"Прикуяльник" или прикуриватель в роли паяльника

Автор: Alex62
Опубликовано 21.08.2012
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2012!"

С днем рождения, котище. Расти, крепчай, и дорастай до Матёрого Котяры.

Вспомню я пехоту и родную роту
и тебя за то что ты дал мне прикурить
Давай закурим товарищ по одной
давай закурим товарищ мой
(К.Шульженко)

То, что СМД компоненты стремительно наступают, никого уже убеждать не приходиться. Да и не просто наступают, а на горло. Я то для себя давно уже решил, что пора стремительно переходить на поверхностный монтаж. Это и красиво, и компактно, да и дешевле теперь уже. Микросхемы в ДИП корпусах дороже чем в планарных. А многие современные чипы так и вовсе не выпускаются в ДИП исполнении. А ведь они весьма функциональны, и на требуют много "обвязки". Сказано - сделано. Начитался в интернете статей и начал обзаводиться инструментом. Тонкие припои, жидкие флюсы, тоненькие пинцетики, линзы, держалки, ну и т.д. И конечно же паяльная станция. Не есть дешевая агрегатина. Решил сначало попаять обычным маленьким паяльником, только регулятор сделал простой. При определенной сноровке и прямых руках пайка получается весьма даже неплохо. Это запаивать получается неплохо, а вот выпаивать совсем даже наоборот. Начинается шаманство. Нитки, насадки, утюги, духовки, промышленные фены..... Способов немало. Как говорится: голь на выдумки хитра. Сначало с этими неудобствами миришься, чертыхаясь, потом раздражаешься, потом материшься и звереешь (когда поотламываешь выводы так нужной тебе сейчас деталюшки). Помаялся, собрал немного денюжков, и прикупил паяльник и фен от китайской паяльной станции, а сам блок управления собрал по схеме замечательного парня из Пскова. Паяю, распаиваю, получаю удовольствие от процесса. А тут как то знакомый радиолюбитель "фокус" показал: взял прикуриватель, открутил нагревательный элемент, прикрутил к нему провода, подключил к аккумулятору автомобильному, разобрал флешку, промазал ее канифолью жидкой, прогрел её этим прикуривателем и снял немаленький многоножковый чип. А в том что он его не перегрел и не спалил я уверен абсолютно. Канифоль после этого процесса осталась на платке чистая и прозрачная, только немного потемнела. А кипеть она начинает где то около 250 градусов. Так что по ее состоянию можно судить о степени "вандализма" по отношению в выпаиваемым деталям. Зацепил меня этот "фокус". Это то, что называется - дёшево и сердито. Вот и решил немного поэкспериментировать с прикуривателем. Взял схему простейшего ШИМ регулятора, мощный полевик, и соорудил простое дешевое устройство с регулируемой температурой на выходе. Получился такой себе гибрид прикуривателя-паяльника. <<ПРИКУЯЛЬНИК>> блин. Результаты меня весьма порадовали. На мой взгляд, работать с ним много приятнее чем с феном. Попробуйте и вы. Прикуриватель найти несложно, горстка недорогих деталей, немного удовольствия от процесса изготовления, и вы убедитесь как все просто и удобно. Вот небольшой ролик, как я выпаиваю и впаиваю деталюхи.                     

СХЕМА: А схем я перепробовал несколько. Начал с платы ШИМ на микроконтроллере. Сразу с замутом на будущее. Планировал сделать дистанционный контроль с использованием ИК термометра и обратную связь с поддержанием температуры в рабочей зоне. Но это все в будущем. Также сделал распространенную в интернете схему ШИМ регулятора на NE555 (или же отечественная 1006ВИ1). Но удачнее всех получилась схема ШИМ регулятора на UC3843. Вот она;

Почему удачнее? Диапазон регулировки коэффициента заполнения ШИМ от 0% до 100%. Кратко принцип работы: формируемое в микросхеме пилообразное напряжение, частота которого задается R1C1 через повторитель Q1 и делитель R3 поступает на внутренний компаратор, где сравнивается с постоянным напряжением, задаваемым делителем R5 R6 R7. В результате формируется ШИМ сигнал с постоянной частотой и заполнением, зависящем от угла поворота R6. Поскольку микросхема предназначена для работы в блоках питания с мощными полевыми транзисторами, дополнительных схем согласования (т.н. драйверов) не требуется. Ток через полевой транзистор в открытом состоянии около 8А. Сопротивление открытого канала 18mOm. Следовательно, в статическом режиме рассеиваемая на транзисторе мощность равна 150mW. Мизер. Но поскольку схема все таки работает в динамике, рассеивается слегка поболее. Транзистор без радиатора ощутимо теплый на ощупь.
 Этот вариант схемы требует немного регулировки.  Подстроечный резистор R3 выставляем в такое положение, чтобы резистором R6 обеспечить весь диапазон регулирования ШИМ. Эту процедуру я выполнял с использованием осциллографа. У кого нет осциллографа, попробуйте подстроечный резистор заменить постоянными резисторами, как это показано на схеме в прямоугольнике. Отверстия для этого случая в плате предусмотрены. При использовании элементов с указанными на схеме номиналами это должно обеспечить нормальную работу. Ну и еще про "номиналы".  При использовании элементов с указанными на схеме номиналами частота ШИМ находится в слышимом диапазоне. Что то около 3кГц.  Из за этого схема при определенных режимах "звучит". Уменьшив емкость С1 можно вывести частоту за пределы слышимости, но при этом нагрев силового полевика увеличивается. Не до критических величин, но все же радиаторчик потребуется. Или же наоборот, увеличить емкость, и заставить работать на частотах ниже 20 Гц. Надо попробовать.

