Импульсный паяльник из энергосберегающей лампы своими руками

Обойтись в электротехнике и электронике без паяльника невозможно. В магазинах таких приборов продаётся немало. Можно купить инструмент, ориентируясь на его мощность или тип нагревательного элемента. Однако сильный нагрев и большая площадь жала требуется не всегда, особенно в работе с небольшими деталями и платами, поэтому возникает необходимость приобрести или изготовить импульсный паяльник своими руками.

Виды паяльников

Нагревающийся инструмент, соединяющий специальным припоем из сплавов на основе свинца, олова или меди металлические детали, называется паяльником. Детали, составляющие устройство паяльника, просты и немногочисленны:

• Электрический питающий провод с вилкой.
• Рукоятка.
• Корпусная оболочка, защищающая внутреннюю часть инструмента.
• Нагревательный элемент.
• Стержень.
• Наконечник, или жало.

Для достижения максимального соединения для изготовления жала и стержня используется медь.

Одним из самых распространённых инструментов стал паяльник с нагревателем из нихромовой спирали. У некоторых моделей имеется датчик в виде термопары, отключающий инструмент при достижении рабочей температуры.

Более современными являются устройства с нагревателем в форме стержней из керамики. Они быстрее нагреваются, имеют большие возможности по настройке необходимых параметров и долгий срок эксплуатации.

Прибор с наконечником, имеющим ферромагнитное покрытие, нагревается наведёнными токами магнитного поля. Это устройство называется индукционным паяльником. Пламя от горения газа через специальную насадку нагревает жало в газовом паяльнике. Это приспособление автономно, и заправка возможна от обычного газового баллончика.

Паяльники небольшой мощности с питанием от аккумулятора также являются мобильными и применяются для ремонта небольших деталей. Ультразвуковые инструменты используются для безфлюсовой пайки на основе припоев, не содержащих свинца.

Устройство с импульсным нагревом

Для того чтобы собрать схему электронного устройства, потребуется пайка. Но компоненты, составляющие содержимое таких приборов, очень малы, и применение простых нагревательных инструментов ограничено. Для этих целей подойдёт импульсный паяльник.

Медная проволока небольшого диаметра, из которой обычно изготовлено его жало, обладает хорошей теплопроводностью, а малая толщина позволяет добраться до самых небольших элементов. Низкое напряжение, которое используется для нагрева, не требует больших затрат на электроэнергию. К тому же она расходуется исключительно в момент проведения паяльной операции.

Основными компонентами такого прибора являются:

• Высокочастотный преобразователь, выдающий ток частоты от 18 до 40 килогерц.
• Понижающий автотрансформатор высокой частоты, на вторичной обмотке которого находятся токоприёмники для установки жала, которое закрепляется к ним винтами для плотного контакта.
• Управляющая схема с микропроцессором.

Новейшие устройства такого типа оснащаются различными датчиками и индикаторами, могут иметь точечную подсветку области пайки и рукоятку из жаростойкого нескользящего пластика, напоминающего пистолет. С такой ручкой действовать удобнее всего.

Небольшая масса и габариты обеспечивают работу с самыми мелкими компонентами микроплат сотовых телефонов и планшетных компьютеров. А если имеется устройство корректировки уровня нагрева, то такой прибор справится и с более крупными объектами, подойдёт и для обычных домашних операций пайки.

Но некоторые меры предосторожности соблюдать необходимо: есть электронные компоненты, негативно реагирующие на напряжение высокой частоты, которое подаётся на жало.

Самодельное оборудование

Мастеров по ремонту электроники очень много, поэтому спрос на импульсные паяльники довольно стабильный. Но всё же некоторые стараются изготовить такой паяльник из электронного трансформатора своими руками. Толкают их на это подобные причины:

• Дороговизна импортного высококачественного оборудования.
• Некачественная продукция китайского происхождения.

Простейший высокочастотный нагреватель

Для человека, немного знакомого с электротехникой, изготовить инструмент несложно. Для этого понадобятся:

• Трансформатор.
• Шинка и проволока из меди.
• Материал для изготовления ручки.

