Импульсный паяльник: простая схема самодельного прибора с быстрым нагревом

На батарейках, на аккумуляторах 18650 и других АКБ

Аккумуляторный паяльник на 3.6–9 В — это тот же минипаяльник по классической схеме: нихромовая нить на покрытом стекловолокном кожухе (или без него), в который вставлено жало. Отличие в том, что выводы питания подсоединяются к батарейкам или к базе с ними (повербанк, короб с секциями из любого прибора, питающегося от батареек).

Микропаяльник на батарее создают из таких элементов:

провод, сечение 2 мм;
сегмент антенны;
нихромовая нить (∅ 0.2 мм), длина 10 см;
кембрик (армированное стекловолокно);
аккумуляторные батареи 3.7 Вольта можно использовать несколько по 1.2; 1.5 В. Отсек для них;
деревяшка для ручки;
обычный бытовой переключатель (как в настольных лампах);
провод ∅ 0.3–0.6 мм (можно вытянуть из многожильного кабеля).

Этапы сборки

Алгоритм действий по порядку:

Снимаем с провода (∅ 2 мм) изоляцию.
Подбираем сегмент антенны, в который будет плотно входить жало.
Затачиваем жало, длина около 2 см.
Отрезаем 4 см от сегмента антенны.
Наматываем 10 см нить накаливания (ее сечение около 1.2–1.8 мм), с двух сторон оставляем по 1 см.
Тонкую медную жилу складываем вдвое, в петлю на конце продеваем нихромовую нить, скручиваем. Пока откладываем конструкцию.
Кембрик помещаем внутрь трубки из антенны.
Нихромовая катушка с проволокой продевается в кембрик, снаружи оставляют 1 см, из которого делают 1–3 витка — это термоэлемент.
Помещают жало в трубку, с другого конца — до упора термочасть.
Ручка: от деревяшки отпиливаем 2–3 см, в центре сверлим отверстие под нагревательный узел, от него создаем паз (надфилем, ножом, этим же сверлом).
Нагревательную часть вставляем, хвост загибаем в паз.
Просверливаем еще отверстие, меньшее и чуть дальше от центра.
Из тонкого медного провода скручиваем петлю на трубке, заворачиваем конец — это второй контакт. Вставляем сборку в деревяшку.
Загнутый проводник фиксируется силиконовым клеем, им же прикрепляется короб для батарей. Полярность может быть любая.
К батарейному отсеку на торце там, где контакты, приделываем выключатель, фиксируем термоклеем.
Соединяем части последовательно: нагревательный сегмент, переключатель, к аккумулятору (отсеку с ним).

Температурные регуляторы для паяльника

Первый вариант — регулятор температуры своими руками «с нуля» из тиристора, диода (1 А, 400–600 В), конденсатор (50–100 В) на 4.7 мкФ, резистора (30 кОм), резистора регулировочного (47 кОм).

Базой терморегулятора выступает переменный резистор, тиристор изолируют термоусадкой. Готовый узел размещают в корпусе БП, например, от телефонной зарядки.

Второй вариант: приспособить уже готовый прибор — диммер для настройки температуры паяльника, так называется устройство для регулировки света ламп накаливания. Так как последние применять стали реже, то и много таких приборов не используется.

Подключение диммера, чтобы создать паяльник с регулировкой температуры предельно простое — последовательно к жилам его кабеля питания в любом порядке. Процесс не сложнее подсоединения проводов к розетке, он почти аналогичен. В роли корпуса удобно использовать переноску на две розетки, которые можно вынуть.

Одну секцию оставляют, в другую вставляют диммер (теперь это регулятор для паяльника), вилку кабель паяльника помещают в такую модифицированную переноску, ручкой прибора регулируют напряжение, соответственно, и нагрев.

Мини-паяльник своими руками

Рисунок 3. Импульсный паяльник предназначен для выполнения несложных работ по сборке электронных микросхем.

Чтобы сделать самому миниатюрный паяльник для работы с микросхемами, необходимо приготовить следующие инструменты и материалы:

источник питания напряжением 12 В или трансформатор;
источник тепла (газовая или электрическая печь);
нихромовая проволока толщиной 0,2 мм и длиной 30-35 см;
медная проволока с сечением 1,5 мм и длиной 3,5-4,5 см;
металлическая трубка;
пластмассовая рукоятка;
электрический шнур с вилкой;
медная фольга;
силикатный клей;
тальк.

