Паяльник с регулировкой температуры. Паяльник с регулировкой температуры: описание, инструкции, назначение

Для выполнения различных электромонтажных работ, сборки электронных схем очень часто используется такой инструмент, как электропаяльник. Простейший его вид, который можно приобрести в любом хозяйственном магазине, имеет, как правило, элементарную конструкцию.

В нее входят нагревательный элемент, жало, рукоятка, чаще деревянная, и питающий кабель или шнур. В некоторых вариантах паяльник может комплектоваться несколькими сменными жалами.

Мощность такого паяльника фиксированная, чаще всего 40 или 60 Ватт. Но удобнее пользоваться инструментом с возможностью регулировки мощности. Такие модели тоже выпускают, хотя стоят они дороже.

Чтобы выполнять паяльные работы, требуются инструменты с различными параметрами. При этом иметь несколько паяльников с разной мощностью и, соответственно, с разной температурой нагрева жала, нецелесообразно.

При монтаже компонентов на плату требуется температура жала, достаточная для прогрева выводов и плавления припоя. Увеличенные значения температуры могут привести к сгоранию отдельных элементов, отклеиванию токопроводящих дорожек от платы, повреждению изоляции проводов.

В то же время использование паяльника с меньшей мощностью, а значит и с меньшей температурой нагрева жала, позволяющей достигнуть заданного значения, принуждает увеличивать время воздействия на детали и припой.

В результате от длительного нагрева компоненты выходят из строя, а изоляция может со временем растрескиваться из-за потери механических свойств.

Вывод: при пайке, если требуется прогрев больших площадей и массивных деталей, необходимо повышать не температуру, а мощность паяльника, сократив до возможного минимума время контакта жала с выводами детали.

При этом припой должен расплавиться и обеспечить надежный контакт с деталью, которая при таком режиме не подвергнется перегреву.

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.

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.

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.

Блоки управления

Следующим видом паяльников являются уже более сложные устройства с блоком питания, в которых регулирование происходит при помощи блока из полупроводников и микросхем. Такой блок компактен и может находиться в корпусе рукоятки паяльника, что очень удобно.

Регулятор также может находиться на рукоятке. При достаточно скромной цене это вполне приемлемый вариант, позволяющий производить качественную пайку.

Еще одной разновидностью паяльников с регулировкой являются инструменты с внешним блоком питания. Благодаря наличию этих блоков возможна работа прибора на выпрямленном постоянном токе со стабильными значениями напряжения.

Такой блок питания одновременно служит и стабилизатором температуры паяльника, которая останется неизменной независимо от того, насколько будет изменяться напряжение в сети. Многие радиодетали требовательны именно к такому режиму пайки.

Недостатком моделей можно посчитать громоздкость, низкую мобильность, но если принять во внимание, что качественный монтаж можно произвести только в оборудованной мастерской, а не «на коленке», как принято говорить в таких случаях, то можно закрыть на это глаза.

Наиболее точной регулировки и настройки можно добиться только при помощи , где в помощь обычному паяльнику предусмотрен фен, которым предварительно подогревают плату или припой.

Регулятор температуры своими руками

При наличии достаточных знаний, навыков и подходящих материалов, можно обычный паяльник мощностью 60 Ватт превратить в устройство, в котором будет возможна регулировка температуры жала, и будет обеспечиваться полноценный и качественный монтаж радиокомпонентов.

Чтобы осуществить это, понадобится небольшая доводка инструмента. Для этого можно использовать схемы регулировки, собранные на доступных радиодеталях отечественного производства.

Для сборки простейшего регулятора температуры можно воспользоваться схемой с переменным резистором из серии СП-1, тиристором КУ101Г, любым диодом, рассчитанным на ток не менее 1 А.

Схему собирают прямо на корпусе переменного резистора, не изготавливая платы. Для размещения устройства можно применить корпус от любого блока питания подходящих размеров. В результате получится устройство, в котором штатный паяльник питается от сети через регулятор напряжения, находящийся в штепсельном разъеме.

Такой регулятор температуры может быть использован при работе паяльником с невысокой мощностью до 60 Ватт.

