Jak wybrać stację lutowniczą

Zwykła lutownica miedziana nie nadaje się do lutowania nowoczesnych miniaturowych płytek drukowanych z montażem SMD. Możesz go używać, chyba że do lutowania urządzeń gospodarstwa domowego i płytek drukowanych z komponentami wyjściowymi, jak mówią, od przypadku do przypadku.

Do instalacji i naprawy nowoczesnej elektroniki coraz częściej stosuje się stacje lutownicze, które zyskały dużą popularność zarówno wśród profesjonalnych inżynierów elektroników, jak i entuzjastów amatorskiego radia. Ten artykuł zawiera krótki przegląd stacji lutowniczych, co niewątpliwie pomoże rozwiązać pytanie, którą stację lepiej kupić.

Kontaktowe i bezdotykowe stacje lutownicze

Wszystkie stacje lutownicze można podzielić na dwie duże kategorie wymienione w nagłówku. Stacje kontaktowe są w rzeczywistości zwykłymi lutownicami sterowanymi przez jednostkę elektroniczną. Wcześniej ten projekt był nazywany lutownicą z regulatorem temperatury. Technologia lutowania jest taka sama jak zwykła lutownica, z której korzystali prawie wszyscy amatorzy radiowi i profesjonalni instalatorzy.

Jak lutować układ scalony?

Miniaturyzacja elementów elektronicznych, pojawienie się obwodów wielopinowych doprowadziły do ​​tego konwencjonalna lutownica niemożliwe stało się lutowanie mikroukładu. Niektóre mikroukłady nie mają wniosków w klasycznym znaczeniu, na przykład mikroukłady w obudowach BGA (z angielskiej siatki Ball - tablica kulek).

Takie mikroukłady są instalowane w modułach pamięci komputerów osobistych i na płytach głównych. Moduły te były widoczne i przechowywane przez wielu użytkowników. Wygląd modułu pamięci pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Moduł pamięci z mikroczipami w pakietach BGA

Mikroukłady planarne również stały się bardzo wydajne: wiele z nich ma sto lub więcej nóg. Po prostu nie można lutować takiego układu bez zniszczenia płytki zwykłą lutownicą. Fragment płytki z mikroukładem wielopinowym pokazano na ryc. 2.

Rysunek 2. Płaski mikroukład o wielu wyjściach

To właśnie takie mikroukłady doprowadziły do ​​stworzenia bezdotykowych metod lutowania. Początkowo ogrzewano gorącym powietrzem za pomocą pistoletu na gorące powietrze, później powstały urządzenia, w których ogrzewanie odbywa się za pomocą promieniowania podczerwonego. Ale nie śpieszmy się, opowieść rozpoczniemy od kontaktowych stacji lutowniczych.

Skontaktuj się ze stacjami lutowniczymi

Są one podzielone na dwie duże kategorie. Są to stacje do lutowania zwykłymi lutami ołowiowo-ołowiowymi oraz stacje do lutowania z lutami bezołowiowymi. Jako przykład stacji „wiodących” możemy przytoczyć stacje kilku modeli: Lukey 936+, AOYUE 936, AOYUE 937, Solomon SR-976 ESD.

Rysunek 3. Stacja lutownicza AOYUE 936

Rysunek 4. Stacja lutownicza AOYUE 937

Ryciny 3 i 4 pokazują wygląd analogowych stacji lutowniczych AOYUE 936, AOYUE 937.

Dane techniczne obu stacji są prawie identyczne. Oba są wyposażone w lutownicę typu 10087 z grzałką ceramiczną i zintegrowanym czujnikiem temperatury. W komplecie z lutownicą jest jedna stożkowa końcówka, ale w razie potrzeby możesz kupić cały zestaw na raz, co rozszerzy zakres pracy lutowniczej.

