Station de soudage infrarouge. Station de soudage infrarouge à faire soi-même : caractéristiques de l'appareil Stations de soudage à chauffage infrarouge

Attention! Cet article est à titre informatif uniquement et l'assemblage n'est pas recommandé ! Au même endroit, nous téléchargeons les versions de firmware mises à jour pour la station de la première version.

Lors de réparations de cartes mères liées au remplacement de composants BGA, une station de soudure infrarouge est indispensable ! Les stations chinoises ne brillent pas par la qualité et les stations de soudage IR de haute qualité ne sont pas bon marché. La solution consiste à assembler vous-même la station de soudage. Le coût des composants pour l'assemblage de la station ne dépasse pas 10 000 roubles. Malgré le bon marché, une station IR faite maison a fait ses preuves de manière fiable dans la réparation des cartes mères. Le contrôleur garantit une conformité précise du profil thermique, ce qui est un facteur important lors du remplacement des composants BGA.

Description de la conception

La station se compose d'un contrôleur de contrôle, d'un chauffage inférieur et d'un chauffage supérieur.

Le contrôleur est à deux canaux. Un thermocouple ou une thermistance en platine peut être connecté au premier canal. Seul un thermocouple est connecté au second canal. 2 canaux ont un fonctionnement automatique et manuel. Le mode de fonctionnement automatique maintient une température de 10 à 255 degrés grâce à la rétroaction des thermocouples ou d'une thermistance en platine (dans le premier canal). En mode manuel, la puissance de chaque canal peut être ajustée de 0 à 99 %. La mémoire du contrôleur contient 14 profils thermiques pour le soudage BGA. 7 pour la soudure contenant du plomb et 7 pour la soudure sans plomb. Les profils thermiques sont listés ci-dessous. Si vous le souhaitez, ils peuvent être modifiés (la source est dans l'archive).

Pour la soudure sans plomb, la température maximale du profil thermique : - 8 profil thermique - 225C environ, 9 - 230C environ, 10 - 235C environ, 11 - 240C environ, 12 - 245C environ, 13 - 250C environ, 14 - 255C environ

Si l'élément chauffant supérieur n'a pas le temps de se réchauffer conformément au profil thermique, le contrôleur s'arrête et attend que la température souhaitée soit atteinte. Ceci est fait afin d'adapter le contrôleur aux éléments chauffants faibles qui chauffent longtemps et ne suivent pas le profil thermique.

Le contrôleur peut également être utilisé comme contrôleur de température, par exemple lors du séchage ou de la cuisson d'un masque de soudure (dans un four dans lequel un thermocouple est placé), ou dans d'autres cas où un contrôle précis de la température est requis.

Schéma de principe du contrôleur

Voici les photos du contrôleur. J'ai utilisé l'alimentation d'un ordinateur portable, que j'ai converti en une tension de 12 volts. Comme prise pour thermocouples, j'ai utilisé une prise usb avec des morceaux de textolite, qui est soudée sur le panneau avant, voir la photo. Refroidissement actif, j'ai utilisé un caloduc de refroidissement pour ordinateur portable. J'ai soudé une plaque de cuivre au thermotube avec un sèche-cheveux, sur laquelle seront installés des éléments de refroidissement. Vous pouvez utiliser le refroidissement du processeur à partir de l'unité centrale, mais les dimensions de l'appareil augmenteront alors.

Le chauffage inférieur est constitué d'un radiateur halogène pour 3 lampes d'une puissance totale de 1,2 kW. La base avec un réflecteur et une grille de protection est démontée de l'appareil de chauffage. J'ai réalisé le corps du chauffage inférieur en tôle cintrée (faîtière galvanisée), que j'ai découpée avec des ciseaux à métaux. De plus, un seuil (joint) en aluminium a été ajouté à la conception, pour faciliter l'installation d'un canal en aluminium dessus. La carte mère est installée sur le canal à travers les racks. Le chauffage par le bas peut être connecté au contrôleur. J'ai agi différemment pour ne pas me soucier du deuxième thermocouple - j'ai intégré un gradateur de 600 W dans le chauffage inférieur, seulement j'ai installé un radiateur plus grand sur le triac. Avec le réglage de 1,2 kW, il fait un excellent travail. Je me souviens de la position approximative du gradateur, à laquelle la température requise sur la carte mère est stable. Pour les petites cartes (par exemple, les cartes vidéo), vous pouvez utiliser des pinces à linge de bureau vissées au rail DIN. Un exemple sur la photo.

