Domowa lutownica na 12 woltów. Lutownica DIY w domu na różne sposoby. Wykonanie lutownicy z rezystora

Wśród szerokiego asortymentu sprzętu lutowniczego na rynku radiotechnicznym warto zwrócić uwagę na mini lutownice elektryczne z zasilaniem 12 V. Niewielki przyrząd przyciąga wielu radiotechników swoimi miniaturowymi rozmiarami i przyzwoitymi właściwościami.

Gdzie potrzebna jest lutownica niskonapięciowa?

Podczas pracy z płytkami drukowanymi wypełnionymi małymi elementami radiowymi wymagana jest szczególna zręczność w posługiwaniu się standardową końcówką lutowniczą. Powoduje to pewne niedogodności. W tym przypadku lutownica niskonapięciowa (LV) jest po prostu niezastąpiona.

Obszary zastosowań

Miniaturowa lutownica elektryczna o napięciu 12 V jest przeznaczona do pracy z małymi częściami. NP jest wygodny do lutowania przewodów różnych mikroukładów, przewodów słuchawek, elementów elektronicznych zegarków i wielu innych.

Ważny! Majsterkowicze używają mikrolutownicy do tworzenia różnych kompaktowych domowych urządzeń elektronicznych. Możesz na przykład wykonać własną ładowarkę USB do smartfonów lub innych gadżetów.

Podstawowe właściwości

Główne właściwości mikrolutownicy obejmują:

• małe rozmiary, zapewniające dostępność lutownicy w niewygodnych miejscach na płytkach drukowanych;
• ekonomiczne zużycie energii;
• możliwość wykorzystania różnych baterii jako źródła zasilania;
• uniwersalne zasilanie, zarówno na prąd przemienny, jak i stały;
• prostota konstrukcji NP pozwala na jego naprawę.

Ograniczenia mocy

Warto zwrócić uwagę na to jaką moc ma mini lutownica. Od tego zależy bezpieczeństwo pracy. Na przykład SS o mocy 40 W przy napięciu 36 woltów będzie wymagało prądu większego niż 1 A. W przypadku lutownicy 12 V o mocy 30 W zużyty zostanie już prąd większy niż 2 A. Dlatego przy wyborze prądu- przewody nośne należy uwzględnić ich przekrój odpowiadający tym charakterystykom.

Podłączenie lutownicy 12 V

Bardzo ważne jest, aby podłączenie przewodu zasilającego do źródła prądu było jak najbardziej bezpieczne. Aby to zrobić, użyj różnych złączy, które ściśle przylegają do gniazd zasilaczy.

W zależności od konstrukcji NP stosuje się wymagane charakterystyki prądu zasilania oraz rodzaje źródeł zasilania, wtyki, zaciski, zaciski, końcówki kołkowe lub wtyczki do zapalniczki samochodowej.

Ponieważ minilutownice nie mają automatycznej kontroli ogrzewania, należy je okresowo wyłączać. W przeciwnym razie urządzenie będzie działać nieprawidłowo. Aby szybko wyłączyć lutownicę, złącza zasilania powinny być pod tym względem wygodne.

Wybór lutownicy

Aby dokonać właściwego wyboru lutownicy, musisz jasno zrozumieć, do jakiego rodzaju pracy będzie ona używana. Moc do 40 W jest wystarczająca dla 12-woltowego NP do lutowania połączeń komponentów radiowych.

Kupując lutownicę, należy sprawdzić wytrzymałość i niezawodność rączki, korpusu i końcówki. Jeśli sprzedawca nie jest w stanie sprawdzić topnienia lutu ołowiowo-cynowego lub temperatury nagrzewania końcówki, lepiej odmówić wątpliwego zakupu.

Notatka! Do lutowania połączeń przewodów w samochodzie narzędzie o małej mocy jest mało przydatne. Duży przekrój przewodów wyposażenia elektrycznego samochodu będzie aktywnie „odbierał” ciepło z końcówki. Ponadto nie będzie można używać NP w zimne dni.

Lutownica DIY

Istnieje wiele sposobów na wykonanie domowych lutownic niskonapięciowych. Całkiem możliwe jest wykonanie urządzenia 12 V własnymi rękami, praktycznie bez żadnych specjalnych kosztów finansowych. Zanim zaczniesz robić narzędzie do lutowania, musisz przygotować odpowiednie materiały i narzędzia.

Materiały

• drut miedziany 40 x 1,5 mm;
• tubka z cienkiej cyny lub korpus metalowego 4-kolorowego długopisu;
• drut nichromowy;
• drewniany uchwyt z otworem równym zewnętrznej średnicy rurki;
• Podłoże PCB lub folia miedziana;
• przewód elektryczny;
• klej krzemianowy do artykułów biurowych;
• talk lub puder dla dzieci.

Narzędzie

• szczypce;
• serwetki lub szmaty;
• pinceta;
• pilnik igłowy;
• nożyce do drutu;
• szpachla;
• transformator obniżający napięcie 220/12 V;
• grzejnik domowy z wężownicą elektryczną lub kuchenną kuchenkę gazową.

Procedura montażu lutownicy

1. Koniec kawałka drutu miedzianego jest szlifowany pilnikiem igłowym po obu stronach w kształcie stożka o kącie 400.
2. Policzki grota są cynowane.