Moc lutownicy wynosi 40W przy napięciu zasilania 24V, co pozwala bez obaw lutować elementy wrażliwe na elektryczność statyczną. Oprócz niskiego napięcia zasilania końcówka lutownicy jest uziemiona. Jednostka elektroniczna utrzymuje temperaturę w zakresie 200–480 ˚C z dokładnością +/- 1 ˚С. Kontrola temperatury odbywa się bezstopniowo, płynnie za pomocą jednego pokrętła na przednim panelu urządzenia.

Rozmiar lutownicy wynosi 190 mm, a waga tylko 55 g, co zapewnia dość komfortową obsługę. Lutownica jest połączona z jednostką elektroniczną za pomocą pięciopinowego złącza. Zestaw zawiera wymienny element grzejny HAKKO-003 z wbudowanym czujnikiem temperatury, stojak na lutownicę i gąbkę do końcówek czyszczących.

Nie ma specjalnych różnic operacyjnych między stacjami, z wyjątkiem tego, że stacja lutownicza AOYUE 937 jest wyposażona w cyfrowy wskaźnik bieżącej i ustawionej temperatury. To najwyraźniej pozwala ustawić żądaną temperaturę nieco dokładniej niż przy braku wskaźnika. Ale nawet z cyfrowym wskaźnikiem musisz ustawić temperaturę na zasadzie „trochę więcej, trochę mniej”, aż do osiągnięcia najlepszego rezultatu.

Analogowe i cyfrowe stacje lutownicze

Zgodnie z zasadą sterowania wszystkie stacje lutownicze są podzielone na analogowe i cyfrowe. W stacjach analogowych stabilizacja temperatury odbywa się zgodnie z zasadą włącz / wyłącz: osiągnięta jest ustawiona temperatura - grzejnik jest wyłączony. Temperatura spadła, grzałka włącza się - rozpoczyna się ogrzewanie. Zasadniczo konwencjonalny przekaźnik elektromagnetyczny może sterować grzejnikiem. Dzięki tej metodzie kontroli często możliwe jest przegrzanie grotu lutownicy. Dokładność utrzymania temperatury jest niska.

W cyfrowych stacjach lutowniczych temperatura jest kontrolowana Sterownik PIDrealizowane przez oprogramowanie mikrokontrolera. Jeśli nie wejdziesz w szczegóły, proces sterowania jest taki sam, jak podano nieco wyżej, ale moc dostarczana do grzejnika zmienia się. Jeśli końcówka lutownicy nieco ostygła poniżej ustawionej temperatury, wówczas wymagana moc grzewcza jest niewielka, nadal ma czas na podgrzanie, ale nie „ucieka” powyżej ustawionej temperatury.

Podczas lutowania masywnych części końcówka chłodzi się szybciej, różnica między ustawioną a bieżącą temperaturą jest duża. Aby szybko „dogonić” ustawioną temperaturę, regulator PID proporcjonalnie zwiększa moc grzewczą. Oczywiście cyfrowa metoda utrzymywania temperatury jest dokładniejsza niż analogowa.

Bezołowiowe stacje lutownicze

Różnią się od stacji „ołowiowych” tylko większą mocą elementu grzejnego: 75 ... 160 W. Faktem jest, że lutowie bezołowiowe są ogniotrwałe, temperatura topnienia wynosi 300 ˚C (a jakość tych lutów w porównaniu do cyny ołowiowej pozostawia wiele do życzenia), a podczas gdy miejsce lutowania jest podgrzewane, aż lut się stopi, końcówka będzie miała czas do ostygnięcia w takim stopniu, że nawet najbardziej idealny regulator temperatury nie poprawi natychmiast sytuacji. Dlatego tylko wystarczająco mocny grzejnik może uratować sytuację.

Nie musisz obawiać się „nadmiernej” mocy, ponieważ nawet jeśli moc wynosi co najmniej 1000 W, temperatura końcówki nadal nie będzie w stanie wzrosnąć powyżej wartości zadanej, lutownica nigdy się nie przegrzeje, ale końcówka nagrzewa się bardzo szybko. Dzięki temu cienkie ścieżki obwodów drukowanych i masywne części, takie jak przekaźniki lub transformatory, mogą być równie dobrze lutowane. Za pomocą stacji „bezołowiowych” możesz lutować i tradycyjne „ołowiowe” lutowie.