Схема мини-паяльника с нихромовым нагревательным элементом показана на рис. 2. Первым делом из медной проволоки изготавливается жало. Для этого один ее конец с помощью напильника затачивается под удобную форму (двусторонний угол или конус). Обработанные участки следует залудить.

Затем из силикатного клея и талька замешивается изолирующий раствор. Далее жало будущего паяльника необходимо обернуть медной фольгой. При этом рабочая часть изделия (около 1,0-1,5 см) должна быть открытой. Поверх фольги укладывается тонкий слой приготовленной электроизоляционной смеси и высушивается при температуре 120-140°C.

Рисунок 4. Электрическая схема самодельного импульсного паяльника.

На следующем этапе производится наматывание нихромовой проволоки. Витки должны быть плотными, длина прямого конца должна составлять около 3 см, а заворотного – 6 см. Затем изделие еще раз покрывается приготовленным раствором и высушивается при той же температуре.

Длинный конец проволоки укладывается на металлическую трубку так, чтобы между ним и меньшим концом было максимальное расстояние. После этого осуществляется последняя обработка изолирующим раствором и его запекание. Нагревательный элемент с жалом готов.

На последнем этапе сквозь рукоятку протягивается питающий шнур, к которому подсоединяются торчащие концы нихромовой проволоки. Оголенные места следует заизолировать оставшейся смесью. Для защиты рук от ожогов на нагревательный элемент можно надеть специальный кожух из термоизоляционного материала. Подключать такой самодельный паяльник нужно через понижающий трансформатор или источник питания, выдающий 12 В.

Из старого советского резистора

Паяльник из резистора рассчитан на 6–25 В. Наличие диапазона, это плюс: можно использовать разные БП или создать автономный вариант с аккумулятором.

Что понадобится:

советский проволочный резистор ПЭВ (можно достать в мастерских, на радиорынках, свалках, разборках). Подойдет вариант с керамической изоляцией на 20 Ом и 7 Вт. Возможны и другие параметры. Для расчета резистора (его главный параметр — сопротивление, Ом) есть уравнение U²/P — планируемое напряжение делят на желаемую мощность паяльника;
текстолит, фанера для держателя;
два стержня из меди: по полости резистора и тоньше для жала. Их легко можно довести до нужного диаметра напильником;
колечко (откусить от пружинки), или разрезная шайба (гровер) — это фиксатор;
обычная шайба и винтик к ней.

Процесс сборки

Порядок действий:

В торце стержня тонким метчиком делают резьбу (по горизонтали) под винтик.
На одном конце вырезаем (надфилем и прочее) канавку под фиксатор. На втором — сверлят полость под жало, там же для фиксации жала в медном кожухе желательно сделать отверстие с резьбой (на изображениях не показано) под винтик (по вертикали), которым оно будет зажиматься.
Элементы собирают.
Все вставляют в резистор. С его заднего торца такой нагревательный узел фиксируют болтом с шайбой.
Из текстолита вырезают рукоять: две пластины с отверстиями под скрепляющие их болтики. Предварительно планируют внутри канавки или место для размещения проводков.
Припаивают жилы блока питания к выводам резистора.
Собирают ручку. Кабель внутри будет зажат между пластинами, поэтому фиксация надежная.

Сборку облегчит, если на роль кожуха взять не сплошной пруток меди, который нужно высверливать, а трубку, куда проще вставить жало. Медь — мягкий металл, поэтому в описанной детали, если нет метчика, резьбу возможно сделать самим болтиком.

Разновидности бытовых паяльников

Паяльник – это электрический инструмент, который предназначен для соединения между собой металлических элементов с помощью припоя. В качестве припоя используются металлические сплавы на основе меди, олова, свинца и т.п.

Самый простой паяльник состоит из следующих элементов (рис. 1):

Рисунок 2. Схема мини-паяльника с нихромовым нагревательным элементом.

жало;
стержень;
нагреватель;
корпус;
ручка;
электрошнур с вилкой.