Для регулировки температуры при использовании паяльника большей мощности применяют устройство посложнее.

Оно также собирается на деталях и компонентах отечественного производства. Эту схему собирают на плате и помещают в подходящий по размерам корпус.

Регулировка осуществляется переменным резистором R2 в диапазоне от 50% до 100% мощности подключенного прибора. Схема выдержит нагрузку до 300 Ватт. Этого для использования бытового паяльника будет более чем достаточно.

Цена: $9.99

Примерно с год назад я начал интересоваться пайкой электроники и прочих «проводочков». В ажиотаже в строймаге возле дома был куплен простенький «советский» паяльник. Долго нагревался, долго остывал, норовил оплыть своим медным жалом и в конце концов просто сделал мне «козу» отрубив автомат. После этого был заказан герой сегодняшнего обзора. Паяльник на 60 Вт с регулировкой температуры, сменными жалами и керамическим нагревательным элементом.

Комплект поставки.

Упаковка за давностью заказа не сохранилась. Комплектация была до безобразия простой: сам паяльник, набор жал и подставка, которая на фото не присутствует (простенький листочек тонкого метала с вырезами).

Жала из комплекта.

Пока что отложим в сторонку паяльник и посмотрим на жала. В комплекте было 5 жал и одно стояло на паяльнике. Жала несгораемые, подправлять их напильником НЕ НУЖНО. Периодически нужно отчищать от нагара и только. Я обычно делаю это при помощи соды и губки для посуды, возможно есть и варианты поудобнее, но мне привычнее именно так. В моем наборе было несколько сменных жал разной формы, заточенных под разные задачи. Учитывая, что я паяю исключительно немелкие провода и различные модули я все время пользуюсь стандартным жалом, но наличие различных радует.

Фото комплектных жал.

Внешний вид паяльника, общие впечатления.

Провод у паяльника стандартный, мне достался с евровилкой и без выключателя. Длина провода составляет 140 см. Я подумываю о замене на более длинный с выключателем. Но в целом вполне нормальная длина и качество провода. На входе в корпус паяльника провод защищен сминаемой вставкой, которая мешает ему обломиться у основания. Сквозь защиту проглядывает провод со снятой внешней изоляцией, но только внешней. В итоге: по проводу претензий не имею.

Корпус паяльника и место крепления провода.

Переходим к рассмотрению корпуса паяльника. Корпус из крепкого синенького пластика:) с накладкой из плотной резины в месте удержания паяльника. Она весьма неплохо помогает при длительной работе паяльником и защищает от некомфортной для руки температуры. Практически у входа провода расположена «крутилка» изменения температуры паяльника. Размечена она от 200 до 450 градусов, но об этом поговорим позже.

Крепление жала, нагревательный элемент, разборка паяльника.

Жало крепится при помощи защитного кожуха, который притягивается специальной крепежной «гайкой». Открутив его можем наблюдать кончик нагревательного элемента.

Нагревательный элемент, как я понял, представляет собой нихромовую проволоку, запрятанную в керамику. Единственный косяк такого типа нагревательных элементов – их можно расколоть если уронить паяльник на твердую поверхность. Хотя у меня не раз падал, проблем не замечено.

Подготовленное для замены жало.

Кроме того, можно снять пластиковую гайку, извлечь жало и удерживающие его элементы и разобрать паяльник до неглиже.

Для этого поступаем следующим образом:

1) Снимаем жало и его крепление.
2) Откручиваем пластиковую гайку на торце корпуса возле жала.
3) Вынимаем регулятор температуры (плоскогубцами вытаскиваем вверх).
4) Осторожно вытаскиваем плату с припаянным нагревательным элементом.
5) Профит. Любуемся.

Особенно в схеме не разбирался, бросился в глаза подстроечный резистор и неплохое качество выполнения платы. Кстати при желании паяльник можно доработать, переставить в другой корпус и исправить некоторые огрехи.

Приятно порадовало крепление провода через выступ на плате.

Кстати недостаток: металлическая штука держится с люфтом. Из-за этого в собранном виде металлическая часть паяльника немного люфтит, когда прикладываешь к ней усилие. Люфт не сильный, но миллиметра 4-5 на кончике жала есть. Планирую укрепить это место высокотепмпературным герметиком.