Un appareil de chauffage supérieur de haute qualité à partir de moyens improvisés, malheureusement, ne peut pas être fabriqué. J'ai expérimenté des lampes halogènes, des tubes de quartz avec des spirales, et j'ai également expérimenté une lampe IR. Mais le radiateur en céramique de la société ELSTEIN de la série SHTS (avec dorure) a fait ses preuves. Des radiateurs similaires sont utilisés dans les stations IR coûteuses. J'ai utilisé ELSTEIN SHTS/100 800W et ELSTEIN SHTS/4 300W. Les radiateurs chauffent très bien et ne brillent pratiquement pas. Le spectre IR est très approprié pour remplacer les composants BGA. Je ne recommande pas les appareils de chauffage en provenance de Chine, même s'ils ressemblent à ELSTEIN.

Chauffage ponctuel ELSTEIN SHTS/100 800W. La taille de l'appareil de chauffage est de 96x96 mm. La distance entre le radiateur et la planche est de 5 cm.

Cercle El1 diamètre 4 cm (différence de température 5 degrés du centre au bord du cercle).

Cercle El2 diamètre 5 cm (différence de température 10 degrés du centre au bord du cercle).

Cercle El3 diamètre 6 cm (différence de température 15 degrés du centre au bord du cercle).

Chauffage ponctuel ELSTEIN SHTS/4 300W. Taille du radiateur 60x60 mm. La distance entre le radiateur et la planche est de 5 cm.

Cercle El1 diamètre 2,5 cm (différence de température 5 degrés du centre au bord du cercle). Convient à la plupart des puces.

Cercle El2 diamètre 3 cm (différence de température 10 degrés du centre au bord du cercle).

Cercle El3 diamètre 4,5 cm (différence de température 15 degrés du centre au bord du cercle).

Comme vous pouvez le constater, les deux appareils de chauffage conviennent au remplacement des composants BGA. Mais ELSTEIN SHTS/100 800W a un avantage sur le second radiateur. Il s'agit d'un point de chaleur uniforme beaucoup plus grand. Un cercle d'un diamètre de 4 cm dans lequel la différence de température ne dépasse pas 5C o. Pratiquement un indicateur similaire à celui de Thermopro avec un réflecteur 3D (qui a un point de chaleur carré uniforme 4x4cm avec une différence de température ne dépassant pas 5C o)

Vous trouverez ci-dessous des photos de la conception du radiateur supérieur et du lit, que j'ai faites à partir de ce qui se trouvait dans la quincaillerie. La conception s'est avérée réussie, il est réglable en hauteur et en longueur, le radiateur tourne autour de son axe, il est facile de l'installer au-dessus de n'importe quelle partie de la planche.

Le thermocouple est fixé sur un trépied. Il est facile de le diriger vers n'importe quelle partie du tableau. Conception de photos. J'ai utilisé un manchon métallique flexible d'une lampe de poche USB d'un magasin où tout est au même prix. Dans un manchon métallique, j'ai inséré un thermocouple sans isolation externe avec un fil.

Configuration du contrôleur

Pour régler le canal du thermocouple supérieur, R3 est réglé sur la position médiane. Nous plaçons le thermocouple du contrôleur et le thermocouple du thermomètre de référence sur une surface chauffée (par exemple, une lampe halogène, où les deux thermocouples sont connectés ensemble et de la pâte thermique leur est appliquée), et nous calibrons les lectures de la température maximale valeur de 250 degrés avec la résistance R6. Ensuite, nous laissons la lampe refroidir à température ambiante et étalonnons la lecture de température inférieure avec la résistance R3. Cette procédure doit être répétée plusieurs fois jusqu'à ce que les températures inférieure et maximale correspondent aux valeurs réelles. Nous répétons la même procédure avec le canal du thermocouple inférieur en utilisant respectivement les résistances R11 et R14. De même, le premier canal est calibré lors de l'utilisation d'une thermistance en platine avec les résistances R21 et R27, respectivement. Si vous ne prévoyez pas d'utiliser une thermistance en platine, l'amplificateur opérationnel U2 peut être exclu du circuit avec tout le câblage, et la sortie 11 du microcontrôleur peut être connectée à + 5V.

Le contrôle du contrôleur et la modification des paramètres, ainsi que le processus de retrait et d'installation de la puce, sont illustrés dans la vidéo. J'installe le radiateur supérieur à une hauteur de 5-6 cm de la surface de la planche. Si, au moment de l'exécution du thermoprofil, la température s'écarte de la valeur de consigne de plus de 3 degrés, nous réduisons la puissance du réchauffeur supérieur. Un faux-rond de plusieurs degrés en fin de profil thermique (après avoir éteint le chauffage supérieur) n'est pas terrible. Cela affecte l'inertie de la céramique. Par conséquent, je choisis le profil thermique souhaité 5 degrés de moins que ce dont j'ai besoin. Sur ce chauffage inférieur, la température est légèrement différente au-dessus de la zone de chauffage et dans la zone ombragée (la différence est d'environ 10-15 degrés). Par conséquent, il est conseillé d'installer la carte sur le radiateur inférieur de sorte que la puce soit au-dessus de la zone de chauffage (mais ce n'est pas critique). Avant de retirer la puce avec une sonde, vous devez vous assurer (en appuyant doucement sur chaque coin de la puce) que les billes sous la puce ont flotté. Lors de l'installation, nous n'utilisons que du flux de haute qualité, sinon le mauvais choix de flux peut tout gâcher. De plus, lors du montage de la puce BGA, il est recommandé de recouvrir le cristal d'un rectangle de papier d'aluminium d'une taille de côté égale à environ la moitié du côté du BGA, afin de réduire la température au centre, qui est toujours plus élevée. que la température près du thermocouple (voir photo ci-dessus des points de chaleur des radiateurs IR ELSTEIN).