Стержень и жало изготавливаются из красной меди. Это обусловлено тем, что данный материал имеет высокую теплопроводность, благодаря чему тепло от нагревательного элемента (нихромной спиралевидной нити) беспрепятственно передается припою, в результате и осуществляется пайка металла.

Кроме инструмента со спиралевидным нагревательным элементом (ЭПСН), также существуют и другие виды паяльников, среди которых наиболее популярными являются:

Индукционный. Принцип его функционирования основан на индукторном элементе. Вокруг ферромагнитного сердечника с помощью катушки индуктивности образуется магнитное поле, которое приводит к нагреву наконечника.
Керамический. В этом инструменте рабочим элементом выступает керамический стержень, который нагревается при подведении к нему электрического тока. Изделия из керамики характеризуются высокой эффективностью, быстрым разогревом жала, возможностью регулировки выходной температуры и долговечностью.
Импульсный. Такой паяльник внешне напоминает пистолет, который включается в работу посредством удержания в нажатом положении пусковой кнопки. К основному преимуществу импульсного инструмента следует отнести практически мгновенный разогрев жала (в течение 4-6 с).
Аккумуляторный. В качестве источника питания применяется аккумулятор. Мощность подобного изделия составляет около 16 Вт, поэтому им можно паять только несложные электронные элементы.

Для начала рассмотрим устройство паяльника, работающего по импульсному принципу

Рабочее жало представляет собой кусочек медной проволоки диаметром 1-3 мм (в зависимости от деталей, которые надо паять). Разогрев рабочего наконечника производится за счет пропускания через него тока большой величины при минимальном рабочем напряжении.

Принцип короткого замыкания, или точечной сварки. Еще один элемент конструкции – преобразователь сетевого напряжения 50 Гц в высокочастотное, с частотой в десятки килогерц. Вторичная обмотка соединена с токосъемниками рабочего жала.

Прибор довольно экономичен. Главным образом по причине кратковременного использования. Главное отличие от обычного паяльника – его не нужно постоянно держать включенным, для поддержания рабочей температуры. Нагрев жала происходит в течение нескольких секунд.
Поэтому большую часть времени прибор не расходует электроэнергию.

Простой импульсный паяльник на базе электронного трансформатора

Данная идея родилась, после того, как один хороший друг сделал аналогичный паяльник, где был использован ЭТ (электронный трансформатор) для питания галогенных ламп на 12 Вольт. По сути, я ничего нового не придумал, а только собрал аналогичный паяльник с применением более компактного и маломощного электронного трансформатора на 50 ватт. В отличии от ЭТ высокой мощности, трансформатор выполнен на Ш-образном сердечнике, намотать нужную обмотку очень неудобно, поэтому для начала нужно выпаять и разобрать трансформатор.

Обмотка на 12 Вольт состоит из 8-10 витков провода 0,8-1мм, нам нужно отмотать эту обмотку и мотать новую.

Силовая обмотка состоит всего из одного витка, намотка делается шиной с сечением 5-6 мм. В моем случае в качестве шины использовался экран от телевизионного кабеля.

После намотки обмотке нужно предать некую стойкость. Для этого с боковых сторон сердечника вставлены кусочки картона. Ранее у меня имелся немецкий паяльник в виде пистолета. Основа работы такого паяльника та же, что и у импульсного, только в нем применен сетевой трансформатор. Работать этим паяльником крайне неудобно из-за большого веса, а при долговременном включении трансформатор перегревается очень сильно (однажды даже перегорела сетевая обмотка, пришлось мотать самому).

В нашей же схеме нет таких недостатков, даже без теплоотводов тепловыделение на ключах незначительное. Концы шины попросту запаяны к держателю жала, тепловыделения тут практически нет, значит припой будет держаться.

Плату электронного трансформатора укрепил с помощью обычного силикона, никаких дополнительных примочек и приспособлений не использовал. Схема таких ЭТ стандартная — полумостовой инвертор, в отличии от схем производителя Taschibra, этот блок достаточно стабилен, тут нет отдельного трансформатора ОС, а базовые обмотки ключей намотаны на основном трансформаторе. Схему смотрим ниже.

В ходе работы обмотка не греется, но при долговременном включение теплота передается от жала к обмотке.

