Простой контроллер для термофена

Как правильно собрать термофен своими руками

Прежде чем начать собирать самодельный паяльный фен, нужно сделать спираль нагревательного элемента. Используется проволока с сечением от 4 до 7 мм с натяжкой, на которую накручивают нихромовую спираль (иногда из фехраля). Требуемое сечение должно быть 0,5-0,6 мм. Спираль следует наматывать на трубчатое основание аккуратными одинаковыми витками

Важно проследить, чтобы витки не соприкасались. Сверху от нее накладывается слой асбеста или стекловолокна, который следует скрепить при помощи термоустойчивого клея

Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем клея.

Схема сборки термофена

Затем, на слой клея устанавливается трубка для изоляции поступающего жара от спирали. Делается она из устойчивых к высоким температурам материалов, например керамики. Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем термостойкого клея

Выходы спирали требуется вывести наружу и с помощью винтов на креплении соединить с приводом питания

Важно, чтобы он имел теплостойкую изоляцию. Провод необходимо провести через пусковой включатель и реостат

Это даст возможность регулировать напряжение.

На другой стороне паяльного фена устанавливается вентилятор или другой элемент подачи воздуха к нагревателю. Если нет возможности установить на корпусе фена, то можно с помощью втулки подвести трубку, по которой будет подаваться воздух. Провода от вентилятора также подводят к выключателю, чтобы была возможность контролировать поток воздуха.

Затем к корпусу крепится сопло. Рекомендуется предусмотреть конструкцию, позволяющую заменить сопло на другие разного диаметра.

Устройство фена

Паяльную станцию в виде фена принято использовать для того, чтобы расплавлять или размягчать пластмассовое изделие, тонкий металл или олово. Подавать воздух высокой температуры представляется возможным только после его проходе через сильно разогретую спираль. Для того чтобы создать паяльный фен самостоятельно, потребуется внимательно ознакомиться с его конструкцией.

Составляющие конструкции паяльного фена:

• нагреватель (специальный корпус-трубка);
• крыльчатый вентилятор либо насос, который подает поток воздуха;
• ручки, включателя, датчика температуры.

Иногда можно также использовать специальные насадки, позволяющие менять поток струи.

Схема управления

Рассмотрим принципиальную схему управления феном, которая питается от одного источника. Данный факт значительно упрощает эксплуатацию устройства.

Главным элементом данной схемы является стабилизатор параметрического типа, который собран на транзисторе VT1, стабилитронах D5, D6, D7 и сопротивлении R1. Данное устройство гарантирует стабильность напряжения паяльного фена, в то время когда напряжение источника может изменятся из-за регулировок воздушных потоков.

Для того чтобы изменить скорость вентилятора используется выключатель SA1, который имеет два положения – 8В и 12В.

Стабилитрон D8 и предохранитель FU1 осуществляют защиту от предельных напряжений. Когда напряжение поднимается до 15 Вольт, диод открывается и предохранитель перегорает.

Разберемся, почему в данной конструкции лучше всего использовать именно параметрический стабилизатор. При использовании переменного тока, пики напряжения способны достигать предельных значений. Это выведет из строя микросхему. Пример привести довольно просто. При напряжении в 30 Вольт (переменный ток) пик составит:

Окончательная сборка

Сборка самодельной паяльной станции осуществляется в несколько этапов. Вначале собирают нагревательный элемент. Он состоит из 5 спиралей и керамической изоляционной трубки. Керамическую трубку можно заимствовать из телевизора (линия задержки содержит как раз то, что нужно).

Затем наматывают спираль нагревательного элемента. Производить намотку будущей спирали лучше всего при помощи дрели.

Одной из самых сложных деталей конструкции является корпус нагревателя. Его принято собирать из стакана, трубы и шайбы.

Удивительно, но стакан с внешним диаметров 1,65 см. идеально подошел от старой литий-ионной батареи. Именно в такие корпусы заключают химическую начинку. Перед тем как разбирать батарею ноутбука, ее следует полностью разрядить. Для этого используют низкоомные мощные резисторы.

В качестве корпуса паяльного фена можно использовать бутылку от газировки объем 1 литр. Бутылка выбирался исходя из размеров вентилятора.

Рекомендации по изготовлению

Без переделки устройство фена для просушивания волос не принесет успехов при эксплуатации, поэтому рекомендуется использовать только мотор с вентилятором и спираль, которая будет наматываться с учетом требований к самодельному приспособлению. Сильный нагрев совместно со снижением вращения вентилятора и уменьшением диаметра сопла приводит к перегоранию спирали и расплавлению пластикового корпуса, а также, при плохой изоляции может произойти короткое замыкание.