Для начала необходимо найти схему импульсного паяльника. Сделать это несложно с помощью интернета.

Первичная обмотка соединена с питающим элементом, а вторичная — с жалом и сигнальной лампой. Такая простота делает устройство надёжным и неприхотливым к качеству напряжения. Большинство недорогих изделий в своей основе имеют именно такую схему.

Для изготовления требуется наличие малогабаритного силового трансформатора. Его можно взять в блоке питания какой-либо ненужной или сломанной бытовой техники. Его схема будет подвергнута модернизации. Сначала необходимо осторожно вскрыть корпус трансформатора и подобраться к обмотке, которую нужно аккуратно размотать. Из смотанного провода навивается новая первичная обмотка в количестве 1300 оборотов. Это можно сделать вручную или на специальном намоточном станке.

Вторичная обмотка представляет собой один виток из медной шины, изолированной стеклотканью или термоусадочной трубкой. К ней будет винтами подсоединяться жало. Ручку можно сделать из любого диэлектрического материала. Это может быть дерево или текстолит. Возможно использование старой рукоятки от ненужного паяльника или другого устройства. Вариантов много.

Ещё один компонент — выключатель, который должен обеспечивать кратковременную подачу напряжения на вторичку. Поэтому нужно приспособление без жёсткой фиксации по принципу: пока нажато — работает. Постоянное присутствие на вторичной обмотке электрического тока ведёт к её разрушению. После того как все компоненты готовы, их нужно аккуратно собрать и закрепить. Такая конструкция позволяет периодически менять наконечник для коррекции толщины пайки.

Прибор из электронного трансформатора

Если поиски хорошего недорогого импульсного паяльника не увенчались успехом, эти средства можно потратить на приобретение пускового двенадцативольтового устройства для энергосберегающих или галогеновых ламп. В нём есть трансформатор, который предстоит немного усовершенствовать, предварительно демонтировав из корпуса. Имеющаяся вторичная обмотка для использования в качестве силовой слабовата, поэтому её нужно аккуратно снять и изготовить новую из медной проволоки сечением 1 квадратный миллиметр.

Модернизированная обмотка будет состоять из двух или трёх витков. А также необходима рукоятка, кнопка без удержания во включённом положении и лампочка для индикации. Всё это подбирается из имеющихся под рукой компонентов. Жало такого паяльника нагревается в один момент, однако временем постоянного накаливания злоупотреблять не следует.

Изготовление жала

В этом качестве используется медная проволока, подсоединённая к держателям на вторичной обмотке. Толщину подбирают экспериментальным методом, ориентируясь на скорость нагрева. Начинают подбор с провода сечением 1−2 квадрата. Здесь важно найти золотую середину: слишком толстое жало будет медленнее нагреваться, а тонкое — быстрее изнашиваться. Оптимальное время накаливания наконечника составляет от 4 до 8 секунд.

Увеличение диаметра жала ведёт к возрастанию потребляемой электропаяльником мощности и увеличению нагрева силовой обмотки. Поэтому подбор диаметра наконечника нужно проводить тщательно, с каждым новым размером проведя несколько паек. Неправильный выбор может привести к возгоранию всей конструкции.

Различия между аппаратами

Главное отличие импульсного паяльника от обычного состоит в методике, по которой происходит нагревание наконечника. Если в простом приборе жало находится в наибольшей степени изоляции от электрического тока, то в импульсном оно является непосредственным его проводником. Нагрев и остывание устройства, работающего в высокочастотном токовом режиме, происходит очень быстро в отличие от традиционного паяльника. Это свойство полезно для применения пайки в холодных помещениях или на улице, где простой паяльник не сможет расплавить припой до нужной температуры.

Минусом в использовании импульсного инструмента стало постоянное нахождение жала под напряжением, что небезопасно при работе с микроэлементами, боящимися статического электричества.