Le ventilateur externe n'est pas activé par logiciel, bien qu'il soit indiqué sur le schéma. À l'avenir, il est prévu d'apporter des modifications au code source et d'utiliser un ventilateur externe.

Ci-dessous, vous pouvez télécharger l'archive avec la carte de circuit imprimé au format LAY, le code source, le firmware

Liste des éléments radio

La désignation	Type de	Dénomination	Quantité	Noter	Mon bloc-notes
E1	Encodeur	EC11	1	Avec bouton	Vers le bloc-notes
U1, U2	Amplificateur opérationnel	LM358	2		Vers le bloc-notes
U3	Régulateur linéaire	LM7805	1	Installé sur un radiateur	Vers le bloc-notes
U4	MK PIC 8 bits	PIC16F876	1	PIC16F876A	Vers le bloc-notes
U5, U6	optocoupleur	PC817	2		Vers le bloc-notes
ACL1	affichage LCD	WH2004A-YYH-CT	1	20x4 basé sur KS0066 (HD44780) avec dictionnaire anglais-russe	Vers le bloc-notes
Q1, Q2	Transistor MOSFET	TK20A60U	2	2SK3568	Vers le bloc-notes
Q3, Q4, Q5	Transistor MOSFET	IRLML0030	3	Ou n'importe quel MOSFET canal N	Vers le bloc-notes
Z1	Quartz	16 MHz	1		Vers le bloc-notes
VD1	Diode redresseur	LL4148	1		Vers le bloc-notes
VD2, VD3	Pont de diodes	KBU1010	2		Vers le bloc-notes
VD4, VD5	diode zener	24V	2		Vers le bloc-notes
R1	Thermistance platine	PT100	1		Vers le bloc-notes
R2, R10	Résistance	470 ohms	2		Vers le bloc-notes
R3, R11	Résistance ajustable	1 MΩ	2		Vers le bloc-notes
R4, R12	Résistance	1 MΩ	2		Vers le bloc-notes
R5, R13, R26	Résistance	1,5 kOhm	3		Vers le bloc-notes
R6, R14, R27	Résistance ajustable	100 kOhms	3	multi-tours	Vers le bloc-notes
R7, R15	Résistance	130 kOhms	2		Vers le bloc-notes
R8, R16, R29	Résistance	20 kOhms	3		Vers le bloc-notes
R9, R28	Résistance	100 ohms	2		Vers le bloc-notes
R17, R30	Résistance	10 kOhms	2		Vers le bloc-notes
R18, R19	Résistance	4,7 kOhms	2	Tolérance de 1 % ou mieux	Vers le bloc-notes
R20	Résistance	51 ohms	1		Vers le bloc-notes
R21	Résistance ajustable	100 ohms	1	multi-tours	Vers le bloc-notes
R22, R23, R24, R24	Résistance	220 kOhms	4	Tolérance de 1 % ou mieux	Vers le bloc-notes
R31	Résistance ajustable	10 kOhms	1	multi-tours	Vers le bloc-notes
R32	Résistance	16 ohms	1	Puissance 2W	Vers le bloc-notes
R33, R34, R36, R37	Résistance	47 kOhm	4	Puissance 1W	Vers le bloc-notes
R35, R38	Résistance	5,1 kOhms	2

Avec l'avènement de la technologie des microprocesseurs, il est devenu nécessaire de faire face au ressoudage des microcircuits BGA lors des réparations, ce qui est soit extrêmement difficile soit, le plus souvent, impossible à faire avec les méthodes habituelles. Même un sèche-cheveux n'aidera pas toujours à faire face à la tâche. C'est pourquoi fabriquer soi-même une station de soudage infrarouge sera la meilleure alternative et parfois la seule solution pertinente.

Station de soudage IR

Les puces BGA (Ball grid array) sont présentes dans presque tous les appareils "intelligents" modernes : téléphones, ordinateurs, téléviseurs, imprimantes. Pendant le fonctionnement, ils peuvent échouer, ce qui nécessite le remplacement d'une pièce défectueuse par une nouvelle. Mais mener à bien une telle procédure sans équipement spécial est une tâche extrêmement difficile.