1. Klej silikatowy miesza się z talkiem w celu uzyskania lepkiej, klejącej masy elektroizolacyjnej.
2. Końcówka jest owinięta folią miedzianą, tak aby pozostała końcówka drutu o długości 10 mm.
3. Powstałą rurkę miedzianą powleka się masą klejącą.
4. Następnie powłoka elektroizolacyjna poddawana jest obróbce cieplnej nad płomieniem grzejnika lub palnika gazowego. Można sobie z tym poradzić za pomocą pistoletu na gorące powietrze.
5. Po ceramizacji izolacji pręt owija się drutem nichromowym gęstymi zwojami w jednej warstwie.
6. Proces powlekania lepką substancją powtarza się.
7. Jeden koniec przewodu jest owinięty na przeciwległym końcu rury. Jest również pokryty masą klejącą i podgrzewany do całkowitego utwardzenia.
8. Cylinder jest wkręcony w obudowę tak, że trzyma się mocno w korpusie lutownicy.
9. Z kolei obudowa zabezpieczona jest w drewnianym uchwycie poprzez przeciągnięcie przez nią wyprowadzeń spirali nichromowej.
10. Przewód zasilający z jednej strony podłączony jest do drutu nichromowego, z drugiej zaś do zacisków transformatora obniżającego napięcie lub innego źródła prądu 12 V.
11. Wtyczkę transformatora wkłada się do gniazdka. Pozostaje tylko poczekać, aż grot rozgrzeje się do temperatury topnienia lutu.

Dodatkowe informacje. Aby lutownica 12 V działała z zapalniczki samochodowej, do przewodu zasilającego podłączona jest wtyczka zapalniczki samochodowej.

Przeróbka starej lutownicy

Starą lutownicę 220 V można przerobić na NP 12 V. Aby to zrobić, wykonaj następujące czynności:

1. Odkręć dwie śruby na korpusie i zdejmij końcówkę.
2. Zdejmij uchwyt i oddziel skręty przewodu zasilającego i przewodów grzejnika.
3. Za pomocą noża podważ tuleję i wyjmij element grzejny z obudowy.
4. Usuń tkaninę termiczną, muszle mikowe i nawiń dwie warstwy nici nichromowej. Następnie potrzebny będzie tylko drut grzejny górnej warstwy.
5. Na przednim końcu tubusu (od strony końcówki) drut miedziany zabezpieczony jest pierścieniem, którego jeden koniec skręcony jest nitką nichromową.
6. Wokół rurki nawinięta jest cewka grzejna, której koniec jest skręcony z innym kawałkiem drutu miedzianego.
7. Spirala pokryta jest miką.
8. Zegnij przedni drut miedziany do rurki i przykryj pręt drugą warstwą miki.
9. Przewody przewodów miedzianych są podłączone do przewodu zasilającego.
10. Element grzejny owinięty jest tkaniną termiczną i włożony do obudowy lutownicy.
11. Końcówkę wkłada się i zabezpiecza śrubami.
12. Z drugiej strony załóż uchwyt.
13. Wtyczkę przewodu można wyjąć. Zamiast tego należy podłączyć złącze stykowe odpowiadające gniazdom zasilania.
14. Lutownica 12 V jest gotowa do użycia.

Wykonanie lutownicy z rezystora

Proste miniurządzenie do lutowania małych części wykonane jest z prostego rezystora. Aby to zrobić, będziesz potrzebować:

• rezystor domowy (25 omów / 2 W);
• mała drewniana deska;
• dwa kawałki drutu miedzianego w osłonie z PCV;
• Zasilacz sieciowy lub akumulator śrubokrętowy 12 V.

Montaż:

1. Jeden z przewodów oporu będzie służyć jako żądło. Jest czyszczony i pozostawiany na długość 1 cm.
2. Drugi koniec rezystora nie powinien być krótszy niż 1,5 cm.
3. Przednia pokrywa elementu radiowego jest owinięta gołym pierścieniem z jednego z kawałków drutu miedzianego.
4. Po 50 mm na drucie wykonuje się pętlę i mocuje za pomocą śruby na drewnianej listwie.
5. Końcówka drugiego segmentu, oczyszczona z izolacji, jest przylutowana do długiego zacisku rezystora.
6. Wolne końce przewodów są usuwane i podłączane do źródła zasilania o napięciu 12 V.
7. Mini-grot lutownicy nagrzewa się do temperatury topnienia lutu w ciągu kilku minut.
8. Jako uchwyt lutownicy służy drewniany pasek.

Co musisz wiedzieć o lutownicy 12 V

Lutownica 12 V ma małą końcówkę, która jest wygodna do lutowania najcieńszych pinów mikroukładów. Obudowa NP nie zasłania pełnego widoku elementów radiowych na płytce drukowanej czy obwodów różnych gadżetów. W kontakcie z elementem wrażliwym na ciepło końcówka minilutownicy nigdy go nie przegrzeje.

Jako źródła zasilania NP wykorzystywane są różne akumulatory: od akumulatora samochodowego, akumulatora śrubokrętowego, bloku akumulatorów 18650 po zwykły zasilacz 220/12 V.

Lutownica niskonapięciowa jest na tyle łatwa w produkcji, że samodzielne wykonanie jej przez radiotechnika domowego nie będzie trudne. Jednocześnie możesz kupić niezawodny instrument w najlepszej cenie na rynku radiowym.

Wideo

Domowi (i nie tylko) rzemieślnicy są zachęcani do samodzielnego montażu lutownicy, przede wszystkim ze względów ekonomicznych. Do zwykłych drobnych prac lutowniczych lepiej oczywiście kupić prostą lutownicę 220 V. Istnieje jednak również możliwość modyfikacji bez demontażu w celu przedłużenia żywotności końcówki. Ale „topór” o mocy 150–200 W, którym można lutować metalowe rury wodociągowe, kosztuje nie 4,25, ale dziesięć razy więcej. I nie ruble radzieckie, ale wiecznie zielone jednostki konwencjonalne. Ten sam problem pojawia się w przypadku konieczności lutowania poza zasięgiem zasilacza z samochodu 12 V lub kieszonkowego akumulatora litowo-jonowego. Jak samodzielnie wykonać lutownicę do takich i nie tylko takich przypadków, omówiono w dzisiejszej publikacji.

