Цифровая паяльная станция своими руками

В основном паяльные станции используются в профессиональной среде, хотя приобрести их может каждый. Это довольно мощное оборудование, которое сгодится для множества различных операций, в том числе и для восстановления сложной техники. Станция может включать в себя не только стандартный паяльник, но и термовоздушный фен.

Кроме того, в любой станции есть так называемый контрольно-управляющий модуль и гальваническая развязка от сети. Наличие гальваноразвязки сводит к минимуму возможные негативные последствия от пайки (чёрный дым или удар тока).

Также паяльную станцию отличает от обыкновенных паяльников стабильность температуры при работе, что критично при пайке печатных плат.

Контактные и бесконтактные

Сейчас паяльные станции представлены в значительном разнообразии. Их можно разделять на группы по нескольким параметрам. К примеру, они бывают контактные и бесконтактные.
Контактная станция – это обыкновенный, имеющий при пайке прямой контакт с поверхностью, паяльник, оснащённый электронным блоком управления и регулирования температуры. То есть, это самая стандартная разновидность, которая подойдёт даже для начинающих.

Контактные станции в свою очередь можно разделить на два подвида в зависимости от используемого припоя. В одних моделях паяют только припоями с содержанием свинца, в других – еще и бессвинцовыми.

В последних модификациях нагревательный элемент обладает мощностью до 160 Ватт. В данном случае повышенные мощности совершенно необходимы, потому что температура плавки припоев без свинца довольно высока.

Что касается бесконтактных станций, то они могут применяться, среди прочего, для операций с микросхемами. Бесконтактная установка для пайки может быть термовозодушной, инфракрасной или же комбинированной, и у каждой из этих трёх разновидностей свой принцип действия.

Назначение отдельных модулей

Основным рабочим модулем паяльной станции является устройство питания с электронным или аналоговым блоком управления на основе автотрансформатора. Оно позволяет регулировать амплитуду подаваемого на нагревательный элемент напряжения и поддерживать температуру в заданном диапазоне. Паяльная станция может работать от напряжения 12В и 24В.

Следующие два устройства: паяльник и термофен. Оба предназначены для пайки элементов и различаются областью применения. Паяльник используется для пайки элементов с боковым расположением контактов, а фен для монтажа элементов с контактами под корпусом.

Подставка предназначена для безопасной фиксации паяльника и термофена в перерывах между выполнением пайки. Данное приспособление не является строго обязательным и входит в комплект поставки не всех ПС, но приобрести его крайне желательно. Безопасность и удобство работы при использовании подставки возрастает в разы.

Вакуумный оловоотсос. Необходим для очистки места пайки от остатков олова или припоя. Так же как и подставка, является опциональным элементом. Не влияет напрямую на процесс пайки, однако к приобретению крайне желателен, так как минимизирует следы ремонта и незаводского монтажа. Особенно актуально для неопытных радиомонтажников.

Очиститель жала. Наличие и применение обязательно! Дешевая ветошь из термостойкого материала для очистки паяльного жала от загрязнений и нагара. Вещь совсем уж дешевая, но экономить на жалах для паяльника поможет. Главное – не лениться и периодически их чистить.

Инфракрасные приборы и фены

Станции термовоздушного вида (иногда их называют просто фенами) работают так. Сначала сильный поток воздуха, генерируемый компрессором, пройдя через нагревательную спираль, приобретает нужную температуру, а затем струя горячего воздуха направляется в область пайки.
Термовоздушная станция даёт возможность осуществлять пайку в труднодоступных зонах с единовременным прогреванием сразу нескольких поверхностей. Всякая термовоздушная установка обладает мощностью, которой достаточно для пайки припоями любого типа, как со свинцом, так и без него.

Пайка горячим воздухом имеет обширное применение, допустим, в сфере ремонта бытовых электроприборов и мобильников. Однако термовоздушными установками практически невозможно производить монтаж и демонтаж микросхем (даже формата BGA) – это серьёзное ограничение.

В станциях инфракрасного типа обязательно присутствует нагревательный элемент в виде инфракрасного излучателя, сделанного из керамики или кварца. И благодаря этому инфракрасные установки имеют некоторые преимущества перед термовоздушными аналогами:

• возможна пайка сложнопрофильных компонентов;
• нет необходимости подыскивать насадку для термофена под определённую микросхему;
• никакие радиодетали в ходе пайки не выдуваются нагретыми воздушными потоками с печатной платы;
• зона пайки нагревается очень равномерно.

Инфракрасные станции стоят недёшево и считаются оборудованием для истинных профессионалов. Новички в пайке и радиоэлектронике в большинстве своём такими устройствами не пользуются.