Le problème est que les fabricants inventent de plus en plus de nouvelles méthodes de montage de pièces électroniques. Et un fer à souder ou un sèche-cheveux ordinaire ne pourra pas toujours aider à résoudre un tel problème. Après tout, les balles de contact contribuent à un transfert de chaleur élevé vers la planche, ce qui les empêche de fondre.

Si vous essayez d'élever la température à la température requise pour leur fusion, il existe un risque de surchauffe du microcircuit, ce qui peut entraîner une défaillance. En raison d'une surchauffe, la possibilité d'endommager les pièces voisines ne peut être exclue. Surtout si leurs corps sont faits de matériaux fusibles.

Une station infrarouge peut être une excellente solution. Il vous permet de remplacer même les gros contrôleurs GPU. Et avec l'utilisation généralisée d'ordinateurs, d'ordinateurs portables, de cartes mères, d'adaptateurs vidéo et d'autres équipements complexes, de tels travaux de réparation sont effectués assez souvent. Et si les anciennes stations à air chaud pouvaient être utilisées pour remplacer les gros microcircuits, maintenant, lorsque les fabricants utilisent des méthodes de soudage sans contact, la seule solution optimale est une station IR capable de faire face qualitativement au remplacement de n'importe quelle pièce du microprocesseur.

Principe de fonctionnement

Les principaux problèmes lors du soudage des puces et des contrôleurs sont soit une sous-chauffe au point de fusion du matériau de contact, soit une surchauffe de la pièce à remplacer et sa défaillance.

L'idée est donc venue de chauffer la planche elle-même à une température de 100 à 150 degrés Celsius. Après cela, soudez déjà les pièces. Cela vous permet de réduire qualitativement le transfert de chaleur vers la carte PCB, ce qui permet d'abaisser les températures "supérieures". Cela signifie que la pièce elle-même sera moins sujette à la surchauffe.

Vous pouvez également chauffer avec un pistolet à air chaud, mais l'utilisation d'un fer à souder infrarouge est préférable. Après tout, la station IR vous permet de le faire de manière contrôlée, c'est-à-dire de surveiller et de maintenir les températures "inférieure" et "supérieure" ou d'utiliser le profil thermique de soudage recommandé.

Caractéristiques de conception

Toute station de soudage IR se compose de trois parties principales. Tout semble assez simple, bien que chacun d'eux soit un mécanisme complexe indépendant, combiné à une installation commune. Alors, chaque poste comprend :

Selon le modèle et le fabricant, les fers à souder IR peuvent ne différer que par leurs caractéristiques techniques. Certains facilitent le travail, d'autres, au contraire, nécessitent une attention et des coûts de main-d'œuvre supplémentaires de la part de l'utilisateur.

Cela affecte également le coût de l'équipement. Par conséquent, lors du choix d'une station, vous devez faire attention non seulement au prix, mais également aux données techniques, afin de ne pas surpayer pour des fonctionnalités inutiles.

Fabrication de bricolage

Pour les industries ou les personnes impliquées dans la réparation d'équipements électroniques complexes, il est tout à fait possible d'acheter une station IR de soudure d'usine pour le travail. Mais pour les amateurs ou ceux qui ont besoin ponctuellement d'une telle installation, vous pouvez la créer vous-même. Et en faveur de cela, tout d'abord, le prix parle. Même les appareils fabriqués en Chine coûtent à partir de 1 000 $. Modèles de haute qualité de marques européennes à partir de 2 000 dollars et plus. Tout le monde ne peut pas se permettre un plaisir aussi cher.

En ce qui concerne la station de soudage infrarouge maison, tout semble beaucoup plus optimiste. Selon des calculs moyens, un tel analogue d'un fer à souder IR coûtera environ 80 $, ce qui semble incomparablement plus acceptable que les prix des appareils d'usine.

Toute personne impliquée dans la réparation d'équipements complexes possède suffisamment de connaissances pour inventer et concevoir par elle-même une station IR. À cet égard, la partie électronique, l'apparence et certaines fonctionnalités peuvent différer. Mais la conception de base restera la même dans n'importe quel modèle. C'est pourquoi il n'y a pas de schéma idéal unique qui puisse être donné comme seule solution correcte. Mais pour comprendre le principe même de la création d'un fer à souder IR, n'importe quel modèle fera l'affaire. Et déjà en fonction de vos connaissances et préférences personnelles, vous pouvez supprimer ou ajouter certaines parties.

Première option

Cette option utilisera un contrôleur à deux canaux.

Le premier canal est utilisé pour une thermistance platine Pt 100 ou un thermocouple conventionnel.
Le deuxième canal sera utilisé exclusivement par le thermocouple. Les canaux du contrôleur peuvent fonctionner en mode automatique ou manuel.

La température peut être maintenue entre 10 et 255 degrés Celsius. Des thermocouples ou un capteur et un thermocouple, par rétroaction, contrôlent ces paramètres en mode automatique. En mode manuel, la puissance de chacun des canaux sera ajustée de 0 à 99 %.