Najpopularniejsze bezołowiowe stacje lutownicze to Goot PX-501, GOOT RX-802AS, AOYUE 2900, GOOT RX-852AS, ATTEN AT80D, GOOT PX-201. Wygląd stacji lutowniczej ATTEN AT80D pokazano na rysunku 5.

Rysunek 5. Stacja lutownicza ATTEN AT80D

Stacja wyposażona jest w lutownicę z grzałką ceramiczną o mocy 80 W, stojak na lutownicę, gąbkę do czyszczenia grotu. Główne dane techniczne stacji pokazano na rysunku 6.

Rysunek 6. Dane techniczne stacji lutowniczej ATTEN AT80

Do czego służy pistolet na gorące powietrze?

Kontaktowe stacje lutownicze należą do klasy montażowej: można lutować część, ale praktycznie nie jest możliwe lutowanie skrzynki z wieloma stykami. Do tych celów służą demontaż stacji lutowniczych. Najpopularniejsze stacje z pistoletem na gorące powietrze. Często radioamatorzy używają przemysłowych suszarek do włosów do lutowania elementów wielopinowych.

Niemniej jednak możliwe jest osiągnięcie pożądanego rezultatu za pomocą suszarki do włosów dla budynków, ale często zdarza się, że niewinne części latają z planszy pod silnym strumieniem powietrza. Aby konsekwencje wysadzenia części były mniej dotkliwe, najlepiej najpierw zrobić zdjęcie tablicy. Wtedy nie będzie trzeba myśleć i zastanawiać się, gdzie był ten szczegół.

Dlatego zamiast budowlanej suszarki do włosów lepiej jest kupić specjalną suszarkę do lutowania gorącym powietrzem. Jedna taka suszarka do włosów jest pokazana na rysunku 7.

Projekt jest oczywiście daleki od ideału, ale do użycia od skrzyni do skrzynki będzie prawie idealny. Jedną z pozytywnych zalet takiego urządzenia jest jego niska cena.

Jeśli taka cena okaże się nieatrakcyjna, wówczas pistolet na gorące powietrze można wykonać niezależnie od improwizowanych materiałów. Projekt domowej suszarki do włosów można wypożyczyć w Internecie, ponieważ jest ich wiele.

Rysunek 7. Lutownica DADI 8032

W zestawie znajdują się trzy okrągłe dysze o różnych średnicach, co pozwala na zmianę szerokości strumienia gorącego powietrza. Suszarka do włosów ma wbudowany wentylator typu turbinowego. Na końcu uchwytu znajdują się dwa pokrętła: dolny (zgodnie z rysunkiem) uchwyt umożliwia regulację temperatury grzania, górny zmienia przepływ powietrza. Pomiędzy uchwytami znajduje się wskaźnik LED: im wyższa ustawiona temperatura, tym częściej dioda LED miga.

Po stronie uchwytu, naprzeciwko regulatorów, znajduje się przełącznik kluczykowy. Gdy suszarka do włosów jest wyłączona, nagrzewnica najpierw się wyłącza, a następnie, z pewnym opóźnieniem, wyłącza się wentylator. W ten sposób suszarka do włosów jest częściowo chłodzona po wyłączeniu.

Nie wiadomo, jaka jest temperatura na wylocie, ale praktyka pokazuje, na czym należy się skupić: na pokrętłach regulatorów znajdują się skale z liczbami: całkiem możliwe jest oszacowanie stopnia nagrzewania.

Inną opcją jest po prostu pomiar temperatury na wylocie termoparyw które wyposażone są niektóre multimetry. Suszarki do włosów tego projektu są produkowane i bardziej zaawansowane, mają cyfrowy wskaźnik temperatury i system stabilizacji termicznej. Ale takie suszarki są nieco droższe.