Следует сказать несколько слов и о комбинированных паяльных станциях. Они называются так, потому что сочетают в своей конструкции несколько типов оборудования, допустим, паяльник и фен.

Классификация устройств

В магазинах можно встретить широкий выбор подобных устройств. В основном паяльная станция представляет собой электронный блок для установки температуры и паяльник.

Несмотря на огромный ассортимент, можно выделить следующие виды паяльных станций в зависимости от используемого припоя: первые предназначены для работы с оловянно-свинцовыми припоями, а вторые – без свинца.

Второй тип отличается наличием отдельного нагревательного элемента. Его мощность может достигать 160 Вт. Это связано с тем, что температура плавления бессвинцовых припоев достаточно высока. В связи с этим нужна большая мощность.

В то же время в подобных устройствах есть возможность регулировки температуры, что позволяет работать и с легкоплавкими свинцовыми сплавами.

Чертеж паяльника и фена в паяльной станции.

В зависимости от принципа действия блоков станции разделяются на:

• аналоговые и цифровые;
• по способу нагрева – на индукционные и бесконтактные.

Последние в свою очередь могут быть инфракрасными, термовоздушными или комбинированными. При выборе данного устройства необходимо определиться с тем, что нужно паять. Например, инфракрасные отлично подойдут для микросхем.

Паяльная станция с феном превосходно справляется с задачей демонтажа радиодеталей с большим количеством выводов. Обычные паяльники с данной задачей не справятся.

Термовоздушные паяльные станции

Для работы со схемами с большим количеством выводов используют бесконтактные станции. Инфракрасная является одной из их разновидностей. Нагревание в данном устройстве происходит за счет специального керамического элемента.

Подобное оборудование обладает рядом преимуществ:

• возможность работать со сложно-профильными микросхемами;
• радиодетали не сдуваются потоком воздуха;
• равномерный нагрев изделия.

Главным недостатком данного прибора является его высокая стоимость. В связи с этим его можно смело отнести к профессиональным станциям. Начинающие радиолюбители очень редко используют такое оборудование.

Паяльные станции с феном используются в основном для демонтажа микросхем, как уже было отмечено выше. В отсутствии данного оборудования специалисты могут использовать промышленный фен или горелку. Однако подобные устройства не позволяют качественно выполнять работу.

Достаточно сильный поток воздуха может сдуть радиодетали, а неправильно выбранный температурный режим способен и вовсе вывести их из строя.

Профессиональные устройства позволяют регулировать рабочие режимы, что существенно упрощает процесс демонтажа.

Комбинированный вариант сочетает в себе термофен, паяльник для станции и другие виды оборудования. Использовать такие приборы достаточно просто. Например, для пайки проводов достаточно выставить температуру электропаяльника и залудить их с использованием флюса и олова.

Контактные и бесконтактные паяльные станции

Все современные паяльные станции делятся на две основные категории: контактные и бесконтактные. Первые больше всего напоминают классические устройства для работы с оловянно-свинцовым или бессвинцовым припоем.

Каждый из отмеченных типов обладает своими преимуществами и находит свое применение при решении тех или иных задач. На сегодняшний день большинство радиолюбителей отдают предпочтение использованию бесконтактной паяльной станции.

Конечно, контактные паяльники нельзя отнести к самым современным агрегатам. Комплектуются они обычно одним жалом. Однако большинство устройств позволяют с легкостью их заменять. Купить же жало не составляет труда.

В итоге, работать таким паяльником можно практически с любыми деталями. За исключением плат в сложной электронике.

Подобные устройства позволяют также регулировать температуру жала паяльника, что очень удобно при пайке припоями с разной температурой плавления. Работать с данной паяльной станцией очень просто, ведь они напоминают классические приборы.

Тем не менее возможности контактной пайки ограничены и не все задачи решаются с ее помощью. Особенно это относится к SMT монтажу. Справиться с помощью классического паяльника с этим не просто трудно, а иногда и вовсе невозможно.

Для данного типа работ необходимо применять бесконтактную пайку. Самым распространенным подобным оборудованием являются термовоздушные станции.

Принцип их работы заключается в том, что компрессор или турбина создают воздушный поток. Он, проходя через нагревательный элемент, набирает заданную температуру. Полученную струю направляют в зону пайки.

Электрическая схема паяльной станции.

Данные приборы широко используются для ремонта крупно- и мелкогабаритной бытовой техники. Мощности станции хватает для работы со свинцовыми и бессвинцовыми припоями.

В то же время они обладают ограничениями к использованию. Станцию нельзя применять для монтажа или демонтажа крупных BGA-микросхем.