Mémoire du contrôleur contiendra 14 profils thermiques différents pour travailler avec des puces BGA. Sept d'entre eux sont destinés aux alliages contenant du plomb et les sept autres aux soudures sans plomb.

Dans le cas de radiateurs faibles, le supérieur peut ne pas suivre le profil thermique. Dans ce cas, le contrôleur mettra l'exécution en pause et attendra que la température requise soit atteinte.

De plus, le contrôleur exécute très facilement un profil thermique basé sur la température de préchauffage de l'ensemble de la carte. Si pour une raison ou une autre, il n'a pas été possible de retirer la puce, vous pouvez la redémarrer avec une température plus élevée.

L'unité d'alimentation illustrée sur le schéma comporte un interrupteur à transistor pour le chauffage supérieur et un interrupteur à sept étages pour l'inférieur. Bien qu'il soit acceptable d'utiliser deux transistors ou triacs. La zone pointillée rouge peut être omise si deux thermocouples sont calculés.

Pour évacuer la chaleur des touches, vous pouvez utiliser un radiateur à refroidissement actif de n'importe quel équipement. L'essentiel est qu'il corresponde à la conception de l'appareil simulé. Le radiateur inférieur sera composé de neuf lampes halogènes 1500W 220-240V R7S 254mm. Vous devriez obtenir trois parties de trois lampes connectées en série. Il est préférable d'utiliser des fils de silicone haute température pour 220 volts.

Le corps est assemblé à partir de fibre de verre ou tout autre matériau similaire et renforcé avec des coins en aluminium. Vous devrez également acheter une pompe à vide. Pour un aspect plus esthétique, vous pouvez utiliser du verre IR sur le panneau inférieur. Mais ici, il y a plusieurs points négatifs à la fois: chauffage et refroidissement trop lents, et toute la structure chauffe trop pendant le fonctionnement. Bien que la présence de verre rende non seulement l'appareil plus attrayant, mais également pratique, car les panneaux peuvent être placés directement dessus.

Le rack est constitué d'un canal en aluminium pour racks. Des pincettes à vide et un tube pour celui-ci, un thermocouple et des supports sont en cours de préparation. Il est recommandé d'utiliser le chauffage supérieur en ELSTEIN SHTS/100 800W. Lorsque tous les détails sont prêts, ils doivent être placés dans le boîtier et vous pouvez procéder à la configuration.

Les radiateurs sont installés à une distance de 5 à 6 centimètres des panneaux. Si l'épuisement de la température est supérieur à trois degrés, il vaut la peine de réduire la puissance du chauffage supérieur.

Deuxième décision

Comme deuxième option, nous pouvons proposer une conception qui ne diffère que par les composants internes. Et d'abord, vous devez tout préparer accessoires nécessaires :

L'essentiel est de décider immédiatement du type de cas. Naturellement, beaucoup dépend de la disponibilité du matériel approprié. C'est donc à partir de là qu'il vaut la peine de commencer quand vient le temps de placer les composants à l'intérieur.

Maintenant, vous devez prendre un radiateur halogène. Il peut être possible d'en trouver un ancien, car il doit être démonté et les réflecteurs et les lampes halogènes retirés. Les lampes elles-mêmes n'ont pas besoin d'être démontées. Maintenant, tout cela devra être placé dans le boîtier préparé. Seules 4 lampes de 450 watts sont utilisées, connectées en parallèle. Il est préférable d'utiliser les mêmes fils avec lesquels ils ont déjà été connectés. Si, pour une raison quelconque, il n'est pas possible d'utiliser leurs capacités, vous devrez en acheter d'autres résistants à la chaleur.

Il faut immédiatement penser au système de retenue des frais. Il est difficile de donner ici des recommandations précises. Après tout, tout dépend du corps. Mais ce serait bien d'utiliser des profilés en aluminium, dans lesquels les boulons et les écrous ne sont pas insérés de manière rigide de manière à pouvoir ensuite serrer les cartes de circuits imprimés et, en même temps, il est possible de s'adapter à différentes tailles de cartes. Les thermocouples qui contrôlent le modèle de température réglé dans le radiateur inférieur sont mieux passés dans le tuyau de douche. Cela donnera mobilité et commodité dans le processus de travail et d'installation.

Le rôle du chauffage supérieur effectuera une puissance céramique de 450 watts. Cela peut être acheté comme pièce de rechange pour les stations IR. Ici, vous devez également vous occuper du boîtier, car c'est lui qui fournit le chauffage correct et de haute qualité. Il peut être fabriqué à partir de tôle de fer mince, pliée au besoin, selon la forme et la taille de l'appareil de chauffage.