Установив дополнительную кнопку включения для вентилятора, можно ускорить процесс остывания паяльника. Если выключить нагревательный элемент, а кулер оставить включенным, то нагревающаяся часть устройства будет продуваться воздухом, тем самым охлаждая всю систему. Для удобства в работе с устройством рекомендуется изготовить подставку с металлическим основанием, а также с использованием магнитов. Благодаря использованию неодимового магнита, термофен будет надежно удерживаться в нужном положении.

Начинаем конструировать термофен: пошаговая инструкция

Сразу оговоримся, что главное в нашей задаче – экономия денег. Поэтому, список деталей, которые необходимо именно купить, мы по возможности уменьшаем до нулю. Вначале разберемся с характеристиками будущей станции.

Температура

Профессиональные устройства могут обеспечить воздушный поток в целых 800 градусов. Нам такая цифра не нужна, так как в будущем мы не собираемся расплавлять серебро или алюминий.

Даже если нам придется работать с наиболее тугоплавким припоем, которым часто паяются микросхему, то самодельному фену будет вполне достаточно рабочей температуры в 600 градусов.

Мощность

Если в планах работа с «мелочевкой» (уборка с платы сгоревших микросхем с их дальнейшей заменой, пайка SMD-светодиодов и т.д.), то по мощности нам хватит устройства на 80 Вт.

Для пайки более крупных деталей (к примеру, процессора на видеокарте, южного или северного моста на материнской плате), подойдет паяльная станция с мощностью в 100-130 Вт.

Важно! От мощности будет зависеть подбор главного элемента устройства – нихромовой спирали. Взять ее можно от старой электрической плиты или электрошашлычницы, советского утюга.

Толщина спирали

Оптимальная – 0,5 мм. Такое сечение проволоки будет прочно держать форму. Если диаметр будет больше – потребуется и побольше мощности. Для варианта в полмиллиметра будет достаточно источника питания на 4 А.

Напряжение и сопротивление

Оптимальное напряжение для нашего устройства – 25-36 В. Меньше – будет недостаточно мощности, больше – риск опасных последствий. Если БП будет «выдавать» 25 В, то спираль должна иметь сопротивление в 7 Ом.

Порядок сборки

Непосредственная сборка паяльного устройства осуществляется в следующей последовательности.

Сначала на трубчатый каркас диаметром 5-6 миллиметров наматывается спираль из нихрома сечением порядка 0,4-0,5 миллиметра. Общая длина отрезка проволоки выбирается исходя из условия требуемого электрического сопротивления (не менее 70-90 Ом).

В качестве трубчатой основы можно взять соответствующую часть от магазинного изделия (паяльника) типа ЭПСН-100.

При намотке элемента отдельные витки спирали следует укладывать с равным шагом, так, чтобы они не касались друг друга. После этого готовый спиралевидный нагреватель с натягом обматывается куском стекловолокна нужного размера, а сверху обёртывается асбестовой прокладкой.

Последняя фиксируется на стекловолокне посредством термостойкого клея, после чего на неё надевается заранее отмеренная по размеру термоизоляционная трубка (для этого могут применяться фарфор, керамика или кварцевое стекло).

По окончании сборки этого узла концы намотанной и защищённой спирали выводятся наружу.

Затем готовый нагревательный элемент вставляется в выводной канал корпуса старого фена, который предварительно изолируется любым имеющимся под рукой термостойким материалом (слюдой, асбестом или кварцем).

На следующем шаге выводы нагревательной спирали с помощью небольших винтов стыкуются с контактами модуля электропитания. Используемый в качестве выводов провод должен быть в термостойкой изоляции, желательно изготовленной из фторопласта.

В питающей цепи устанавливается пусковой тумблер, выполняющий функцию выключателя, а также реостат, обеспечивающий регулировку поступающего на спираль тока.

На заключительном этапе сборки с тыльной стороны корпуса старого фена крепится ранее выбранный вентилятор, размещаемый соосно с воздуховодом. Для подачи напряжения на этот элемент схемы используются обычные провода, один из которых проходит через выключатель.

Реостат, предназначенный для регулировки мощности нагретого воздушного потока, устанавливается в разрыв цепи второго провода питания. На этом сборку фена для пайки и распайки микросхем можно считать законченной.