Co to jest smd

Urządzenia submikro, urządzenia subminiaturowe. Możesz wyraźnie zobaczyć SMD, otwierając telefon komórkowy, smartfon, tablet lub komputer. Dzięki technologii SMD drobne (być może mniejsze niż wycięcie zapałki) elementy bez przewodów są montowane poprzez lutowanie na polach stykowych, zwanych wielokątami w terminologii SMD. Wielokąt może posiadać barierę termiczną, która zapobiega rozprzestrzenianiu się ciepła wzdłuż ścieżek płytki drukowanej. Zagrożenie polega nie tylko i wyłącznie na możliwości odklejenia się gąsienic – pod wpływem ciepła może dojść do pęknięcia tłoka łączącego warstwy mocujące, co sprawi, że urządzenie będzie całkowicie bezużyteczne.

Lutownica do SMD powinna mieć nie tylko mikromoc, aż do 10 W. Zapas ciepła w jego końcówce nie powinien przekraczać wartości, jaką może wytrzymać lutowana część. Jednak długotrwałe lutowanie zbyt zimną lutownicą jest jeszcze bardziej niebezpieczne: lut nie topi się, ale część się nagrzewa. Na tryb lutowania duży wpływ ma temperatura zewnętrzna, a im więcej, tym niższa moc lutownicy. Dlatego lutownice do SMD wykonuje się albo z ograniczeniem czasu i/lub ilości ciepła przekazywanego podczas lutowania, albo z operacyjną regulacją temperatury grotu podczas bieżącej operacji technologicznej. Co więcej, należy utrzymywać ją o 30-40 stopni powyżej temperatury topnienia lutu z dokładnością dosłownie 5-10 stopni; jest to tzw dopuszczalna histereza temperaturowa końcówki. Jest to znacznie utrudnione przez bezwładność cieplną samej lutownicy, a głównym zadaniem przy jej projektowaniu jest osiągnięcie najniższej możliwej stałej czasowej ogrzewania, patrz poniżej.

Do dowolnego z tych celów można wykonać lutownicę w domu. Zawiera i mocny do lutowania stalowych lub miedzianych rur wodociągowych oraz dość dokładny mini do SMD.

Notatka: Właściwie w lutownicy grot jest roboczą (cynowaną) częścią pręta. Ponieważ jednak istnieją inne rodzaje wędek, dla jasności całą wędkę uznamy za żądło. Jeśli część robocza lutownicy jest zamontowana na pręcie, nazywa się to grotem. Załóżmy, że końcówka z prętem jest jednocześnie żądłem.

Najprostszy

Nie wdawajmy się na razie w komplikacje. Załóżmy, że potrzebujemy zwykłej lutownicy 220 V bez żadnych problemów. Idziemy wybierać i widzimy, że różnica w cenach sięga 10 razy lub więcej. Zastanówmy się dlaczego. Po pierwsze: grzejnik, nichrom lub ceramika. To drugie (nie „alternatywne”!) jest praktycznie wieczne, jednak lutownica upuszczona na twardą podłogę może się zepsuć. Końcówka lutownicy ceramicznej z konieczności jest niewymienna, co oznacza, że ​​​​trzeba kupić nową. A grzejnik nichromowy, jeśli nie zapomni się włączyć lutownicy w nocy, wytrzymuje ponad 10 lat; przy sporadycznym użytkowaniu - powyżej 20. A w skrajnych przypadkach można go przewinąć.

Różnica w cenie została teraz zmniejszona do 3-4 razy, o co jeszcze chodzi? W użądleniu. Miedź niklowana ze specjalnymi dodatkami jest słabo rozpuszczalna w lutowiu i pali się bardzo powoli w uchwycie lutownicy, ale jest droga. Mosiądz lub brąz nagrzewa się gorzej i nie da się z nim lutować SMD - histerezy temperaturowej nie da się przywrócić do normy ze względu na znacznie gorszą przewodność cieplną materiału niż miedź. Czerwona miedziana końcówka jest zjadana przez lut i dość szybko pęcznieje od tlenku miedzi, ale jest tańsza.

Notatka: grot wykonany z miedzi elektrycznej (kawałek drutu nawojowego) nie nadaje się do zwykłej lutownicy - szybko się rozpuszcza i pali. Jednak w przypadku SMD takie żądło jest w sam raz, jego przewodność cieplna jest najwyższa z możliwych, a bezwładność cieplna i histereza są minimalne. To prawda, że ​​​​będziesz musiał go często zmieniać, ale żądło jest mniej więcej wielkości zapałki lub mniejsze.

Przypalaniu i opuchnięciu czerwonej miedzianej końcówki można zaradzić po prostu zachowując ostrożność: po zakończeniu pracy i pozostawieniu lutownicy do ostygnięcia należy wyjąć grot, odkleić tlenek, postukać nim o krawędź stołu i przedmuchać z kanału uchwytu lutownicy. Gorsze jest rozpuszczanie lutu: ostrzenie końcówki jest często niewygodne i szybko się zużywa.

Grot lutownicy ze zwykłej czerwonej miedzi można uczynić wielokrotnie bardziej odpornym na działanie roztopionego lutowia, nie ostrząc jej końcówki roboczej, ale odkuwając ją do pożądanego kształtu. Zimną miedź można doskonale wykuć za pomocą zwykłego młotka metalowego na kowadle imadła stołowego. Autor tego artykułu ma kutą końcówkę w starożytnej radzieckiej lutownicy EPSN-25 od ponad 20 lat, chociaż tej lutownicy używa się, jeśli nie codziennie, to na pewno co tydzień.