Maintenant, vous devez penser au montage du chauffage supérieur. Puisqu'il doit être mobile, et se déplacer non seulement vers le haut ou vers le bas, mais aussi sous différents angles. Parfait pour un pied de lampe de table. Vous pouvez le réparer de n'importe quelle manière pratique.

C'est l'heure du contrôleur. Il a également besoin d'une boîte séparée. S'il en existe un prêt à l'emploi approprié, vous pouvez l'utiliser. Sinon, vous devrez le fabriquer vous-même à partir du même métal fin. Les relais à semi-conducteurs ont besoin d'être refroidis, il vaut donc la peine d'installer un dissipateur thermique et un ventilateur pour eux.

Comme il n'y a pas de réglage automatique dans le contrôleur, les valeurs P, I et D devront être saisies manuellement. Il existe quatre profils, pour chacun le nombre d'étapes, le taux de montée en température, le temps d'attente et l'étape, le seuil inférieur, la température cible et les valeurs des éléments chauffants supérieur et inférieur sont définis séparément.

Les radioamateurs doivent tôt ou tard faire face à des éléments de soudure à travers un réseau de boules. La méthode de soudage BGA est utilisée partout dans la production de masse de divers équipements. Pour l'installation, un fer à souder infrarouge est utilisé, qui relie les pièces sans contact. Les modifications prêtes à l'emploi coûtent cher et les analogues moins chers n'ont pas suffisamment de fonctionnalités, il est donc possible de fabriquer un fer à souder à la maison.

Description du procédé de soudage IR

Le principe de fonctionnement d'une station de soudage infrarouge est l'impact de fortes ondes de 2 à 7 microns sur l'élément. Un appareil à souder avec des stations de soudage IR maison, à la fois maison et achetée, se compose de plusieurs éléments:

Chauffage inférieur.
Chauffage supérieur responsable de l'effet principal sur les matériaux.
La conception du porte-planche, placé sur la table.
Régulateur de température composé d'un élément programmable et d'un thermocouple.

La longueur d'onde dépend directement des indicateurs de température de la source d'énergie. Des matériaux sous diverses formes sont soudés avec une station IR faite à la main, il existe des paramètres de base pour le transfert d'énergie, l'opacité, la réflexion, la translucidité et la transparence. Avant de fabriquer une station de soudage IR de vos propres mains, vous devez comprendre que ces systèmes présentent certains inconvénients:

Différents degrés d'absorption d'énergie par les composants entraînent un chauffage inégal.
Chaque carte, en raison de ses caractéristiques différentes, nécessite la sélection de températures, sinon les composants surchauffent et tombent en panne.
La présence d'une "zone morte" où l'énergie infrarouge n'atteint pas l'objet souhaité.
Une condition préalable pour protéger les surfaces des autres éléments de l'évaporation des flux.

Le chauffage se produit en raison du transfert de chaleur vers la carte de circuit imprimé. L'effet thermique de la station infrarouge se produit sur le dessus de la pièce, la température n'est pas suffisante, la conception implique donc de chauffer la partie inférieure. La partie inférieure est constituée d'une table chauffante, le processus de soudure peut être effectué au moyen d'un rayonnement infrarouge silencieux ou par flux d'air.

L'équipement professionnel est assez cher, les analogues moins chers n'ont pas suffisamment de fonctionnalités. Pour économiser de l'argent, effectuez les opérations nécessaires avec les contrôleurs BGA, il est possible de fabriquer une station de soudage infrarouge de vos propres mains. L'assemblage est possible à partir de matériaux disponibles dans le commerce et improvisés. Le design est une thermotable fabriquée à partir d'une vieille lampe, équipée de lampes de type halogène. Le contrôleur et le réchauffeur supérieur sont soit achetés sur le marché, soit assemblés à partir d'anciennes pièces de rechange.

Le tableau thermostatique nécessitera la présence de réflecteurs, lampes halogènes, placés dans un boîtier profilé ou en tôle. Lorsque vous créez une station de soudage infrarouge de vos propres mains, vous devez respecter les dessins que vous pouvez développer vous-même ou emprunter à d'autres artistes. Le boîtier doit être pourvu d'un emplacement pour un thermocouple, qui transmet des informations au contrôleur pour éviter les changements brusques de température, un échauffement excessif du matériau.

L'assemblage d'une station de soudage IR implique des structures faites maison sous la forme de fixations à partir d'un trépied. La température de l'unité de chauffage est contrôlée par un second thermocouple. Installé en parallèle avec le radiateur, le trépied est fixé sur le panneau de manière à ce que l'élément IR puisse être déplacé sur la surface de la table chauffante. L'emplacement de la carte se fait au-dessus des lampes halogènes de 2-3 cm, dans le cas de la thermotable. La fixation est réalisée avec des équerres, pour la fabrication il est possible d'utiliser un profilé en aluminium inutile.