Особое распространение термовоздушные станции получили в комбинации с другими видами устройств. Так, на рынке широко представлены различные варианты тандема термофена и паяльника.

Еще одним важным элементом такого оборудования является компрессор, который всасывает разогретый припой в специальный резервуар. Многие специалисты уже давно по достоинству оценили преимущество данного конструктивного элемента.

Самым современным решением для работы со сложными микросхемами являются инфракрасные паяльные станции. Инфракрасное излучение позволяет избежать механического перегрева микросхем, а также непосредственно их перегрева.

Среди задач, которые позволяют решать данные устройства:

• монтаж и демонтаж средних и крупных BGA-микросхем;
• уменьшение теплового эффекта за счет концентрации излучения там, где это необходимо;
• отсутствие необходимости использования различных насадок под каждую микросхему.

Учитывая все вышеперечисленные достоинства, инфракрасные станции практически полностью вытеснили другие варианты в профессиональных сервисных мастерских. Особенно при ремонте компьютеров, приставок, телефонов и ноутбуков.

Аналоговые и цифровые паяльные станции

По принципу работы паяльной станции существует разделение на аналоговые и цифровые. Они отличаются друг от друга способом стабилизации температуры для выполнения пайки.

Аналоговые станции отключают нагреватель при достижении определенной температуры. Если она снижается, нагреватель включается опять. Этот способ неидеален. В таких устройствах есть вероятность перегрева жала, поскольку точность установки температуры минимальная.

Принципиальная схема паяльной станции.

В цифровых станциях регулировка температуры осуществляется с помощью программы в микроконтроллере. Принцип работы прибора такой же, что и у аналогового варианта, только точность контроля температуры существенно выше.

Пайка описанными вариантами устройств осуществляется одинаково. Они позволяют устанавливать необходимые режимы в зависимости от ремонтируемых деталей и выбранного припоя. Однако для работы с массивными изделиями лучше отдать предпочтение цифровой станции.

Какой припой выбрать?

Отличие свинцового и бессвинцового припоя заключается в температуре их плавления. Второй вариант является более тугоплавким. В связи с этим используют более мощные паяльные станции для работы с бессвинцовым припоем.

При работе с таким тугоплавким припоем лучше отдать предпочтение бесконтактной паяльной станции.

Дело в том, что при ремонте электронных устройств, выполненных по бессвинцовой технологии, выпаивание отдельных микросхем может привести к отслаиванию дорожек печатной платы в связи с более высокими температурами.

Осуществлять подобную работу с помощью обычного паяльника крайне тяжело. А вот использование термофена с соответствующими насадками существенно упростит данную задачу.

Аналоговые и цифровые

Классифицировать паяльные станции возможно и в зависимости от механизма стабилизации температуры и принципа работы управляющих блоков. По данным параметрам выделяют следующие виды современных паяльных станций:

• аналоговые;
• цифровые.

У аналоговых моделей нагревательный элемент находится во включённом состоянии, пока паяльник не прогреется до определённой температуры, затем питание прекращается. Когда температура снижается до заранее установленной планки, нагревательный элемент вновь включается и продолжает разогрев.

К достоинствам аналоговых станций можно отнести доступную стоимость. А минусом таких моделей считается невысокая точность работы, которая порой приводит к перегреву паяльного жала и радиодеталей.

Цифровая паяльная станция характеризуется тем, что контроль и управление нагревателем здесь происходит посредством PID-регулятора. А этот регулятор в свою очередь управляется программой, заложенной в микроконтроллере. В целом цифровой метод стабилизации температуры гораздо точнее аналогового.

ТОП товаров

Перед покупкой надо обязательно ознакомиться с ТОП лучших моделей паяльников для любителей и профессионалов.

Лучшая термовоздушная паяльная станция

Zhongdi ZD-8907 — лучшая термовоздушная модель
Среди любителей электроники особой популярностью пользуется Zhongdi Station ZD-8907. Это достаточно популярная модель, которая отличается хорошим качеством и долговечностью. При аккуратном использовании ZD-8907 прослужит человеку не один десяток лет.

Одно из основных достоинств этого паяльника — компактность. Он не занимает много места на столе, благодаря чему работать с ним очень удобно. Мощность устройства составляет 300 Вт. Это позволяет использовать его для ремонта любой электроники.

Лучшая двухканальная паяльная станция

Людям, которые желают приобрести двухканальный паяльник, следует обратить свое внимание на Element 937D. Это универсальный инструмент, позволяющий работать как с большой электроникой, так и с мелкими микросхемами. Среди преимуществ этой модели можно выделить ее точность нагрева. Погрешность составляет всего 8-10 градусов, что очень мало.