Что представляет собой паяльный фен, и для чего его делать самостоятельно

По своему внешнему виду устройство похоже на своего «строительного собрата». Но, наш прибор имеет меньшую мощность, и более компактные габариты. Обычно, все промышленные паяльные станции оборудуются точечным паяльником и феном для пайки многоконтактных деталей. Температура обеих приборов регулируется с помощью встроенного терморегулятора.

Используя такое оборудование, можно легко справиться со всеми радиоэлектронными работами, невзирая на размеры компонентов, и особенности вывода контактов. Но, напомним – эти устройства стоят недешево, а те, что подешевле, оставляют желать лучшего по своему качеству.

Если вы занимаетесь ремонтом радиоэлектронного оборудования, то, конечно, можете купить этот прибор, и за пару-тройку починок он полностью себя окупит. Но, если вы – заядлый радиолюбитель? Или паять вам приходится не часто? Тогда просто сделайте станцию для пайки собственноручно!

Сравнивая наш прибор с тепловентилятором или строительным феном, можно понять, что его конструкция намного компактнее, и всю «начинку» можно легко разместить в небольшой коробочке.

Технология

Процесс выполнения работы состоит из 3-х основных частей: выпаивание старого элемента, очистка платы от лишнего припоя и монтаж новой детали. Рассмотрим эти этапы отдельно.

Демонтаж старого компонента выполняется в определенной последовательности.

1. Перед снятием по краю корпуса микросхемы на плате нанесите риски, определяющие ее положение. Например, иголочкой аккуратно оставьте царапины. Достаточно отметить 2-е перпендикулярные стороны.
2. Установите на паяльной станции температуру нагрева. Она должна быть 345–350 градусов. Скорость потока воздуха желательно выбрать наименьшую.
3. Нанесите флюс на паяльный шов.
4. Прогрейте место соединения детали с платой. Греть надо 3–5 минут, пока не расплавится припой (это сразу будет видно). Если он не плавится – повысьте температуру на 5 градусов.
5. Греть нужно не только по центру компонента, а еще и по периметру микросхемы. Пройдитесь феном по всей длине паяльного шва.
6. Когда припой расплавится, уберите старую деталь. Для этого подденьте ее пинцетом и поднимите вверх. Вместо пинцета можно использовать плоскую отвертку, но есть риск повреждения платы. Если деталь «не идет» – значит, припой не расплавился. Продолжите нагрев.

Или еще хуже – от платы оторвется дорожка, восстановить которую еще сложнее.

Далее переходим к подготовке контактных площадок платы.

1. Расплавьте припой на месте контакта.
2. Если есть шприц, удалите с его помощью лишний металл.
3. Если шприца нет, воспользуйтесь медной оплеткой. Для этого минимально распушите ее, чтобы были видны поры. Далее обильно покройте ее флюсом, приложите к месту соединения и прогрейте феном или паяльником. Оплетка впитает в себя лишний металл. После этого остается отрезать ненужную ее часть.

Следует полностью освободить плату от припоя.

Далее переходим к подготовке детали. Главная задача – нанести на контакты припой в виде шариков одинакового размера (это называется реболлинг). Для этого воспользуйтесь трафаретом.

Для его использования проделайте следующее.

• закрепите радиокомпонент на трафарете специальной изолентой;
• с тыльной стороны шпателем нанесите паяльную пасту;
• установите температуру нагрева 300 градусов;
• прогрейте деталь вместе с трафаретом, а когда появится характерный блеск, то отключите нагрев;
• дайте полностью остыть компоненту;
• уберите изоленту;
• включите нагрев 150 градусов, прогрейте деталь и аккуратно освободите ее из трафарета.

Качественная паста образует большой гладкий шарик, а бракованная – распадается на множество мелких. При этом повышение температуры ей не поможет, и шов будет плохой.

После этого переходите к установке нового радиокомпонента.

Нанесите небольшое количество флюса.
Точно наложите новую деталь на плату. Ориентируйтесь на риски и на ощупь постарайтесь расположить микросхему на наибольшей высоте, чтобы шары на ней соответствовали контактам на плате. Можете ориентироваться на просвет между платой и деталью, для этого посмотрите на шов сбоку.
Если рисок нет, то переверните микросхему выводами вверх и приложите ее краешком к пятакам платы, после этого засеките положение детали. Затем установите элемент по этим засечкам.
Настройте температуру 345–350 градусов и прогрейте элемент. Припой должен ярко заблестеть и залить каждый контакт

Важно! Как и при снятии, прогревать компонент надо не только по центру, но и по периметру. Обойдите феном весь шов по длине.
Дождитесь полного остывания припоя

Место пайки желательно протереть спиртом.