Fabriquer un chalumeau de vos propres mains nécessitera d'abord un étui. Pour refroidir le système, l'installation d'un ou de plusieurs refroidisseurs puissants est nécessaire, il est conseillé de choisir le matériau en acier galvanisé. Après l'assemblage complet, le système est ajusté en démarrant le circuit, en déboguant l'appareil.

Le radiateur inférieur peut être fabriqué de plusieurs manières, mais une bien meilleure option consiste à utiliser des lampes halogènes. Une solution rationnelle consiste à installer de vos propres mains des lampes d'une puissance totale de 1 kW ou plus. Sur les côtés de la structure, des seuils sont installés pour fixer la planche. L'installation de matériaux pour le soudage est effectuée sur le canal, pour les petites pièces, des substrats ou des pinces à linge sont utilisés.

Il est connu que l'élément chauffant supérieur de qualité appropriée ne peut pas être fabriqué à la main. Pour obtenir le meilleur résultat dans le processus de soudage IR, il est nécessaire d'utiliser des éléments chauffants en céramique. Pour et station de soudage infrarouge, fabriquée à la main, la meilleure option est d'utiliser un radiateur ELSTEIN. Le fabricant affiche les meilleurs résultats, le spectre d'émission est idéal pour remplacer les cartes BGA et autres pièces. Il n'est pas recommandé d'économiser sur l'achat d'un appareil de chauffage supérieur - un appareil de chauffage lors de l'assemblage d'une station de soudage de vos propres mains, car. lorsque vous travaillez avec un outil de mauvaise qualité, des dommages à la planche ou à la structure assemblée sont possibles.

La conception du chauffage supérieur est possible à partir d'un lit fait maison. Il suffit d'avoir un réglage en hauteur et en largeur pour un travail confortable sur une station de soudage infrarouge à faire soi-même. Un thermocouple est fixé au trépied pour contrôler la température.

Le boîtier du contrôleur est dimensionné en fonction des pièces à installer. Une option appropriée peut être un morceau de tôle, qui peut être facilement coupé avec des ciseaux métalliques. L'unité de contrôle abrite également des ventilateurs, divers boutons, ainsi qu'un écran et le contrôleur lui-même. Arduino agit comme un contrôleur, la fonctionnalité est tout à fait suffisante pour la soudure à faire soi-même des circuits BGA.

Détails pour un appareil fait maison

Avant d'assembler un équipement de vos propres mains, vous devez préparer les matériaux et les outils. Pour un fer à souder infrarouge il vous faudra :

Un ensemble de lampes halogènes, dont le nombre dépend de la forme du futur réchauffeur inférieur de la station de soudage, le nombre optimal est sélectionné dans la plage de 4 à 6 pièces.
Tête infrarouge en céramique d'une puissance d'au moins 400 watts pour le chauffage supérieur.
Tuyau de pommeau de douche pour fils, coins en aluminium.
Fil d'acier, attache d'un vieil appareil photo ou lampe de table pour fabriquer un trépied.
Contrôleur Arduino, 2 relais et thermocouples, ainsi qu'une alimentation 5 volts pouvant être réalisée à partir d'un chargeur de téléphone portable.
Vis, connecteurs et périphériques supplémentaires.

Pendant le processus d'assemblage, des dessins seront nécessaires, que des connaissances élémentaires en électronique aideront à démonter.

Application et appareil

Un fer à souder infrarouge est principalement utilisé lorsqu'il n'y a pas d'accès aux composants remplaçables. Il est utilisé lors du remplacement de petites pièces, le principal avantage est l'absence de dépôts de carbone et d'autres dépôts, comme lors du travail avec un fer à souder conventionnel, ainsi qu'une petite possibilité d'endommager les éléments voisins. Pour un usage domestique, il est possible de fabriquer un fer à souder de vos propres mains à l'aide d'un allume-cigare d'une voiture.

L'appareil fonctionne lorsqu'il est alimenté en 12 volts, une telle tension peut être obtenue en utilisant un convertisseur ou une alimentation inutile pour un ordinateur.

Fabrication

Avant d'assembler la station de soudage, l'élément chauffant est retiré du boîtier de l'allume-cigare. Les fils de puissance sont connectés aux contacts de puissance, il est possible de connecter un fil de cuivre avec isolation au fil central. Il n'est pas difficile de fabriquer un fer à souder, il suffit d'isoler la connexion à distance de l'élément chauffant, il est possible d'utiliser une gaine thermorétractable.

Le corps est en matériau réfractaire. Il est possible d'utiliser un fer à souder qui ne fonctionne pas ou d'acheter une pièce d'acier. Il faut s'assurer que les fils ne se touchent pas. Il est important de comprendre que ce type d'appareil est utilisé pour des travaux mineurs, car les seuils de température et autres paramètres ne sont pas contrôlés.