Дополнительная информация! Element 937D оснащается отличным керамическим нагревателем. Это позволяет пользоваться прибором для качественного ремонта мельчайших деталей.

Лучшая керамическая паяльная станция

Зубр 55334 — один из самых качественных керамических паяльников
Среди лучших устройств с керамическим нагревателем можно выделать Зубр 55334. Это бюджетная модель, которая доступна каждому любителю электроники. Аппарат универсален и подойдет как любителям, так и профессионалам.

Устройство оснащено небольшим экраном, на котором отображается температура нагрева. Зубр 55334 нагревается до 550 °С, погрешность составляет 10 градусов. Из-за этого некоторые радиолюбители редко используют его для ремонта чувствительных элементов.

Лучшая индукционная паяльная станция

Лучшим индукционным аппаратом считается Quicko 202. Этот паяльник подойдет для качественного спаивания и выпаивания микросхем. Устройство оснащено регулятором температуры и специальной системой, которая защищает от перенапряжения и перегревов.

Quicko 202 идеально подходит для работы с чувствительными элементами, так как его температурная погрешность составляет всего два градуса. Главный недостаток паяльника — высокая стоимость.

Лучшая цифровая паяльная станция

Если нужна цифровая станция, необходимо обратить внимание на Yihua 992D. Эта модель отличается от других паяльников стабильностью температуры и практически мгновенным нагревом. Корпус станции изготовлен из высококачественного пластика.

Прибор оснащен встроенным компьютером и небольшим дисплеем, где отображена информация о температуре.

Монтажные и демонтажные

Также возможно разделить все паяльные станции на монтажные и демонтажные.

Монтажными называются любые станции, осуществляющие пайку деталей. Однако при этом не все они могут отпаять какой-либо элемент от общей конструкции.

Для подобных целей созданы специальные демонтажные станции. В их конструкцию включён компрессор, работающий на отсасывание припоя. То есть разогретый припой с рабочей поверхности удаляется в особую ёмкость.

Также существуют монтажно-демонтажные установки для пайки, выполняющие сразу обе функции. В их комплектации есть как монтажный, так и демонтажный паяльники (они, кстати, имеют различные мощности).

Паяльная станция и ее основные виды

Прежде чем выбирать паяльники для дальнейшего использования, надо ознакомиться с основными разновидностями таких инструментов.

Контактные паяльные станции

Контактные модели — идеально подойдут для новичков
Довольно часто для ремонта электроники пользуются контактными моделями. Большинство из них используют свинцово-оловянный припой. Однако некоторые паяльники могут работать и без свинца. Выделяют два основных вида контактных устройств:

• Аналоговые. Оснащается специальным электромагнитным реле и температурным датчиком, которые отвечают за автоматические включение и отключение паяльника.
• Цифровые. В них встроен запрограммированный микроконтроллер, с помощью которого регулируется температура нагрева.

Дополнительная информация! Такие модели идеально подойдут для новичков, которые раньше не занимались пайкой.

Бесконтактные паяльные станции

В таких устройствах пайка осуществляется при помощи теплового излучения или разогретого воздуха. Бесконтактные модели можно разделить на две категории:

• Термовоздушные. Оснащены турбинным феном, который подает горячий воздух на поверхность.
• Инфракрасные. В них установлен инфракрасный излучатель, с помощью которого осуществляются паяльные работы.

В редких случаях встречаются комбинированные устройства, оснащенные как феном, так и излучателем.

Ремонтные

Кроме того, в профильной литературе и в интернете встречаются упоминания о ремонтных паяльных станциях. Их используют для осуществления ремонта всевозможных электронных устройств или на тех производствах, где необходимо автономное или единовременное выполнение разных операций, связанных с пайкой.

Говоря иначе, ремонтная многофункциональная паяльная станция представляет собой единую установку, в которой комбинируется несколько инструментов разного назначения.

Плюс ко всему бывают паяльные станции 2 в 1 и 3 в 1. Модели 2 в 1 совмещают в себе функции фена и паяльника. А паяльная станция 3 в 1 содержит в себе ещё и блок питания.

И ещё одно дополнение. Практически все паяльные установки работают на электроэнергии. Но некоторых интересует, бывают ли газовые паяльные станции. На самом деле здесь есть некоторая путаница в терминах.

Для выполнения значительных объёмов работ на стройках или в коммунальном хозяйстве, для пайки толстых медных труб иногда используют мощные аппараты с газовыми стационарными баллонами. Их, конечно, можно назвать паяльными станциями, но по факту это просто большие и мощные газовые горелки.