Proste z rezystora

Obliczenie

Najprostszą lutownicę można wykonać z rezystora drutowego, jest to gotowa grzałka nichromowa. Łatwo to również obliczyć: gdy moc znamionowa jest rozpraszana w wolnej przestrzeni, rezystory drutowe nagrzewają się do 210-250 stopni. Dzięki radiatorowi w postaci żądła „drewniak” utrzymuje długotrwałe przeciążenie mocy 1,5-2 razy; Temperatura końcówki nie będzie niższa niż 300 stopni. Można go zwiększyć do 400, co daje przeciążenie mocy 2,5-3 razy, ale po 1-1,5 godzinach pracy lutownicę należy pozostawić do ostygnięcia.

Oblicz wymaganą rezystancję rezystora korzystając ze wzoru: R = (U^2)/(kP), gdzie:

R – wymagana rezystancja;

U – napięcie robocze;

P – wymagana moc;

k – powyższy współczynnik przeciążenia mocy.

Na przykład do lutowania rur miedzianych potrzebujesz lutownicy 220 V i 100 W. Przenikanie ciepła jest duże, więc przyjmujemy k = 3, 220^2 = 48400. kP = 3*100 = 300. R = 48400/300 = 161,3... Ohm. Bierzemy rezystor 100 W 150 lub 180 omów, ponieważ Nie ma „drewniaków” przy 160 omach, ta ocena mieści się w zakresie tolerancji 5%, a „drewniaki” nie są dokładniejsze niż 10%.

Przypadek odwrotny: jest rezystor o mocy p, jaką mocą można z niego zrobić lutownicę? Z jakiego napięcia powinien być zasilany? Przypomnijmy: P = U^2/R. Weźmy P = 2 p. U^2 = PR. Bierzemy pierwiastek kwadratowy z tej wartości i otrzymujemy napięcie robocze. Na przykład istnieje rezystor 15 W 10 omów. Moc lutownicy to aż 30 W. Bierzemy pierwiastek kwadratowy z 300 (30 W * 10 omów), otrzymujemy 17 V. Z 12 V taka lutownica wytworzy 14,4 W, można lutować małe rzeczy lutem o niskiej temperaturze topnienia. Od 24 V. Od 24 V – 57,6 W. Przeciążenie mocy jest prawie 6-krotne, ale od czasu do czasu i na krótki czas można za pomocą tej lutownicy przylutować coś dużego.

Produkcja

Sposób wykonania lutownicy z rezystora pokazano na ryc. wyższy:

• Wybieramy odpowiedni rezystor (poz. 1, patrz także poniżej).
• Przygotowujemy do niego części końcówki i łączniki. Za pomocą pilnika wybierz rowek na pręcie dla sprężyny pierścieniowej. Na śrubę (śrubę) i końcówkę wykonano gwintowane otwory nieprzelotowe, poz. 2.
• Wędzisko z szczytówką montujemy w szczytówce, poz.3.
• Mocujemy końcówkę w grzejniku rezystorowym za pomocą śruby (śruby) z szeroką podkładką, poz. 4.
• Grzałkę z końcówką mocujemy do odpowiedniego uchwytu w dowolny dogodny sposób, poz. 5-7. Jeden warunek: odporność cieplna rączki nie jest niższa niż 140 stopni, do tej temperatury mogą nagrzewać się zaciski rezystora.

Subtelności i niuanse

Opisana powyżej lutownica wykonana z rezystorów 5-20 W była wykonywana przez wielu (w tym przez autora w czasach pionierskich) i po wypróbowaniu jej byli przekonani, że nie nadaje się do poważnego użytkowania. Nagrzewa się nieznośnie długo, a lutuje jedynie drobne rzeczy szturchnięciem - warstwa ceramiczna utrudnia przenoszenie ciepła ze spirali nichromowej na grot. Dlatego grzałki fabrycznych lutownic nawinięte są na trzpienie mikowe - przewodność cieplna miki jest o rząd wielkości wyższa. Niestety nie da się w domu zwinąć miki w tubę, a walcowanie nichromu 0,02-0,2 mm też nie jest dla każdego.

Ale w przypadku lutownic od 100 W (rezystory od 35-50 W) sprawa jest inna. Ceramiczna bariera termiczna w nich jest stosunkowo cieńsza, po lewej stronie na rysunku, a rezerwa ciepła w masywnej końcówce jest o rząd wielkości większa, ponieważ jego objętość rośnie o sześcian jego wymiarów. Całkiem możliwe jest jakościowe lutowanie złącza rur miedzianych 1/2″ 200 W za pomocą lutownicy rezystorowej. Zwłaszcza jeśli końcówka nie jest prefabrykowana, ale jednoczęściowa, kuta.

Notatka: Dostępne są rezystory drutowe o mocy rozpraszania do 160 W.

Tylko do lutownicy trzeba szukać rezystorów starego typu PE lub PEV (w środku na rysunku, wciąż w produkcji). Ich izolacja jest zeszklona i wytrzymuje wielokrotne nagrzewanie do jasnoczerwonego koloru bez utraty swoich właściwości, a jedynie ciemnieje w miarę ochładzania. Ceramika w środku czysta. Ale rezystory C5-35V (po prawej na rysunku) są pomalowane, podobnie jak wnętrza. Całkowicie niemożliwe jest usunięcie farby z kanału - ceramika jest porowata. Po podgrzaniu farba ulega zwęgleniu, a końcówka mocno przylega.