Приспособление Sting

Этот паяльник задумывался ещё в советские годы, и предшественниками его стали модели Момент и Искра. Он позволяет работать на 10 уровнях мощности как с мелкими деталями, так и с большими. Нагрев до температуры пайки моментальный — полторы-две секунды. Рабочий цикл длится около 3,5 секунд. Защита от скачков напряжения обеспечивается встроенным стабилизатором. Составляющие детали:

• Микропроцессорный контроллер.
• Понизительный высокочастотный трансформатор.
• Стабилизатор напряжения.

Жало закреплено к вторичке с помощью винтов. О выбранном порядке работы сообщит индикатор. Режим работы устройства — кратковременно-повторный. При взаимодействии с ним необходима осторожность: корпус в месте соединения жала подвержен нагреву. Касаться жала во время остывания запрещено.

Защита от перегрева функционирует таким образом: через 20 секунд после включения подача напряжения прекращается, для последующего начала нагрева надо убрать палец с кнопки и нажать ещё раз.

Профессиональная работа с микросхемами требует надёжного оснащения. Что выбрать, самодельное устройство или дорогой фирменный паяльник, каждый решает самостоятельно по мере необходимости и наличия финансов.

Некоторые модели импульсных паяльников может показаться рядовым пользователя слишком дорогим. Бюджетные варианты многие считают некачественными, поэтому иногда люди решаются сделать инструмент самостоятельно. Импульсный паяльник своими руками вполне возможно сделать, если иметь все необходимые инструменты и опыт в подобных делах. Не стоит рассчитывать, что по техническим характеристикам он будет соответствовать покупным моделям, а по удобству их превосходить, но благодаря относительно простому устройств, функциональную часть можно скопировать.

Принцип работы

Если кто-то планирует сделать электронный паяльник самостоятельно, то принцип его работы должен совпадать с оригинальным изделием. Точность соблюдения параметров тут не имеет большого значения. Главное, чтобы самодельный импульсный паяльник работал, как и покупной, а также выполнял те же функции.

В дежурном режиме основной принцип работы основывается на том, что генератор в микросхеме устройства может функционировать прерывисто. Микросхема подает импульсы на трансформатор. В то же время сам трансформатор подает напряжение на конденсатор и диодный мост. По этой схеме оно достигает жала паяльника, но напряжения еще не достаточно для начала разогрева до нужной температуры. Он находится только в подогретом состоянии в «ждущем режиме».

Схема импульсного паяльника должна содержать в себе специальный переключатель, который и создает особенность работы устройства. При нажатии кнопки, паяльник переходит в рабочий режим. Здесь срабатывает емкость из нескольких конденсаторов, которая суммируется. Благодаря этому генератор начинает работать на понижение частоты до того момента, когда трансформатор полностью не насытится. После этого мощность импульсом подается в жало, которое моментально разогревается.

Материалы и инструменты для изготовления паяльника своими руками

Даже для самостоятельного производства требуются базовые элементы, без которых никак не обойтись во время подготовки и непосредственного создания изделия. Простейший импульсный паяльник можно сделать при помощи следующих компонентов:

• Теплостойкий материал для создания рукояти инструмента;
• Медная проволока, которая будет выполнять функцию жала (один конец желательно заточить в нужную форму);
• Трансформатор, для создания нужного напряжения;
• Медная шина.

При создании импульсного паяльника своими руками, простая схема является не единственным вариантом. Помимо этого есть и другие варианты производства, основанные на использовании подручных средств.

Импульсный паяльник из лампы экономки

Многие специалисты уверяют, что создать импульсный паяльник из энергосберегающей лампы своими руками оказывается очень просто. Это утверждение основано на том, что лампа экономка является готовым блоком питания для импульсных инструментов. Чтобы сделать из всего этого рабочий инструмент, потребуется немного преобразить схему.

На схеме указаны детали, которые потребуется устранить из нее:

На примере показана энергосберегающая лампа мощностью в 25 Вт. После удаления выделенных красным частей, контакты нужно соединить перемычкой. После этого процесса на трансформатор доматывается обмотка. Если в конкретной модели лампы на трансформатор не удается добавить обмотку, то его можно заменить на другой или поставить дополнительный трансформатор.