Паяльник получился достаточно легким, жало греется всего за 5-6 секунд.Его можно использовать для монтажных работ, но для более масштабных дел (лужение плат и т.п.) такой паяльник не самый лучший вариант.

Скачать список элементов (PDF)

Устройство и принцип работы

Индукционная паяльная станция состоит из следующих элементов:

Электронный блок с понижающим трансформатором и генератором;
Паяльник с нагревателем-индуктором, соединенный с блоком при помощи длинного гибкого кабеля и специального разъема.

Рабочим органом такого оборудования является паяльник с установленным внутри него индуктором – катушкой из медной проволоки, намотанной вокруг гнезда, в которое вставляется хвостовик сменной насадки с ферромагнитным напылением.

Устройство нагревательного элемента индукционной станции для пайки

Процесс нагрева жала индуктором происходит следующим образом:

Генератор подает по питающему кабелю на катушку индуктора высокочастотный ток с напряжением 36 Вольт;
Ток, проходящий через витки индуктора, порождает переменное магнитное поле, силовые линии которого пересекают находящийся внутри индуктора хвостовик жала с ферромагнитным напылением на поверхности;
Магнитное поле при взаимодействии с ферромагнитным напылением на хвостовике жала приводит к его перемагничиванию и образованию вихревых токов. Данный процесс сопровождается выделением большого количества тепла и очень быстрым нагревом хвостовика, следом и всего жала до высокой температуры.

Регулировка тока (его частоты, следовательно, и температуры жала) производится при помощи регулировочных энкодеров на электронном блоке.

Импульсный паяльник и его изготовление своими руками

Схема, по которой он устроен, гораздо сложнее обычного. Чтобы изготовить такой паяльник своими руками, нужен трансформатор электронного типа.
К нему подключается несколько галогеновых ламп, которые имеют выходное напряжение 12 вольт. Затем этому трансформатору нужна доработка. Ее суть в том, что требуется удаление вторичной обмотки и дополнительная намотка в виде 1-2 витков провода из меди толщиной в 1 миллиметр. Готовую, уже измененную обмотку помещают под корпус, который с виду похож на пистолет с курком. С помощью этого курка будет включаться устройство для пайки. Еще одно изменение – на место, где находится ствол полученного пистолета, помещается стойка диэлектрического типа, с прикрепленной к ней скобе из меди, которая получила название «жало». Такая скоба похожа на медицинский пинцет, с напряжением, которое подводится к его краям через выключатель с кнопкой. Чтобы модифицировать полученный инструмент, к нему подключается лампочка светодиодного типа.

С помощью светильного прибора будет гораздо легче паять. Во время использования такого инструмента нужно быть внимательным к одной вещи. Не стоит держать слишком долго в положении “включено” жало, в котором идет нагрев. Это поможет избежать поломки его электросхемы.

Составляющие импульсного паяльника:

трансформатор электронного типа;
галогеновые лампочки;
наконечник из меди;
светодиоды.

Выполнение измерений с применением индукционной паяльной станции

Контроль температуры пайки при помощи термопары и мультиметра

При пайке различных мелких радиодеталей, согласно требованиям различных нормативных документов, рекомендациям изготовителей электронных компонентов, технике безопасности, температура жала при его прикосновении к рабочей поверхности должна быть не выше 2700С. При работе с описываемым паяльным оборудованием данный показатель устанавливают при помощи регулировочных энкодеров на электронном блоке устройства. Проверяют правильность такой настройки, прикасаясь к жалу прибора кончиком термопары, подключенной к мультиметру.

Самостоятельное изготовление микросхемного паяльника

Единственное, необходимо присутствие специальных приспособлений для защиты, которые оберегают микросхемы от поломки. В таких паяльниках устройство, которое выступает в роли блока для питания, лучше всего применять следующее. Оно должно иметь регулируемое напряжение выхода, имеющее величину от 0 до 15 вольт. Элемент, который будет вызывать нагревание, может быть резистором МЛТ, имеющим номинал порядка 8 Ом и мощность 0,5 Ватт, иногда для этого используют ультразвук.