Regulator lutownicy

Przykład lutownicy niskonapięciowej wykonanej z rezystora podano powyżej nie bez powodu. Rezystor PE (PEV) ze śmieci lub z rynku żelaza najczęściej okazuje się mieć nieodpowiednią wartość znamionową dla bieżącego napięcia. W takim przypadku musisz wykonać regulator mocy lutownicy. W dzisiejszych czasach jest to znacznie łatwiejsze nawet dla osób, które o elektronice nie mają zielonego pojęcia. Idealną opcją jest zakup od Chińczyków (no cóż, Ali Express, inaczej) gotowego uniwersalnego regulatora napięcia i prądu TC43200, patrz ryc. po prawej; to niedrogie. Dopuszczalne napięcie wejściowe 5-36 V; wyjście - 3-27 V przy prądzie do 5 A. Napięcie i prąd ustawia się osobno. Dlatego możesz nie tylko ustawić żądane napięcie, ale także regulować moc lutownicy. Jest np. narzędzie 12 V 60 W, ale teraz potrzeba 25 W. Ustawiamy prąd na 2,1 A, na lutownicę trafi 25,2 W i ani miliwata więcej.

Notatka: do użytku z lutownicą lepiej zastąpić standardowe regulatory wieloobrotowe TC43200 konwencjonalnymi potencjometrami ze skalą wyskalowaną.

Puls

Wiele osób woli lutownice impulsowe: lepiej nadają się do mikroukładów i innej małej elektroniki (z wyjątkiem SMD, ale patrz poniżej). W trybie czuwania grot lutownicy impulsowej jest albo zimny, albo lekko rozgrzany. Lutujemy poprzez naciśnięcie przycisku start. W tym przypadku końcówka szybko, w ułamku sekundy, nagrzewa się do temperatury roboczej. Sterowanie lutowaniem jest bardzo wygodne: lut się rozprzestrzenił, topnik został wyciśnięty z kropli, przycisk został zwolniony, a grot równie szybko ostygł. Musisz tylko mieć czas, aby go usunąć, aby się tam nie przylutował. Przy pewnym doświadczeniu ryzyko spalenia elementu jest minimalne.

Rodzaje i schematy

Impulsowe nagrzewanie grotu lutownicy możliwe jest na kilka sposobów, w zależności od rodzaju pracy i wymagań dotyczących ergonomii miejsca pracy. W warunkach amatorskich lub dla małego indywidualnego przedsiębiorcy lutownica impulsowa będzie wygodniejsza i niedroga do wykonania jednego ze śladów. schematy:

1. Z końcówką przewodzącą prąd pod prądem o częstotliwości przemysłowej;
2. Z izolowaną końcówką i wymuszonym ogrzewaniem;
3. Z końcówką przewodzącą prąd pod prądem o wysokiej częstotliwości.

Schematy elektryczne lutownic impulsowych wskazanych typów przedstawiono na rys.: poz. 1 – z końcówką przewodzącą prąd o częstotliwości przemysłowej; poz. 2 – z wymuszonym nagrzewaniem izolowanej końcówki; poz. 3 i 4 – z końcówką przewodzącą prąd o wysokiej częstotliwości. Następnie przeanalizujemy ich cechy, zalety, wady i metody wdrażania w domu.

50/60 Hz

Obwód lutownicy pulsacyjnej z grotem pod prądem o częstotliwości przemysłowej jest najprostszy, ale nie jest to jego jedyna zaleta i nie najważniejsza. Potencjał na grocie takiej lutownicy nie przekracza ułamka wolta, dzięki czemu jest bezpieczny dla najdelikatniejszych mikroukładów. Do czasu pojawienia się lutownic indukcyjnych systemu METCAL (patrz niżej) znaczna część instalatorów przy produkcji elektroniki pracowała z pulsatorami częstotliwości przemysłowych. Wady - nieporęczność, znaczna waga iw rezultacie słaba ergonomia: zmiany trwają dłużej niż 4 godziny. pracownicy zmęczyli się i zaczęli popełniać błędy. Ale nadal w użytku amatorskim jest wiele lutownic pulsacyjnych o częstotliwości przemysłowej: Zubr, Sigma, Svetozar itp.

Urządzenie lutownicy impulsowej 50/60 Hz pokazano w poz. 1 i 2 rys. Podobno w celu oszczędności kosztów produkcji producenci najczęściej stosują transformatory na rdzeniach typu P (rdzenie magnetyczne) (poz. 2), ale jest to dalekie od optymalnej opcji: aby lutownica mogła lutować jak EPCN-25 , moc transformatora potrzebuje 60-65 W. Ze względu na duże pole rozproszone transformator z rdzeniem P w trybie zwarcia bardzo się nagrzewa, a czas nagrzewania końcówki sięga 2-4 s.

Jeśli rdzeń P zostanie zastąpiony SL od 40 W z uzwojeniem wtórnym wykonanym z szyny miedzianej (poz. 3 i 4), wówczas lutownica wytrzymuje godzinną pracę z intensywnością 7-8 lutowań na minutę bez niedopuszczalne przegrzanie. Aby pracować w okresowym krótkotrwałym trybie zwarciowym, liczba zwojów uzwojenia pierwotnego zwiększa się o 10-15% w porównaniu z obliczoną. Konstrukcja ta ma tę zaletę, że końcówkę (drut miedziany o średnicy 1,2-2 mm) można podłączyć bezpośrednio do zacisków uzwojenia wtórnego (poz. 5). Ponieważ jego napięcie wynosi ułamek wolta, dodatkowo zwiększa to wydajność lutownicy i wydłuża jej czas pracy przed przegrzaniem.