А это второй вариант схемы на таймере 1006ВИ1. Или же по импортному NE555.

Вторую схему менее удачной я назвал потому, что диапазон регулировки заполнения ШИМ от 10% до ~95%, и от положения движка R1 зависит не только скважность, но и немного частота.Хотя нам, впрочем, это совершенно "по барабану", на итогах работы это не отражается. Но собирается она на недорогих распространенных деталях, и не требует регулировок и настроек. начинает работать сразу, и так как предсказано. Работа подобной схемы описана в интернете многократно. Но если вкратце, то: пила формируется на конденсаторе С1 зарядной и разрядной цепями. Зарядная цепь R2,D1, левое плечо R1, разрядная цепь правое плечо R1,D2, вход Discharge. Таймер следит за напряжением на конденсаторе С1, которое снимает с вывода THRESH (THRESHOLD — порог). Когда оно превысит порог 2/3 VCC внутренний триггер переключается на разряд, и конденсатор разряжается. А когда напряжение на нем упадет ниже 1/3 VCC разряд прекратится и начнется заряд конденсатора С1. Поворачивая R1 мы меняем время заряда и разряда, а следовательно меняем коэффициент заполнения ШИМ. Схема неоднократно расписана в интернете, и поэтому я не заострял на ней особо внимания. Транзисторы Т1 и Т2 это своеобразный <драйвер полевика>. Они обеспечивают малое время переключения полевого транзистора и следовательно, его невысокий нагрев.

Теперь о том, как изготовить саму "излучающую" головку.

Сам процесс выпаивания занимает от 2 до 6 минут. Это если работаем с обычной двухсторонней платой. С многослойными работать не пробовал, небыло надобности. Думаю время несколько увеличится. Попробуете сами. Сразу я просто прикрутил нагревательный элемент прикуривателя винтом к стеклотекстолиту, думал что выдержит. Но не тут то было. После непродолжительного времени все завоняло, почернело, и начала выделяться черная жижа, наверно смолы из стеклотекстолита. Так что вывод из этого следующий: нужен "термобарьер". В качестве оного я успешно использовал свитую в пружину мягкую стальную проволку, диаметром примерно 1-1,5 мм. Валялась такая дома. Я думаю что вариации с "термобарьером" могут быть разнообразными. У кого на что хватит фантазии. Единственно, не рекомендую использовать медную проволку. У неё большая теплопроводность, и окисляется быстро. Конструкции прикуривателей весьма разнообразны, поэтому способ присоединения их к устройству надо придумать самому, исходя из имеющихся у вас материалов. Это либо болт с гайкой, либо хомутик, либо другой обжим. Для сварки все слишком мелкое, для пайки - слишком горячее.

Сопротивление спирали прикуривателя около 1,8ом. И если кто то применит смекалку, керамику(а может даже и просто обожженную глину), термоклей и нихром с таким сопротивлением, то сможет изготовить иной излучатель, который будет более соответствовать его задачам. Обычный же прикуриватель успешно справляется с мелочевкой и небольшими планарными корпусами. Для нужд "среднего" радиолюбителя более чем достаточно. Я без труда выпаивал и запаивал ATmega 16AU в корпусе TQFP44. Думаю и TQFP64 тоже потянет. Ток, протекающий через прикуриватель, 8А. Это накладывает определенные требования на питающее устройство и провода. Если использовать трансформатор, то его мощность должна быть не менее 100W и вторичная обмотка должна обеспечивать ток 8А. Устройство питается постоянным напряжением. Следовательно для трансформаторного питания необходимо использовать выпрямитель, состоящий из диодного моста и конденсатора, емкостью 5 000 - 10 000 мкФ. При работе диодный мост КВРС3510 ощутимо нагревается, даже с прикрепленным алюминиевым радиатором. При подключении соблюдайте полярность. Если объемы работ небольшие и требуются нечасто, можно применить в качестве питателя автомобильный аккумулятор. Также собираюсь поэкспериментировать с электронным трансформатором для питания галогеновых светильников. Но там также требуется мостовой выпрямитель на диодах Шоттки и конденсаторе. Еще раз напоминаю о полярности. Защит никаких нет, и при ошибках микросхемы быстренько испускают "волшебный дым" и навсегда замолкают.

Сам процесс выпайки-запайки прост: мажем флюсом, греем, снимаем (ну или ставим). На видеоролике все замечательно видно. А по поводу нюансов в процессе скажу следующее: не жалейте канифоли. Это и ускоряет, и облегчает процесс. Канифоль начинает кипеть при 250 градусах. Старайтесь не допускать её обильного кипения и "дымления". Температуру платы я вначале контролировал с помощью термопары и тестера, но не скажу что это удобно и эффективно. Просто наблюдайте за выпаиваемой деталью. Вы непременно увидите когда припой начнет плавиться. "Нежные" микросхемы при выпаивании или запаивании накрывайте небольшим кусочком стеклотекстолита размером с корпус. Есть мнение, что участок видимого спектра инфракрасного излучения активно поглощается черным корпусом микросхемы, и сильнее её прогревает. При необходимости закрывайте алюминиевой фольгой ту часть платы, которую нежелательно нагревать. Устройство весьма компактно. И достаточно удобно им пользоваться, держа в руке, и направляя в нужную точку излучение. Или же закрепив на какой нибудь подставке. На фото выше пример того, как я использую устройство. Не оставляйте надолго устройство в режиме полной мощности.

Файлы:
Печатные платы обеих вариантов

Все вопросы в Форум.