Обзор моделей паяльных станций

Признанным лидером среди производителей паяльного оборудования является немецкая компания ERSA. Применяемые материалы, качество сборки, высокофункциональное цифровое управление обеспечивают всем владельцам такой аппаратуры эффективную пайку в любых условиях. Недостатком является высокая цена. Самая простая аналоговая модель Analog-60A c одним паяльником стоит от 200 EUR, а двухканальная цифровая ICON VARIO 2, укомплектованная еще термофеном, – 1200 EUR.

Недорогой альтернативой являются китайские: ATTEN, QUICK, AOYUE, LUKEY. В РФ наиболее популярны QUICK и LUKEY. В значительно меньшем ценовом диапазоне можно приобрести аппарат приличного качества и с большими возможностями. Индукционная паяльная станция QUICK202D ESD с цифровым управлением продается по цене 120 EUR, столько же стоит и термовоздушная QUICK990 ESD.

Паяльные системы LUKEY вызывают больше всего нареканий по качеству, но низкая стоимость привлекает покупателей и делает устройства лидерами по востребованности. Комплектация популярной модели LUKEY 852 D+ включает фен и паяльник с керамическим элементом по цене 80 EUR. Для ремонта портативных устройств предназначена двухканальная LUKEY 868.

Паяльная станция LUKEY 868

Широкий выбор паяльного оборудования позволит определиться с покупкой станции. Для новичков лучше приобретать недорогие модели, профессионалам с высокими требованиями подойдут качественные аппараты.

На что обращать внимание при подборе и покупке

Качество пайки находится в прямой и жёсткой зависимости от параметров паяльного оборудования и его конструктивных особенностей, и всё это крайне важно учесть при покупке.

Мощность

Прежде всего, нужно обратить внимание количество функций и режимы, в которых работает станция, а также на номинальную потребляемую и продуцируемую мощность.

Для ремонтирования печатных плат и монтажа элементов, имеющих чувствительность к статическому электричеству, применяются паяльники с мощностью от 24 до 40 Ватт.

Для работы с шинами питания и проводниками нужны паяльники от 40 до 80 Ватт. Паяльные инструменты на 100 Ватт и больше, как правило, используют для крупногабаритных конструкций из цветмета, которые в принципе обладают значительной теплопроводностью.

Комплектация

Не меньшую роль здесь играет и комплектация, в частности, следует обратить внимание на количество жал в заводском комплекте. Жала могут отличаться друг от друга формой и площадью края.

Эти их характеристики заметно отражаются на конечном итоге пайки. Чем большей площадью обладает окончание жала, тем лучше осуществляется теплообмен.

Наличие или отсутствие индикации температуры жала на экране также является важным параметром. При прочих равных условиях лучше выбрать модель, в которой такая индикация присутствует.

Даже вес и габариты паяльной станции имеют большое значение. Ведь иногда при ремонте держать в руках инструмент приходится несколько часов.

Также, подбирая себе паяльное устройство, стоит поинтересоваться, существует ли возможность замены запчастей при их поломке и как легко найти и купить эти запчасти.

Выбор флюса

Необходимо добавить, что в дальнейшем, для работы, обладателю паяльной установки придётся постоянно приобретать и расходные материалы, такие как флюс. И здесь тоже важно сделать грамотный выбор.

Функциональное назначение флюса – предотвращать окисление спаиваемых поверхностей.

Марок флюса в магазинах очень много, но в их основе практически всегда одни и те же ингредиенты. Это может быть сосновая или еловая канифоль, спиртовой раствор канифоли, специальная паяльная кислота (она считается самой мощной и активной).

Особенности выбора паяльной станции

При выборе подходящей системы надо руководствоваться следующими критериями:

1. Мощность. Зависит от направленности работ. Для пайки плат ПК требуется один уровень мощности, а для работы с мобильными устройствами – другой;
2. Вид нагревательного элемента;
3. Время нагрева;
4. Границы температурного регулирования;
5. Форма исполнения, габариты, вес.

Моменты, которые необходимо учитывать:

1. Многие мировые производители перешли на бессвинцовую пайку. Следовательно, понадобятся устройства большей мощности, обеспечивающие температуру выше 220°С;
2. Следует обратить внимание на сменные насадки и жала. Некоторые станции уже ими укомплектованы. Отдельно можно купить запасные, обращая внимание на материал жала, который должен обладать высокой теплопроводностью. Формы наконечника зависят от специфики пайки.

Виды жал для паяльника

Важно! Не стоит приобретать устройство с паяльником, жало которого не подлежит замене.