Z wymuszonym ogrzewaniem

Schemat obwodu lutownicy z wymuszonym ogrzewaniem nie wymaga specjalnego wyjaśnienia. W trybie czuwania grzejnik działa z jedną czwartą mocy znamionowej, a po naciśnięciu przycisku Start uwalniana jest do niego energia zgromadzona w baterii kondensatorów. Odłączając/podłączając pojemniki do akumulatora można dość zgrubnie, ale w akceptowalnych granicach, dozować ilość ciepła generowanego przez końcówkę. Zaletą jest całkowity brak indukowanego potencjału na końcówce, jeśli jest ona uziemiona. Wada: przy użyciu dostępnych w handlu kondensatorów obwód można zaimplementować tylko dla minilutownic rezystorowych, patrz poniżej. Stosowany jest głównie do okazjonalnych prac na płytkach montażowych hybrydowych nienasyconych komponentami, smd + konwencjonalnych płytek drukowanych w pinach przelotowych.

Przy wysokiej częstotliwości

Lutownice impulsowe o wysokich lub wysokich częstotliwościach (dziesiątki lub setki kHz) są bardzo ekonomiczne: moc cieplna na grocie jest prawie równa mocy elektrycznej falownika na tabliczce znamionowej (patrz poniżej). Są również kompaktowe i lekkie, a ich inwertery nadają się do zasilania minilutownic z rezystorem stałym, z izolowaną końcówką, patrz poniżej. Nagrzewanie końcówki do temperatury roboczej w ułamku sekundy. Jako regulator mocy bez przeróbek można zastosować dowolny tyrystorowy regulator napięcia 220 V. Można je zasilać napięciem stałym 220 V.

Notatka: dla mocy powyżej ok. Nie warto robić lutownicy impulsowej HF o mocy 50 W. Choć np Zasilacze komputerowe mogą mieć moc do 350 W lub większą, ale wykonanie końcówki dla takiej mocy jest prawie niemożliwe - albo nie nagrzeje się do temperatury roboczej, albo sama się stopi.

Poważną wadą jest to, że na częstotliwości robocze wpływa indukcyjność własna końcówki i uzwojenia wtórnego. Z tego powodu na końcówce może pojawić się potencjał indukowany o wartości ponad 50 V na czas dłuższy niż 1 ms, co jest niebezpieczne dla komponentów CMOS (CMOS). Inną istotną wadą jest to, że operator jest narażony na przepływ mocy pola elektromagnetycznego (EMF). Z lutownicą pulsacyjną HF o mocy 25-50 W można pracować nie dłużej niż godzinę dziennie i do 25 W nie dłużej niż 4 godziny, ale jednorazowo nie dłużej niż 1,5 godziny.

Najprostszy sposób realizacji obwodu inwertera lutownicy pulsacyjnej HF o mocy 25-30 W do zwykłych prac lutowniczych opiera się na adapterze sieciowym lampy halogenowej 12 V, patrz poz. 3 rys. z diagramami. Transformator można nawinąć na rdzeń złożony z 2 pierścieni ferrytowych K24x12x6 złożonych razem o przenikalności magnetycznej μ co najmniej 2000 lub na rdzeń magnetyczny w kształcie litery W wykonany z tego samego ferrytu o przekroju co najmniej 0,7 metra kwadratowego. patrz Uzwojenie 1 - 250-260 zwojów emaliowanego drutu o średnicy 0,35-0,5 mm, uzwojenia 2 i 3 - 5-6 zwojów tego samego drutu. Uzwojenie 4 - 2 zwojów równolegle drutu o średnicy 2 mm (na pierścieniu) lub oplotu z telewizyjnego kabla koncentrycznego (poz. 3a), również równolegle.

Notatka: jeśli lutownica ma moc większą niż 15 W, lepiej wymienić tranzystory MJE13003 na MJE130nn, gdzie nn>03 i umieścić je na grzejnikach o powierzchni 20 metrów kwadratowych lub większej. cm.

Opcję falownika dla lutownicy o mocy do 16 W można wykonać odpowiednio w oparciu o urządzenie rozruchowe impulsowe (IPU) dla LDS lub wypełnienie wypalonej żarówki energooszczędnej. moc (nie uderzaj w kolbę, są w niej pary rtęci!) Modyfikację ilustruje poz. 4 na ryc. z diagramami. To co zaznaczone na zielono może różnić się w IPU różnych modeli, ale nam to nie przeszkadza. Musimy usunąć elementy startowe lampy (zaznaczone na czerwono w pozycji 4a) i punkty zwarcia AA. Otrzymujemy schemat pozycji. 4b. W nim transformator jest podłączony równolegle do cewki przesuwającej fazę L5 na jednym z tych samych pierścieni, co w poprzednim. obudowie lub na ferrycie w kształcie litery W od 0,5 m2 cm (poz. 4c). Uzwojenie pierwotne - 120 zwojów drutu o średnicy 0,4-0,7; wtórny – 2 zwoje drutu D>2 mm. Końcówka (poz. 4g) wykonana jest z tego samego drutu. Gotowe urządzenie jest kompaktowe (poz. 4d) i można je umieścić w wygodnej walizce.