Чтобы сделать такой резистор, нужно удалить одну ногу и в месте, где она крепится, сделать отверстие (с помощью сверления), имеющее толщину 1,1 миллиметр. Чтобы сохранить безопасность, нужно куском слюды создать защиту его торца от прикосновения с внутренней полостью чаши резистора, когда вставляется жало. Таким образом получается паяльник для микросхем. Уже “модифицированный” паяльник лучше всего прикрепить на торце его корпуса любой поломанной ручкой, в которой закончился стержень. Это делается с помощью специального текстолита, имеющего две стороны, или монтажной планочкой. Благодаря этому напряжение на нагреватель резисторного типа выдает подачу от блока для питания. Инструмент готов.

Составляющие микросхемного аналога:

резистор (блок питания);
средства для защиты от поломки;
корпус из шариковой ручки;
светодиоды.

Таким образом, учитывая все вышеописанное, можно в домашних условиях изготовить паяльник своими руками, как и импульсный, так и для микросхем.

Все больше приспособлений для работы радиолюбитель изготавливают самостоятельно. Импульсный паяльник не стал исключением. Его можно изготовить своими руками.

Радиолюбители со стажем хорошо помнят отечественный импульсный паяльник мгновенного нагрева «Момент» с лампочкой у нагревательного элемента.

Эта технология не забыта и сегодня. В магазинах радиотоваров можно купить паяльный пистолет за разумные деньги. А что если бесплатно? Запросто! Собрать такое устройство можно из элементарных деталей, которые есть в мастерской любого домашнего самоделкина.

Выбор подходящей модели

Основными критериями выбора подобного оборудования для пайки являются следующие:

Мощность – наиболее удобны и практичны модели паяльных станций с регулируемой мощностью в диапазоне от 5 до 60 Вт;
Частота тока в индукторе – для радиолюбителей и полупрофессионалов достаточно устройства с частотой тока от 400 до 700 КГц. Профессионалы и мастера применяют модели, имеющие значения данной характеристики до 13,5 МГц;
Тип управления нагревом – большая часть современного оборудования данного типа выпускается с регулировкой температуры нагрева жала по технологии «Smart heat»;
Количество независимых каналов – для того чтобы иметь возможность подключать, помимо паяльника, термопинцет, устройство должно быть оснащено 2 независимыми каналами;
Размеры и вес – для удобной работы и переноски устройство должно иметь небольшие размеры и вес не более 1 кг;
Также при выборе учитывают возможность послегарантийного ремонта устройства, наличие дополнительных комплектующих, делающих процесс пайки более удобным.

Преимущества индукционных паяльников

Основными преимуществами подобного паяльного оборудования перед аналогами с керамическими нагревательными элементами являются:

Высокая скорость нагрева – жало прибора разогревается до рабочей температуры менее, чем за 30 секунд;
Надежность и долговечность – паяльное оборудование данного вида обладает высокой надежностью, при грамотном использовании имеет срок службы более 10 лет;
Тонкость регулировки нагрева жала – наличие большого количества регулировок позволяет настраивать температуру нагрева жала с максимальной точностью, что особо важно при работе с дорогостоящими и чувствительными к воздействию высоких температур smd радиодеталями;
Безопасность – в отличие от аналогов, такие устройства менее подвержены поломкам и пробоям питающего кабеля на корпус устройства;
Удобство – паяльники таких приборов имеют удобную форму и небольшие размеры, благодаря чему хорошо подходят для пайки мелких деталей в труднодоступных местах.

Также такие устройства для пайки имеют очень высокий КПД, так как в качестве нагревательного элемента выступает ферромагнитный слой жала, паяльник практически не теряет тепла и полностью использует его для различных паечных работ.

Как самостоятельно изготовить паяльник «Момент» из лампы-экономки

Необходимо найти составные части б/у, от старых домашних электроприборов:

Преобразователь (балласт) от лампы дневного света. Достаточно мощности 40 Вт;
Рабочий трансформатор;
Медная проволока 2-3 мм диаметром;

Корпус, точнее технология изготовления не принципиальна.
Схема устройства:

Фактически все, что мы видим на принципиальной схеме левее трансформатора Tr1 – входит в состав балласта от энергосберегающей лампы. Устройство комплектное, переделывать его или менять компоненты не требуется.

Характеристики преобразователя вполне подходят для импульсного паяльника средней мощности. Безопасность конструкции усиливает штатный предохранитель и контроль перегрева не терморезисторе.
Схема получается компактной, ее можно разместить в любом корпусе.