Этот элемент немного люфтит.

Скорость нагрева, впечатление в работе.

До плавления припоя паяльник у меня нагревается примерно за 20-25 секунд. Что касается температур - попробовал померять температуру жала термопарой своего мультиметра (модель «из строймага» за 200 рублей). В минимальном положении паяльник постепенно нагрелся до 450 градусов если не трогать и немного устаканился. В максимальном положении ушел за 1000 градусов. Измерения очень приблизительные. Прошу не воспринимать всерьез.

Вывод по температурам: однозначно могу сказать – поддержания температуры на заданном уровне тут нет. На большие измерения мне не хватает пока рук и, возможно, технических возможностей.

Вывод по температурам (на пальцах): на минимуме не пригарает припой и можно паяльник оставить на подставке на несколько минут, не боясь, что поплавится ручка. На максимуме можно спалить Землю или обжать термоусадку просто держа ее возле жала.

Температурных возможностей мне хватает с головой. Но немного не хватает поддержания заданной температуры.

ВЫВОДЫ

Паяльник на мой взгляд отличный. Своих денег однозначно стоит, особенно учитывая, что у нас за эту цену можно купить только «советский». Радует наличие сменных жал, для меня проще раз в 4 месяца сменить жало чем пару раз в неделю подтачивать медное. Приятно порадовала простота разборки. Паяльник можно использовать как для мелкой пайки, так и для пайки объемных соединений.

Плюсы:

Относительная дешевизна;
+ наличие регулировки температуры;
+ простая конструкция и элементарная разборка;
+ сменные недорогие жала;
+ большой выбор сменных жал;

Для простых работ очень хорош.

Минусы:

Немного болтается жало;
- отсутствует выключатель, приходится выдергивать из розетки;
- нет поддержания заданной температуры, за эту цену ИМХО простительно:D;

Напоследок фото в окружении товарищей по работе.

Для приличного качества проведения паяльных работ, домашнему мастеру, и тем более радиолюбителю, пригодится простой и удобный регулятор температуры жала паяльника. Впервые схему устройства, я увидел в журнале «Юный техник» начала 80-х, и собрав несколько экземпляров, использую до сих пор.

Для сборки устройства потребуются:
-диод 1N4007 или любой другой, с допустимым током 1А и напряжением 400 – 600В.
-тиристор КУ101Г.
-электролитический конденсатор 4,7 микрофарад с рабочим напряжением 50 – 100В.
-сопротивление 27 – 33 килоом с допустимой мощностью 0,25 – 0,5 ватт.
-переменный резистор 30 или 47 килоом СП-1, с линейной характеристикой.

Для простоты и наглядности я нарисовал размещение и взаимное соединение деталей.

Перед сборкой необходимо изолировать и отформовать выводы деталей. На выводы тиристора надеваем изоляционные трубочки длинной 20мм., на выводы диода и резистора 5мм. Для наглядности можно использовать цветную ПВХ изоляцию, снятую с подходящих проводов, или присаживаем термоусадку. Стараясь не повредить изоляцию загибаем проводники, руководствуясь рисунком и фотографиями.

Все детали монтируются на выводах переменного резистора, соединяясь в схему четырьмя точками пайки. Заводим проводники компонентов в отверстия на выводах переменного резистора всё подравниваем и припаиваем. Укорачиваем выводы радиоэлементов. Плюсовой вывод конденсатора, управляющий электрод тиристора, вывод сопротивления, соединяем вместе и фиксируем пайкой. Корпус тиристора является анодом, для безопасности, изолируем его.

Для придания конструкции законченного вида, удобно воспользоваться корпусом от блока питания с сетевой вилкой.

На верхней грани корпуса сверлим отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем резьбовую часть переменного резистора и фиксируем его гайкой.

Для подключения нагрузки я использовал два разъёма с отверстиями под штыри диаметром 4 мм. На корпусе размечаем центры отверстий, с расстоянием между ними 19 мм. В просверленные отверстия диаметром 10 мм. вставляем разъёмы, фиксируем гайками. Соединяем вилку на корпусе, выходные разъёмы и собранную схему, места пайки можно защитить термоусадкой. Для переменного резистора необходимо подобрать ручку из изоляционного материала такой формы и размера, чтобы закрыть ось и гайку. Собираем корпус, надёжно фиксируем ручку регулятора.