После этого остается только проверить плату на работоспособность.

Как правильно выбрать?

Если финансовые возможности позволяют, то можно фен, предназначенный для пайки, купить в любом специализированном магазине. В настоящее время предлагается большой выбор этих устройств, в том числе и с различным набором функций.

Как и строительный, фен, который предназначен для пайки, сегодня производится многими компаниями и их имя играет не последнюю роль. Лучше доверять проверенным устройствам, на которые имеется спрос по всему миру.

Также при выборе фена следует обратить особое внимание на его функциональные возможности и технические характеристики. Для начала, следует тщательно изучить все предлагаемые модели и разновидности устройств

Большое значение играет рабочая температура, которая должна находиться в определенных заданных пределах.

Кроме этого, обратить внимание необходимо и на материал корпуса, так как у дешевых моделей от регулярного использования он может просто оплавится, а, соответственно, и деформироваться

Такой параметр, как мощность, тоже имеет важное значение. Так как данный тип устройств относится к категории электроприборов, то в нем должны быть в полной мере выполнены правила по технике безопасности

Так как данный тип устройств относится к категории электроприборов, то в нем должны быть в полной мере выполнены правила по технике безопасности

Такой параметр, как мощность, тоже имеет важное значение. Так как данный тип устройств относится к категории электроприборов, то в нем должны быть в полной мере выполнены правила по технике безопасности

Следует обратить внимание и на тип установленного вентилятора, а также на количество его оборотов. Качественный фен должен создавать непрерывный и стабильный поток воздуха, температура которого при работе должна иметь стабильную величину

Лучше выбрать ту модель, которая оснащена специальным реле, при помощи которого выставляется необходимая рабочая температура.

Это позволит значительно расширить его функциональные возможности и работать с самыми разными материалами.

Обязательным атрибутом фенов для пайки является насадка, которая идет в комплекте с устройством. Именно насадка обеспечивает направление потока нагретого воздуха и равномерность прогрева поверхности.

В любом случае фен, предназначенный для пайки, должен быть не только надежным, но и долговечным.

Немного о разъеме

Я использовал СОМ папу-маму. Откуда то с плат. Распаивал так: на нагрев две группы по три контакта (для 5 ампер более чем достаточно), на вентилятор по одному. Потом термоклеем зафиксировал-изолировал.

Таким образом, БП стабилизирован (если не на максимуме напруги работает), питание вентилятора стабилизировано, следовательно стабилизирована температура воздуха на выходе.

Конструктивом доволен. Для любительских целей вполне достаточно. При максимальном нагреве металлическая труба в районе ручки нагревается достаточно ощутимо, но рука вполне терпит. При нормальном режиме работы труба просто теплая. Т.е. ничего там не поплавится. Поток воздуха через трубку вполне справляется с охлаждением. И воздуховод желательно располагать как у меня, ближе к ручке. Чтобы не было обратного потока воздуха из горячей зоны. Фен прошел испытания отключением после максимального нагрева. Был просто обесточен. Вместе с вентилятором. Ничего не поплавилось.

Для начинающих: начинать конструкции такого рода, надо с влезания в закрома, загашники и т.д. и созерцания ранее накопленных богатств. И с большой долей вероятности отыщется то, что можно достаточно легко использовать. Это я к тому, что конструкция не обязательно должна полностью повторять мою.
Успеха.
05.03.2017.
Тришин А.О.
г. Комсомольск-на Амуре.

Как рассчитать нагревательный элемент фена?

Рассчитаем нагревательный элемент для фена мощностью 300 Ватт и напряжением питания 24 Вольта. Я выбрал такое напряжение питания, чтобы при необходимости получения большей мощности, можно было остаться в пределах 36 Вольт – условно безопасного для жизни напряжения.

Сопротивление нагревателя такого фена будет равно:

R = U²/P, где:

R – сопротивление в Омах,

U – напряжение питания в Вольтах,

P – мощность нагревателя в Ваттах.

R = 24²/300 = 1,92 (Ом)

При использовании пяти спиралей, включённых параллельно, сопротивление каждой спирали будет в пять раз больше:

R = 1,91 * 5 ≈ 9,6 (Ом)

Определить необходимую длину нихромового провода можно с помощью омметра. У меня получилось около 1100мм. Можно отмерить отрезки провода и просто намотать их на оправку, а можно рассчитать длину намотки.