На схеме цветом выделено место подключения первичной обмотки:

Далее ко всему этому подключается нагревательный элемент с жалом, после чего уже можно приступать к тестированию инструмента. Это один из самых простых способов, как самому сделать импульсный паяльник, чтобы он получился легким и компактным.

Импульсный паяльник из китайского трансформатора

Для опытных мастеров сделать импульсный паяльник из электронного трансформатора, который можно найти во многих китайских изделиях, также не составит труда.

В отличие от других устройств, здесь часто встречается Ш-образный сердечник. На него не всегда удобно наматывать обмотку, так что порой его нужно предварительно выпаять и разобрать. Для паяльника подойдет обмотка из одного витка, которая выполнена проводом сечение около 6 мм. Чтобы сделать шину, пригодится экран от телевизионного кабеля. При таком количестве витков обмотка должна получить дополнительную стойкость. Чтобы он оставалась на месте, по бокам сердечника можно сделать картонные вставки. В схеме нет теплоотводов и прочих лишних вещей, что делает устройство максимально легким и простым в использовании. Здесь хорошо проявляется тепловыделение, так как концы шины запаиваются к держателю.

Для укрепления платы электронного трансформатора подойдет обыкновенный силикон, без использования каких-либо дополнительных приспособлений. Схема данного устройства выглядит следующим образом:

В схеме применяется стандартный трансформатор, который обладает стабильной работой. Все базовые обмотки ключей намотаны на него. При работе обмотка не нагревается, но при длительном сроке эксплуатации жало может прогревать обмотку, так что стоит выбирать для нее материалы со слабой проводимостью тепла. В среднем, прогревание жала у самодельных моделей, сделанных по такому типу, происходит за 5 секунд.

Какой паяльник эффективнее?

Для пользователей первоочередным фактором важности должна быть эффективность работы. Становится понятно, что импульсный паяльник на 220В своими руками вполне возможно сделать. Он будет нормально работать и выполнять свои функции, а также обойдется в несколько раз дешевле покупного. У него могут отсутствовать определенные функции, которые есть у покупных вариантов. Естественно, что каждая схема создания инструментов своими руками наделяет его особыми свойствами, но практически все из них не дотягивают даже до бюджетных моделей.

Любой специалист может с уверенностью заявить, что покупные модели, особенно в профессиональном сегменте, намного эффективнее самодельных.

В них присутствует точность соблюдения параметров мощности, имеются регуляторы, удобный безопасный корпус и прочие особенности.»

Если сравнивать эффективность самодельных вариантов, то здесь уже будет играть роль не только выбранная схема, но и качество подобранных материалов. Оценить преимущества каждого варианта, без конкретных примеров, достаточно сложно.

Техника безопасности

Рассматривая варианты, как сделать импульсный паяльник своими руками, не стоит забывать о безопасности. Все работы по разбору старых устройств и сборке новых по схеме должны проводиться при отключенных от сети устройствах. Это первое элементарное правило. При работе с горячими материалами нужно соблюдать правила пожарной безопасности и убрать все легковоспламеняющиеся предметы. Все детали, с которыми соприкасается человек, должны быть заизолированы и выполненными из не проводящих ток термостойких материалов

Заключение

Несмотря на возможность создавать импульсные паяльники самостоятельно из подручных средств, намного проще и безопаснее обзавестись обыкновенной моделью, купленной в магазине. Самодельные паяльники имеют ограниченную сферу применения. Если для монтажных работ они вполне подойдут, то для более серьезных масштабных процедур потребуется использовать профессиональный инструмент.

Известно, что для пайки проводов, радиодеталей или различных металлических конструкций нужен кратковременный нагрев припоя для его расплавления, и разогрев спаиваемых поверхностей проводников до необходимой температуры.