Проверяем регулятор, подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 20 - 40 ватт. Вращая ручку, убеждаемся в плавном изменении яркости лампы, от половины яркости до полного накала.

При работе с мягкими припоями (например ПОС-61), паяльником ЭПСН 25, достаточно 75% мощности (положение ручки регулятора примерно посередине хода). Важно: на всех элементах схемы присутствует напряжение питающей сети 220 вольт! Необходимо соблюдать меры электробезопасности.

В этом обзоре рассмотрим один из самых недорогих Китайских паяльников с регулировкой температуры и сменными жалами: модель 907 (GJ907) , 60 Вт. Сразу скажу, что данный паяльник не имеет никакого отношения к паяльникам 907 фирмы Hakko для паяльных станций. Обычно на AliExpress, eBay, Bangood и в других Китайских торговых площадках данный товар называется что-то типа "907 60W soldering iron Adjustable 200-450C ". Стоимость паяльника на текущий момент (июнь 2015) составляет около 10$.

Характеристики паяльника GJ907:

• Мощность: 60Вт
• Температура: 200...450°C
• Входное напряжение: 220...240В
• Сопротивление изоляции: 100MΩ
• Длина: 240мм

Поставляется паяльник в прозрачной упаковке с какой-то информацией на Китайском языке.

Жало паяльника при необходимости можно заземлить. И нужно! Т.к. развязки с сетевым напряжением нет и от наводок можно убить при пайке полевые транзисторы, микросхемы и другие чувствительные элементы. По отзывам в интернете - такие случаи были. Для заземления, из паяльника выходит провод с зажимом.

Вилка питания как видно на фото - самая обычная, никакие переходники не нужны.

Паяльник снабжен регулятором температуры, которая регулируется в пределах от 200 до 450 ° C. Если горит светодиод - то паяльник в процессе нагрева. После того, как набрана нужная температура - светодиод гаснет. Судя по схеме здесь используется именно обратная связь по термопаре, а не тупо регулировка мощности, что является несомненным плюсом недорогого паяльника.

Жало у паяльника съемное, необгораемое.

Жало не совместимо с 900-ми. Для сравнения на фото ниже: вверху жало 900, внизу 907. Они разные и по длине и по диаметру.

Размеры 907 жал:

• Внешний диаметр: 7.5 мм
• Внутренний диаметр: 6 мм
• Глубина: 35 мм
• Длина: ~ 56 мм (зависит от формы жала)

Размеры 900 жал:

• Внешний диаметр: 5.4 мм
• Внутренний диаметр: 4.2 мм
• Глубина: 24.5 мм
• Длина: ~42 мм (зависит от формы жала)

Но 907 жала под него также свободно продаются на AliExpress. Поиск жал для паяльника GJ907 на AliExpress .

Как уверяет производитель и многие интернет-ресурсы, нагреватель у GJ907 керамический. На фото ниже видна ступенька, которая по заявлению некоторых радиолюбителей свидетельствует о том, что перед нами настоящая керамика. В интернете много споров на тему того, какой же нагреватель у данного паяльника: керамика или нихром в керамической трубке. Это мы выясним позже.

Сам нагреватель имеет маркировку 907H 220V 60W и свободно продается на AliExpress по цене примерно 2$.

От нагревателя выходит 4 провода: два провода для термодатчика и два провода для нагревательного элемента. С одной стороны наличие термодатчика это плюс, но с другой стороны что он расположен в самом нагревателе - это минус, т.к. будет инерционность и задержка срабатывания включения нагрева. Сопротивление нагревательного элемента 890 Ом (два белых провода). Сопротивление термодатчика при комнатной температуре (красный и синий провод): ~4 Ом.
Напряжение на нагревательном элементе 220В.