Bezstykowe stacje lutownicze

Stacje lutownicze Thermoair z oddzielną jednostką elektroniczną są bardziej zaawansowane. Rysunek 8 pokazuje stację lutowniczą ATTEN 858 D +.

Rysunek 8. Stacja lutownicza ATTEN 858 D +

Zestaw stacji zawiera trzy okrągłe dysze, jest regulacja przepływu powietrza i cyfrowe wskazanie temperatury. Temperaturę kontroluje się naciskając czerwone przyciski, proces grzania kontroluje czerwona dioda LED „CAL” na panelu przednim.

Wentylator do doprowadzania powietrza znajduje się w rękojeści pistoletu na gorące powietrze, więc przewody łączące trafiają do pistoletu na gorące powietrze, co sprawia, że ​​praca z suszarką do włosów jest dość wygodna w porównaniu do suszarek do włosów ze sprężarką, w których powietrze jest dostarczane za pomocą węża. Sztywny wąż wiąże ręce i utrudnia manipulację.

Niektóre stacje lutownicze używają sprężarki znajdującej się w jednostce sterującej do pompowania powietrza. Następnie, oprócz drutów, dość sztywny wąż gumowy trafia do suszarki, co nieco zakłóca działanie. Podobnym projektem jest na przykład chińska stacja lutownicza Lukey 852D +, której parametry techniczne pokazano na rysunku 9.

Rysunek 9. Dane techniczne stacji lutowniczej na gorące powietrze Lukey 852D +

Zestaw dostawy zawiera jednostkę elektroniczną, lutownicę ze stojakiem, pistolet na gorące powietrze i cztery okrągłe dysze, które pozwalają dostosować średnicę przepływu powietrza. Wspornik montażowy pistoletu na gorące powietrze można zainstalować po lewej lub prawej stronie stacji lutowniczej, cóż, jest wygodny dla każdego.

Wygląd stacji pokazano na rysunku 10.

Rysunek 10. Stacja lutownicza Lukey 852D +

Wewnątrz metalowej obudowy znajduje się transformator, pompa membranowa i płytka drukowana z elementami elektronicznymi. Ze wszystkich stacji lutowniczych z rodziny Lukey, tak popularnej wśród szynek, ten model jest najcięższy, jego waga wynosi 4 kg. Metalowa obudowa nie tylko sprawia, że ​​konstrukcja jest cięższa, ale także zwiększa niezawodność urządzenia: w chaosie warsztatu stacja lutownicza może iść wszędzie ...

Na przednim panelu znajdują się dwa cyfrowe wskaźniki temperatury: osobno dla lutownicy i suszarki do włosów. W związku z tym istnieją pokrętła do ustawiania temperatury i natężenia przepływu powietrza. Taka stacja nazywa się podwójnym kanałem. Istnieją stacje z trzema kanałami, na przykład Lukey 853.Pozwala włączyć pistolet na gorące powietrze i dwie lutownice z różnymi dyszami. Wygląd stacji lutowniczej Lukey 853 pokazano na rycinie 11.

Rysunek 11. Stacja lutownicza Lukey 853

Pistolety na gorące powietrze stacji lutowniczych Lukey 852D + i Lukey 853 są typu sprężarki: sprężarka znajduje się w obudowie, a powietrze jest dostarczane do suszarki przez wąż. W zestawie znajduje się wiele okrągłych dysz. W razie potrzeby możesz kupić dodatkowe dysze, z których niektóre pokazano na rycinie 12.

Rysunek 12. Dysze do pistoletu na gorące powietrze typu sprężarkowego

Każda dysza jest przeznaczona do lutowania mikroukładów w konkretnym przypadku. Za pomocą takich dysz łatwo jest nie tylko wlutować mikroukład, ale także wlutować go na płytkę. W rzeczywistości jest o wiele więcej dysz niż na zdjęciu. Pokazanych jest tylko kilka z nich.