При многократно повторяющейся пайке процесс подготовки деталей к монтажу занимает намного больше времени, чем кратковременное прикосновение разогретого жала к спаиваемым поверхностям.

Очевидно, что в таком случае обычный (заводской или самодельный) паяльник большую часть времени бесполезно простаивает, рассеивая потребляемую энергию. Чтобы сократить бесполезное потребление электроэнергии паяльных инструментов при их простое, был разработан импульсный паяльник,

Промышленный импульсный паяльник

кратковременно включаемый только в момент пайки. Название данный инструмент получил из-за потребления электроэнергии в виде кратковременных импульсов, периодом в несколько секунд, достаточных для разогрева жала и выполнения работы.

Принцип действия

Основное отличие импульсного паяльника заключается в способе нагрева его жала, которое являет собой согнутую дугой медную проволоку, (наподобие буквы «U»), по которой пропускают электрический ток большой силы, необходимый для достижения требуемой температуры.

Разогревающаяся медная проволока в виде жала

Блок питания такого паяльника должен обеспечивать выходное напряжение 1-2 В и ток 25-50 А. До недавнего времени для этих целей активно применялся обычный трансформатор, у которого вторичная обмотка выполнена в виде нескольких витков медной шины относительно большого сечения (в несколько раз большего, чем сечение провода жала, во избежание нагрева самой обмотки во время работы).

Также большим сечением должны обладать токопроводящие шины, выполняющие функцию держателя жала, поэтому блок питания помещают в корпус импульсного паяльника, который из-за револьверной ручки напоминает пистолет.

Типичная форма промышленного импульсного паяльника

Но изрядные габариты и ощутимый вес понижающего трансформатора делают неудобной работу с паяльником, поэтому в последнее время стали применяться импульсные блоки питания, которые значительно меньше и легче.

Используемые источники тока для питания импульсных паяльников

Импульсные паяльники имеют такое название ещё и из-за усовершенствования и миниатюризации блоков питания, применяемых в данных инструментах, использующих электронную схему преобразования импульсов напряжения высокой частоты, хотя может использоваться и обычный понижающий трансформатор подходящей мощности.

Поэтому, создавая импульсный паяльник своими руками, нужно решить, какой блок питания будет использоваться – с понижающим трансформатором, или электронный. Преимущество первого варианта состоит в чрезвычайно простой электрической схеме – выводы вторичной обмотки напрямую подключаются к токопроводящим шинам.

Пример самодельного паяльника с понижающим трансформатором

К недостаткам следует отнести габариты и вес прибора, а также ощутимую вибрацию во время работы. К тому же, первичная обмотка очень часто перегорает из-за нестабильного напряжения и частых перегрузок, и невозможно самостоятельно осуществить её перемотку без специального оборудования и соответствующего обмоточного провода.

Поэтому, многие радиолюбители, ремонтируя вышедший из строя импульсный паяльник на базе понижающего трансформатора, используют подходящий электронный блок питания, заменяя вторичную обмотку.

Сгоревший понижающий трансформатор в промышленном паяльнике Громоздкий трансформатор заменен на миниатюрную электронную плату

Процесс переделки понижающего трансформатора

Изготовляя импульсный паяльник, для его питания можно использовать имеющийся понижающий трансформатор, который может быть с любым типом магнитопровода, главное, чтобы он подходил по мощности в пределах 50-150 Вт.

Первичную сетевую обмотку оставляют без изменений, а вторичную удаляют, разобрав трансформатор. Поскольку для разогрева жала паяльника решающее значение имеет ток, то точным расчётом количества витков можно пренебречь, сосредоточив усилия на достижении максимально возможной площади поперечного сечения обмоточной шины.

Как правило, будет достаточно двух витков медной шины или плетёного гибкого медного провода, сечением 6-10 мм², которые нужно расположить таким образом, чтобы они не замыкались друг с другом и сердечником трансформатора.

Медная шина в виде вторичной обмотки

В случае с использованием медной шины в качестве обмотки, её выводы будут выполнять функции держателя жала.

