сопротивления при нагреве, что позволяет точнее отслеживать температуру.

Следовательно, после переделки он будет очень быстро нагреваться, так как напряжение подается не после диммера, в урезанном виде, а полное напряжение сети.

По этой же причине он будет быстрее восстанавливать температуру после интенсивного отбора тепла при пайке массивных деталей.

Печатная плата

Если нормально при пайке, то при простое будет перегрев. Неизбежно.

Ну и почему именно такие паяльники особенно интересны для этой переделки.