Takie dysze są zaprojektowane specjalnie do suszarek do włosów typu kompresorowego. Jeśli pistolet na gorące powietrze ma wbudowaną turbinę wirnikową, wówczas dysze są używane okrągłe, które są wyposażone w stację lutowniczą. Wydaje się, że wymienne dysze do pistoletu na gorące powietrze nie są dostępne.

Chociaż głównym celem lutowania pistoletu na gorące powietrze jest prowadzenie prac lutowniczych, jego użycie do innych celów wcale nie jest wykluczone. Jest rura termokurczliwa, podgrzewanie kleju topliwego, gięcie i spawanie tworzyw sztucznych i suszenie czegoś.

Podczas lutowania konwencjonalną lutownicą za pomocą pistoletu na gorące powietrze, można nieco podgrzać część płyty, co poprawi warunki lutowania - nie trzeba wydawać ciepła zgromadzonego na czubku lutownicy, aby ogrzać płytę.

Niektóre stacje mają wbudowany wentylator bezpośrednio w pistolet na gorące powietrze, na przykład Lukey-702. Zastąpił on przestarzałe stacje Lukey 852D + i Lukey 853. Wygląd stacji pokazano na rysunku 13.

Ryc. 13. Wygląd stacji lutowniczej Lukey-702

Stacja jest mikrokontrolowana, co pozwala zapamiętać wcześniej ustawioną temperaturę. Stojak na suszarkę do włosów ma mikroprzełącznik: jeśli suszarka zostanie postawiona na stojaku, wyłączy się. Wielokrotne wyjmowanie ze stojaka ponownie włącza suszarkę, więc musisz poczekać, aż się nagrzeje, co nie jest zbyt wygodne. Aby tego uniknąć, doświadczeni użytkownicy sugerują użycie osobnego stojaka na suszarkę do włosów.

Stacja ma mały rozmiar, plastikową obudowę, waga stacji nie przekracza 1,5 kg. Według opinii użytkowników stacja jest mniej głośna niż Lukey 852D + i zużywa mniej energii. Idealny do naprawy telefonu komórkowego. Krótkie dane techniczne stacji lutowniczej Lukey-702 pokazano na rycinie 14.

Ryc. 14. Charakterystyka stacji lutowniczej Lukey-702

W przypadku stacji Lukey-702 istnieje duży zestaw wymiennych grotów do lutownicy, około czterdziestu sztuk, które są pokazane w instrukcji serwisowej stacji Service_manual_Lukey702_rus.pdf. Istnieją również schematy elektronicznej jednostki sterującej i algorytmy działania stacji. Ten podręcznik nie jest trudny do znalezienia w Internecie.

Wszystkie opisane powyżej stacje lutownicze mają ochronę antystatyczną poprzez uziemienie przez wtyczkę. Aby to zrobić, gniazdko elektryczne musi mieć styk uziemiający.

Teraz na rynku istnieje coś takiego jak „dobre Chiny”. Do tej kategorii należą stacje budżetowe Lukey i Aoyue, które zasłużyły sobie na sympatię radioamatorów i profesjonalistów. Ich cena zawiera się w przedziale 2000 ... 4000 rubli. Jak to się mówi, optymalny stosunek ceny do jakości.

Rysunek 15. Stacja lutownicza Aoyue-2702a

Oprócz lutownicy i pistoletu na gorące powietrze, nowoczesne stacje lutownicze są wyposażone w pistolet do demontażu (lutownica z odsysaniem lutu), a także kolektor dymu, który pozwala uzyskać bardziej komfortowe warunki pracy - wraz z lutami bezołowiowymi troska o środowisko i warunki pracy. Jedna z tych stacji lutowniczych Aoyue-2702a pokazano na rycinie 15.

Cena takiej stacji w sklepach internetowych wynosi około 16 000 rubli, co sprawia, że ​​nie jest ona bardzo przystępna dla zwykłych amatorskich entuzjastów radia.

Boris Aladyshkin

Przeczytaj także na ten temat:Indukcyjne stacje lutownicze