Продолжение обмотки является держателем жала

Наматывать упругую шину следует осторожно, чтобы не повредить первичную обмотку, после чего её следует проверить на обрыв и замыкание.

Переделка электронного трансформатора

Создавая импульсный паяльник своими руками с «нуля», или используя готовый корпус с держателями, многие радиолюбители применяют в качестве трансформатора имеющийся электронный блок питания для галогенных ламп на 12В, мощностью 50-150Вт, при этом также переделывая вторичную обмотку.

Электронный трансформатор (импульсный блок питания галогенных ламп)

Поскольку никаких других изменений в устройстве не требуется, типичная электрическая принципиальная схема импульсного блока питания приводится лишь в качестве примера, без разбора функций элементов и описания принципа работы.

Импульсный трансформатор на схеме, подлежащий переделке

В данном случае, нужно помнить, что для достижения требуемого напряжения в импульсном трансформаторе требуется не такие большие габариты магнитопровода и меньшее количество витков, поэтому для переделки вторичной обмотки может быть достаточно одного витка.

Один выходной виток на тороидальном магнитопроводе импульсного трансформатора

Если у имеющейся шины или гибкого провода сечение недостаточное, то его можно увеличить путём параллельного подключения витков обмоток.

Подключение выводов параллельных витков к держателю жала Параллельные витки из гибкого плетеного медного многожильного провода

Поскольку старую вторичную обмотку можно удалить, не разбирая трансформатор, а создать новую можно просто вставив один виток в пустоты между изоляцией и магнитопроводом, процесс переделки импульсного блока питания не является слишком сложным делом даже для начинающего мастера.

Изготовление жала паяльника

В качестве жала паяльника нужно использовать медную проволоку, диаметром 1-2 мм, подсоединив её к держателям при помощи болтовых или имеющихся готовых цанговых соединений.

Болтовые крепления жала на пластинах

Более точно толщина провода определяется опытным путём – по скорости, с которой температура паяльника достигает рабочего диапазона – чем тоньше проволока жала, тем быстрее оно будет разогреваться. Но с другой стороны, слишком большая температура сделает невозможным процесс пайки и приведёт к быстрому износу и даже перегоранию провода.

Увеличивая поперечное сечение проволоки нужно добиться приемлемого времени (4-8 секунд) разогрева жала и недопущения его перегрева. Нужно помнить, что с увеличением площади поперечного сечения проволоки жала растёт потребляемая мощность и нагревание вторичной обмотки трансформатора.

Поэтому, подобрав нужный диаметр провода жала и опробовав самодельный паяльник в работе, осуществив несколько раз процесс пайки, нужно проверить нагрев вторичной обмотки – она не должна сильно нагреваться, а тем более раскаляться – иначе трансформатор может перегреться, что приведёт к перегоранию первичной обмотки и воспламенению изоляции.

Для удобства работы часто подключают лампочку или светодиод, синхронно включающийся и освещающий место пайки.

Яркий светодиод включается синхронно с паяльником, освещая место пайки

Достоинства и недостатки

Подобрав необходимые детали на рынке, или разобрав другие устройства, обладая минимальными навыками в радиоделе, можно собрать такой паяльник своими руками, добавив в свой арсенал инструмент, который будет выгодно отличаться по таким параметрам:

• Экономичность – электроэнергия не используется при простое инструмента;
• Безопасность — в нерабочем состоянии жало всегда холодное, что исключает ожоги кожи, возгорания предметов и проплавление изоляции сетевого шнура при случайном прикосновении;
• Удобство в ремонте – отсутствие нагревательного элемента исключает его перегорание, а изготовление и замена жала намного проще, чем у обычного паяльника, где оно часто застревает.

К недостаткам следует отнести изрядные габариты и ощутимый вес, что требует приложения некоторых физических усилий и вызывает усталость руки после продолжительной работы. Поэтому многие радиолюбители разделяют электронную схему и импульсный трансформатор, делая инструмент легче.

Электронная схема и импульсный трансформатор разделены Отделенный от схемы трансформатор