Mini i mikro na rezystorach

Lutownica z elementem grzejnym opartym na rezystorze metalowym MLT jest strukturalnie podobna do lutownicy wykonanej z rezystora drutowego, ale jest zaprojektowana na moc do 10-12 W. Rezystor działa z 6-12-krotnym przeciążeniem mocy, ponieważ po pierwsze odprowadzanie ciepła przez stosunkowo grubą (ale absolutnie cieńszą) końcówkę jest większe. Po drugie, rezystory MLT są fizycznie kilka razy mniejsze niż PE i PEV. Stosunek ich powierzchni do objętości wzgl. wzrasta, a przenikanie ciepła do otoczenia wzrasta relatywnie. Dlatego lutownice z rezystorami MLT są produkowane tylko w wersjach mini i mikro: przy próbie zwiększenia mocy mały rezystor przepala się. Chociaż MLT do zastosowań specjalnych są produkowane o mocy do 10 W, realistyczne jest samodzielne wykonanie tylko lutownicy na MLT-2 dla małych elementów dyskretnych (rozproszonych) i małych mikroukładów, patrz na przykład. wideo poniżej:

Wideo: mikro lutownica za pomocą rezystorów

Notatka:łańcuch rezystorów MLT może być również używany jako grzejnik do samodzielnej lutownicy bezprzewodowej do zwykłych prac lutowniczych, patrz dalej. klip wideo:

Wideo: Bezprzewodowa mini lutownica

O wiele ciekawiej jest wykonać mini lutownicę z rezystora MLT-0,5 dla smd. Tuba ceramiczna - korpus MLT-0,5 - jest bardzo cienka i prawie nie zakłóca przekazywania ciepła do końcówki, ale nie przepuszcza impulsu termicznego w momencie zetknięcia się z wysypiskiem śmieci, dlatego elementy SMD często się przepalają . Mając dobraną grot (co wymaga sporego doświadczenia) taką lutownicą można lutować SMD powoli, cały czas monitorując proces pod mikroskopem.

Proces wytwarzania takiej lutownicy pokazano na ryc. Moc – 6 W. Ogrzewanie odbywa się w sposób ciągły z opisanego powyżej falownika lub (lepiej) z wymuszonym ogrzewaniem prądem stałym z zasilacza 12 V.

Notatka: jak wykonać ulepszoną wersję takiej lutownicy o szerszym zakresie zastosowań opisano szczegółowo tutaj - oldoctober.com/ru/soldering_iron/

Wprowadzenie

Lutownica indukcyjna jest obecnie szczytem osiągnięć techniki w dziedzinie lutowania metali lutami eutektycznymi. Zasadniczo lutownica nagrzewana indukcyjnie jest miniaturowym piecem indukcyjnym: pole elektromagnetyczne HF cewki indukcyjnej jest pochłaniane przez metal końcówki, który jest podgrzewany przez prądy wirowe Foucaulta. Wykonanie lutownicy indukcyjnej własnymi rękami nie jest takie trudne, jeśli masz do dyspozycji np. źródło prądów HF. zasilacz impulsowy komputera, patrz np. działka

Wideo: lutownica indukcyjna

Jednak wskaźniki jakościowe i ekonomiczne lutownic indukcyjnych do konwencjonalnych prac lutowniczych są niskie, czego nie można powiedzieć o ich szkodliwym wpływie na zdrowie. Tak naprawdę ich jedyną zaletą jest to, że końcówkę przyklejoną do uchwytu w korpusie można wyrwać bez obawy o rozerwanie grzałki.

Znacznie większym zainteresowaniem cieszą się minilutownice indukcyjne systemu METCAL. Ich wprowadzenie do produkcji elektroniki pozwoliło 10 000-krotnie (!) zmniejszyć odsetek usterek powstałych na skutek błędów instalatora i wydłużyć zmianę roboczą do normalnej, a pracownicy wychodzili z niej weseli i zdolni pod każdym innym względem.

Budowę lutownicy typu METCAL pokazano w lewym górnym rogu na ryc. Najważniejszym elementem jest powłoka żelazoniklowa końcówki. Lutownica zasilana jest prądem RF o dokładnie utrzymywanej częstotliwości 470 kHz. Grubość powłoki dobrano tak, aby przy danej częstotliwości, ze względu na efekt powierzchniowy (efekt naskórkowości), prądy Foucaulta skupiały się tylko w powłoce, która bardzo się nagrzewa i przekazuje ciepło do końcówki. Sama końcówka okazuje się być ekranowana przed polem elektromagnetycznym i nie powstają na niej potencjały indukowane.

Kiedy powłoka nagrzewa się do punktu Curie, powyżej którego właściwości ferromagnetyczne powłoki zanikają w temperaturze, pochłania ona energię pola elektromagnetycznego znacznie słabiej, ale nadal nie przepuszcza RF do miedzi, ponieważ utrzymuje przewodność elektryczną. Po ostygnięciu poniżej punktu Curie samodzielnie lub w wyniku przekazania ciepła do lutowania, powłoka ponownie zaczyna intensywnie absorbować pole elektromagnetyczne i nagrzewa grot. Dzięki temu końcówka utrzymuje temperaturę równą punktowi Curie powłoki z dokładnością dosłownie do jednego stopnia. Histereza termiczna końcówki jest znikoma, ponieważ określana na podstawie bezwładności cieplnej cienkiej powłoki.

Aby uniknąć szkodliwego wpływu na ludzi, lutownice są produkowane z niewymiennymi końcówkami, szczelnie osadzonymi we wkładzie o konstrukcji współosiowej, przez którą są dostarczane do cewki RF. Wkład wkładany jest do uchwytu lutownicy - uchwytu ze złączem koncentrycznym. Wkłady są dostępne w typach 500, 600 i 700, które odpowiadają punktowi Curie powłoki w stopniach Fahrenheita (260, 315 i 370 stopni Celsjusza). Główny nabój roboczy – 600; 500. służy do lutowania szczególnie małych smd, a 700. służy do lutowania dużych smd i rozpraszaczy.

Notatka: aby przeliczyć stopnie Fahrenheita na Celsjusza, należy odjąć 32 od Fahrenheita, pomnożyć resztę przez 5 i podzielić przez 9. Jeśli chcesz zrobić odwrotnie, dodaj 32 do stopni Celsjusza, pomnóż wynik przez 9 i podziel przez 5.