Плата управления. Операционник IC2: HA17358 (LM358). Для управления нагревательным элементом служит симистор MAC97A8 (PDF)

Схема во многом схожа с схемой паяльника CT-96:

Как вы уже наверное видели на фото, в этом паяльнике присутствует два подстроечника VT1 и VT2. Один задает верхний диапазон температуры, второй нижний.

Как видно из схемы, никаких дефицитных деталей нет, SMD также не используется и в случае выхода из строя можно заменить перегоревшую деталь. Вообще, в плане ремонтнопригодности паяльник тоже достаточно хорош, т.к. и в плате можно что-то заменить, и сам нагреватель и жала свободно продаются на AliExpress.

Керамика или нихром?

Достоинства керамического нагревательного элемента:
- быстрый нагрев
- долговечность
Недостатки:
- хрупкий (причем чаще трескается от неравномерно нагрева и не родных жал, чем от механических воздействий)

Достоинства нихромового нагревательного элемента:
- дешевизна
- не боится ударов или падений
Недостатки:
- не высокая долговечность
- греется дольше

Но если обьективно сравнить для применения в радиолюбительской практике или для бытового использования, то конечно же нихромовый нагревательный элемент не будет греться скажем в 10 раз дольше керамического и на практике разницу в скорости нагрева вы сильно не ощутите. Что касается срока службы, то тут тоже вопрос спорный, т.к. на мой взгляд это актуально для ремонтных мастерских, где паяльником орудуют по несколько часов в день. А для рядового радиолюбителя при использовании по одному часу в день, в дешевом паяльнике скорее всего случится какая-нибудь другая поломка, чем перегорит нихромовая нить нагревателя. Поэтому если вы радиолюбитель, то в любом случае нихром не перегорит у вас за 1-2 года использования.

Так какой же тип нагревательного элемента используется в данном паяльнике?

Фотография говорит сама за себя. Т.е. это нихромовый нагреватель, засунутый в керамическую трубу. По сути мы имеем нихромовую спираль, к которой прибавляется один из недостатков керамики - хрупкость. Как видим, наличие ступеньки на торце нагревателя вовсе не означает тот факт, что перед нами керамика!

Ну а что еще вы хотели за десять баксов?

Замеры параметров

Итак, давайте измерим потребляемую мощность паяльника.

Как видим честные 60 Ватт.

При достижении заданной температуры нагрев отключается, светодиод гаснет и паяльник потребляет 600 мВт.

Жало паяльника было подключено к измерителю температуры (с сенсором K-типа). Дополнительно, показания также были проверены при помощи термопары от мультиметра - больших отклонений во всем диапазоне температур обнаружено не было.

При выставленном значении в 200°C (самое нижнее значение) - реальная температура кончика жала паяльника составила 250°C! Т.е. на целых 50°C больше. Пробовал выставить нижний порог при помощи подстроечников, но лучшее, что удалось добиться: 235°C, ниже этого значения температура упорно не хочет устанавливаться.

При выставленном значении в 450°C реальная температура жала составила около 415°C, т.е. паяльник не дотянул 35° C. Но такие высокие температуры в принципе и не нужны, т.к. жало все время будет обгорать. При желании можно поиграться с подстроечником.

Время набора температуры с холодного паяльника, до выставленной температуры 200°C (реальные 230-250° C) составило чуть меньше минуты. При этом, инерционность жала составляет около 3 сек, т.е. с момента включения нагрева, до момента изменения температуры на жале проходит около 3-х секунд. Сам измеритель температуры на изменение температуры реагирует практически мгновенно.

Выводы

Минусы:
- псевдокерамический нагреватель
- указатели температуры не соответствуют реальным показаниям температуры жала
- на мой взгляд не очень удобная ручка (возможно дело привычки, особенно после работы с паяльной станцией)
- по сообщениям некоторых пользователей имеющих подобный паяльник - не слишком надежный

Плюсы:
- честные 60 Ватт
- низкая стоимость
- возможность регулировки температуры
- сменные жала, свободно продающиеся на AliExpress
- возможность замены нагревателя в случае выхода из строя (также свободно продаются на AliExpress)

Стоит покупать или нет? Если сильно ограничены в деньгах, то можете рискнуть, но все же лучше доплатить 20-30$ и взять что-нибудь понадежнее.