Рабочий трансформатор изготавливается самостоятельно. Для этого подойдет ферритовое кольцо от сломанного электронного трансформатора. Размер должен быть достаточным для размещения обмоток. Первичку мотаем из провода 0,5 мм. Количество витков 100-120.

Вторичная (силовая) обмотка делается из проволоки сечением 3-3,5 квадрата. Делаем один виток. Непосредственно к ней крепится жало паяльника из медной или нихромовой проволоки 1,5 – 2 мм.

ВАЖНО! Толщина вторичной обмотки должна быть больше, чем толщина жала.

Импульсный паяльник из энергосберегающей лампы готов. Остается придумать для него удобный корпус, установить выключатель, и можно оперативно заниматься ремонтом электроприборов.

Индукционные

Не надо путать индукционный паяльник с импульсным — во многих источниках допущена эта ошибка, так некорректно называют, например, самоделки из резисторов, на основе трансформаторов.

У индукционного нагрева принцип иной — ток поступает на катушку с витками проволоки, возникают электромагнитные поля, вихревые потоки (токи Фуко). Происходит трансформация электромагнитного поля в тепло. Это явление используется в особой разновидности водонагревателей (ВИНы), в микроволновках, а также в металлургии.

Недостаточно лишь намотать витки меди на кожух с жалом и включить в сеть питания — этот нюанс упускается во многих источниках. Подключать надо к инвертору — к устройству-модификатору переменного тока.

Самодельный инвертор собирается в корпус, который можно расположить отдельно (на кабеле питания) или одновременно использовать как ручку для паяльника. На всем известной китайской торговой площадке продаются такие комплекты или готовые сборки. Жало вставляется не в кожух, обмотанный нихромовой нитью, а внутрь витков, причем стеклоткань можно не применять.

Особенность:

бесконтактный нагрев, то есть витки катушки могут и не касаться жала, которое накаляется до красного за несколько секунд;
интенсивность нагрева чрезвычайно высокая: так плавят металлы даже в бытовых условиях, поэтому надо подобрать толстую ручку.

Сборка

Принцип элементарный: собирается стандартный корпус паяльника, только без стекловолоконной ткани, нихромовой нити. Голое жало или кожух с ним помещается внутрь индукционной катушки. Пользователь уже смотрит сам, как разместить последний элемент компактно на ручке: это возможно, так как медь пластичная, а балласт небольшой.

Можно было бы взять инвертор от сварочного аппарата, но он слишком сильный. Если же такое маломощное устройство есть или создано самостоятельно, то процесс предельно прост:

Собирается нагревательная часть: ручка+кожух (можно и без него)+жало. Стекловолоконной ткани, нихромовой проволоки не потребуется.
Витки медной проволоки (индукционная катушка) наматываются на описанную выше часть.

Индукционный нагрев чрезвычайно интенсивный, простой самодельный прибор может раскалить за несколько секунд металлический стержень не только дол красного, но и до белого цвета, причем без непосредственного контакта последнего с витками. Создание самодельного инвертора — вопрос, по которому есть отдельные статьи.

Принцип управления нагревом

В индукционных паяльных станциях применяются 2 способа контроля температуры, до которой нагревается жало паяльника:

При помощи термодатчика, встроенного в жало, – размещенная в жале термопара подает сигналы в электронный блок, который на основе полученных данных и установленных регулировок осуществляет нагрев жала прибора до определённой температуры;
При помощи сменных наконечников (картриджей) – в комплекте с большинством современных моделей подобных приборов для пайки идет несколько сменных насадок, имеющих ферромагнитное покрытие, утрачивающее свои магнитные свойства при определенной температуре.

На заметку. Технология использования сменных насадок картриджей с ферромагнитным напылением, обеспечивающим нагрев жала до определенной температуры, является разработкой компании «Metcal» и носит название «Умный нагрев», или «Smart heat».

Сменные насадки (картриджи) с ферромагнитным напылением

Первый способ встречается в недорогих полупрофессиональных моделях. Основные его преимущества – относительная дешевизна и простота регулировки. Второе техническое решение применяют в более дорогостоящих, качественных и надежных моделях профессиональных станций для паечных работ.