W lutownicach METCAL wszystko jest super, z wyjątkiem ceny wkładu: za „(nazwa firmy) nowy, dobry” – od 40 dolarów. „Alternatywne” są półtora razy tańsze, ale produkowane są dwa razy szybciej. Nie ma możliwości samodzielnego wykonania końcówki METCAL: powłokę nanosi się metodą natrysku w próżni; Galwaniczny w temperaturze Curie natychmiast się odkleja. Cienkościenna rurka zamontowana na miedzi nie zapewni absolutnego kontaktu termicznego, bez czego METCAL po prostu zamieni się w złą lutownicę. Niemniej jednak możliwe jest samodzielne wykonanie niemal kompletnego analogu lutownicy METCAL z wymienną końcówką, choć jest to trudne.

Indukcja dla smd

Projekt domowej lutownicy indukcyjnej do mikroukładów i SMD, podobnej wydajności do METCAL, pokazano po prawej stronie na ryc. Dawno, dawno temu w produkcji specjalnej używano podobnych lutownic, ale METCAL całkowicie je wyparł ze względu na lepszą produktywność i większą rentowność. Możesz jednak zrobić taką lutownicę dla siebie.

Jej sekret tkwi w proporcji występów zewnętrznej części szczytówki do trzonka wystającego z cewki do środka. Jeżeli jest tak jak pokazano na rys. (w przybliżeniu), a trzonek pokryty jest izolacją termiczną, wtedy skupienie termiczne końcówki nie wyjdzie poza uzwojenie. Trzon będzie oczywiście gorętszy niż czubek końcówki, ale ich temperatury będą się zmieniać synchronicznie (teoretycznie termohistereza wynosi zero). Gdy już ustawisz automatykę za pomocą dodatkowej termopary mierzącej temperaturę końcówki grota, możesz spokojnie lutować.

Rolę punktu Curie pełni zegar. Zerowanie następuje po sygnale z termostatu ogrzewania, np. po otwarciu kluczyka sterującego zasobnikiem. Timer uruchamiany jest sygnałem wskazującym faktyczne rozpoczęcie pracy falownika: napięcie z dodatkowego uzwojenia transformatora o 1-2 zwojach jest prostowane i odblokowuje timer. Jeśli przez dłuższy czas nie lutujesz lutownicą, timer wyłączy falownik po 7 sekundach, aż grot ostygnie, a termostat wyda nowy sygnał grzania. Chodzi o to, że histereza termiczna końcówki jest proporcjonalna do stosunku czasów nagrzewania wyłączonej i włączonej końcówki O/I, a średnia moc na końcówce jest proporcjonalna do odwrotnego I/O . Taki system nie utrzymuje temperatury końcówki do stopnia, ale zapewnia +/–25 stopni Celsjusza przy temperaturze roboczej końcówki 330.

Wreszcie

Jakiej zatem lutownicy należy używać? Mocny rezystor drutowy zdecydowanie jest tego wart: nic nie kosztuje, nie wymaga jedzenia, a może bardzo pomóc.

Warto także zaopatrzyć się w prostą lutownicę do SMD z rezystorem MLT. Elektronika krzemowa jest wyczerpana, znajduje się w ślepym zaułku. Kwantowa jest już w drodze, a grafenowa wyraźnie wyłania się w oddali. Obydwa nie łączą się z nami bezpośrednio, jak komputer za pośrednictwem ekranu, myszy i klawiatury lub smartfon/tablet za pośrednictwem ekranu i czujników. Dlatego w przyszłych urządzeniach pozostaną ramki krzemowe, ale wyłącznie SMD, a obecne rozpraszanie będzie przypominało lampy radiowe. I nie myśl, że to science fiction: zaledwie 30–40 lat temu żaden pisarz science fiction nie myślał o smartfonie. Choć już wtedy dostępne były pierwsze próbki telefonów komórkowych. A żelazko czy odkurzacz „z mózgiem” nigdy nie przyszły do ​​głowy marzycielom tamtych czasów, nawet w złym śnie.

(1 oceny, średnia: 5,00 z 5)

Wiele osób korzysta z domowej roboty lutownic. Istnieje wiele opcji wdrożenia, ponieważ narzędzia te są wyrzeźbione z tego, co jest pod ręką lub można je łatwo znaleźć. Najbardziej pracochłonnym procesem jest wykonanie lutownicy podobnej do fabrycznej, ale o małej mocy. Oto przykład tego, co i jak zrobić miniaturę w domu. Zakłada się, że lutownica będzie pobierać energię nie bezpośrednio z sieci, ale poprzez transformator 220/12 V.

Będziesz potrzebować następujących materiałów:

• drut miedziany o średnicy 1,5 mm - długość około 40 mm
• folia miedziana - mały prostokąt 30x10 mm lub trochę większy
• drut nichromowy 0,2 mm – 350 mm
• cynowa rurka lub kawałek cyny do wykonania obudowy elementu grzejnego
• klej silikatowy (płynne szkło)
• talk do wytwarzania warstwy izolacyjnej z dodatkiem kleju silikatowego
• uchwyt wykonany z żaroodpornego tworzywa sztucznego
• przewód elektryczny z wtyczką

Wymagane będą również pewne rzeczy pomocnicze:

• źródło ciepła (piekarnik elektryczny lub gazowy)
• narzędzia standardowe (szczypce, pęsety, szczypce, pilnik)
• urządzenia niestandardowe (coś w formie wąskiej małej szpatułki - drewnianej lub plastikowej)
• dużo szmat (usunąć bardzo lepką masę izolacyjną z rąk i narzędzi)

Kolejność czynności związanych z montażem narzędzia

Opis procesu podano schematycznie, gdyż jego realizacja zwykle nie nastręcza trudności.