Так как один из выводов спирали можно сформировать уже при намотке, то я вычел 50мм из длины, полученной экспериментальным путём:

1100 – 50 = 1050 (мм)

Длину намотки провода на оправке можно определить так:

H = L / π / (D+d) * D, где:

H – длина намотки (виток к витку),

L – длина провода,

π – число Пи (3,14),

D – диаметр оправки,

d – диаметр провода.

H = 1050/ 3,14 / (4+0,4) * 0,4 ≈ 30 (мм)

Особенности и предназначение

Для разогрева металлических отводов и специального паяльного вещества необходимо специальное оборудование, которым и является паяльный фен. Устройство способно очень быстро разогреваться до нужной температуры даже с учетом простой конструкции. Благодаря простому строению, с аппаратом может работать и начинающий электрик и профессионал. Для упрощения работы с мелкими деталями применяют также дополнительное оборудование совместно с фенами, но так как цена приборов немалая, то лучшим вариантом будет паяльная станция с феном своими руками. Это оборудование позволит справиться с большинством сложных задач без особых усилий.

По конструкции аппарат устроен так же, как и строительный фен, но обладает меньшей мощностью и более компактными насадками. Чаще всего в комплекте паяльной станции имеется обычный паяльник и термофен. При этом приборы оснащаются регуляторами температурного режима.

Для профессиональной мастерской термофен проще купить, так как он быстро оправдает свою стоимость, и пользоваться таким оборудованием будет удобнее. А если микросхемы необходимо припаивать в домашних условиях и не каждый день, то для этого подойдет самодельная термовоздушная паяльная станция своими руками.

Отличие паяльных фенов

Очень часто радиолюбители задумываются о том, как сделать паяльный фен своими руками, но перед началом сборки необходимо знать принципы и отличия паяльной станции и самого паяльника. Схема устройства состоит из основной и дополнительной части. Основной частью является блок, к которому подключаются паяльники. В зависимости от способа подачи воздуха станции бывают двух видов:

1. Турбинная — воздушный поток формируется благодаря встроенному кулеру в термофене.
2. Компрессорная — поток воздуха формируется посредством компрессора, установленного в главном корпусе станции.

При покупке паяльной станции такие особенности имеют большое значение, так как компрессорными создается сильный воздушный поток, и они могут использоваться для работы в труднодоступных местах даже с узкими насадками, а турбинные не способны продавить воздух с необходимой мощностью через узкое отверстие насадок.

https://youtube.com/watch?v=3zE-HDdz2Xs

Работа устройства заключается в нагревании керамического или спиралеподобного элемента, который установлен в термофене, и нагревании воздуха, проходящего через этот элемент. Паяльный термофен может нагревать воздух до температуры в пределах 100—180 градусов, а в современных моделях имеется возможность регулировки температурного порога.

По сравнению с инфракрасными аналогами, термовоздушные станции имеют такие недостатки:

1. Поток воздуха сдувает мелкие детали.
2. Неравномерный прогрев поверхности.
3. Изменение насадок для разного типа работ.

Однако для любителей, такие недостатки несущественны по сравнении с преимуществом в цене.

Термовоздушный паяльник для станции можно изготовить в домашних условиях из обычного бытового фена. При этом по техническим характеристикам он не будет уступать заводскому аналогу. Основными характеристиками такого паяльника являются:

• Диаметр наконечника;
• Мощность;
• Производительность турбины;
• Максимальный температурный порог.

Такие параметры напрямую влияют на качество и производительность работы устройства, поэтому при сборке к ним необходимо относиться очень внимательно.

Особенности конструкции термофена

С помощью паяльного устройства можно плавить пластиковые детали и метал, который имеет небольшую температуру плавления. Специальная спираль из нихрома разогревает воздух, после этого горячий воздух подается в нужную точку. При конструировании самодельного аппарата необходимо руководствоваться главным параметром — температура нагрева воздуха. В профессиональных устройствах параметр достигает 800 градусов, но если плавка серебра или алюминия не потребуется, то самодельный термофен можно изготовить с температурным порогом до 600℃.

При сборке устройства в домашних условиях также необходимо ориентироваться на экономию средств, а для этого нужно найти детали для сборки. В конструкцию оборудования входят:

• Корпус;
• Нагревательная часть;
• Устройство, посредством которого будет подаваться воздух;
• Держатель;
• Кнопка включения.

Для улучшения прибора можно заранее предусматривать использование датчика и регулятора температуры, а также установку разных насадок.