Il y a environ deux ans, j'ai publié un article. Cet article a suscité l'intérêt de nombreux radioamateurs. Mais malheureusement, après avoir répété la station de soudure IR, il y a eu quelques remarques au niveau du fonctionnement de la station, que j'ai essayé d'éliminer dans cette version de la station :
- Des amplificateurs de thermocouple analogiques AD8495 avec compensation de soudure froide intégrée sont utilisés, ce qui augmente la précision des lectures de température
- le problème de défaillance des transistors du réchauffeur inférieur est résolu à l'aide d'un contrôleur de puissance triac
- Firmware amélioré (qui est compatible avec la version précédente de la station). Après le démarrage, le profil thermique commence à courir à partir de la température à laquelle la carte est préchauffée, ce qui permet de gagner beaucoup de temps. Un merci spécial pour la correction et l'adaptation du firmware pour les écrans chinois.
- ajout d'une pince à vide
- Le corps de la station de soudage a été entièrement repensé. Le design de la station s'est avéré très agréable, plus stable et fiable, elle prend moins de place sur le bureau. Tout ce dont vous avez besoin est combiné dans un seul boîtier - le réchauffeur inférieur, le réchauffeur supérieur, la pince à vide et le contrôleur lui-même.

Description de la conception

Le contrôleur est à deux canaux. Un thermocouple ou une thermistance platine PT100 peut être connecté au premier canal. Seul un thermocouple est connecté au second canal. 2 canaux ont un fonctionnement automatique et manuel. Le mode de fonctionnement automatique maintient une température de 10 à 255 degrés grâce à la rétroaction des thermocouples ou d'une thermistance en platine (dans le premier canal). En mode manuel, la puissance de chaque canal peut être ajustée de 0 à 99 %. La mémoire du contrôleur contient 14 profils thermiques pour le soudage BGA. 7 pour la soudure contenant du plomb et 7 pour la soudure sans plomb. Les profils thermiques sont listés ci-dessous.

Le contrôleur commence à effectuer un profil thermique à partir de la température à laquelle la carte est préchauffée. Ceci est très pratique et vous permet de redémarrer rapidement le profil thermique au cas où, par exemple, si la température était insuffisante pour retirer la puce, vous pouvez sélectionner un profil thermique avec une température plus élevée et retirer immédiatement la puce à la deuxième tentative.

Le circuit utilise une unité d'alimentation combinée, composée d'un interrupteur à transistor pour l'élément chauffant supérieur et d'un interrupteur à triac pour l'élément chauffant inférieur. Bien que, par exemple, vous puissiez utiliser 2 transistors ou 2 commutateurs triac.

J'ai utilisé 2 modules AD8495 prêts à l'emploi achetés chez Aliexpress. Les mods ont cependant besoin de quelques ajustements. Voir la photo ci-dessous.

Nous ne prêtons pas attention au fait que le module de la deuxième photo est tourné de 90 degrés. J'ai dû le déployer, car mes modules reposaient sur l'unité d'alimentation. Les connecteurs pour thermocouples sont utilisés en usine.

Pour ceux qui ne prévoient pas d'utiliser une thermistance en platine à l'avenir, la partie du circuit mise en évidence par la ligne pointillée rouge ne peut pas être assemblée.

Cartes de circuits imprimés de l'unité de puissance et du contrôleur.

Pour refroidir les interrupteurs d'alimentation, j'ai utilisé un dissipateur thermique d'une carte vidéo avec refroidissement actif.

Plus loin sur la photo vous verrez l'étape de montage de la station de soudure, en tant que designer. Tous les matériaux ont été achetés dans une grande quincaillerie. Les panneaux avant et arrière sont en fibre de verre renforcée avec des coins en aluminium. Le carton de basalte sert de matériau d'isolation thermique. Le chauffage inférieur est constitué de 9 lampes halogènes (1500W 220-240V R7S 254mm) regroupées en 3 groupes de 3 lampes connectées en série.

Le fil pour 220V est en silicone, haute température.

Une bonne pompe à vide peut être achetée sur Aliexpress pour 400 à 500 roubles. Point de repère pour la recherche sur la photo ci-dessous.

Au départ, j'avais prévu d'utiliser la station de soudage et le verre IR sur le radiateur inférieur, ce qui offrait de bons avantages :
- belle apparence
- payant (sur des casiers à poser directement sur le verre), comme dans les stations Termopro
Mais hélas, les inconvénients se sont avérés plus importants :
- chauffage (refroidissement) très long de la carte
- le boîtier de la station de soudage est très chaud, par exemple, sans verre, le boîtier est à peine chaud pendant le fonctionnement. Le verre a donc dû être abandonné.

Avec le trépied dévissé, le verre peut être facilement retiré ou inséré dans la station. De plus, au lieu de verre, vous pouvez insérer, par exemple, une grille.

Aspect de la station assemblée.

Accessoires, portoirs, canal aluminium pour portoirs, manche pincette à vide, tube silicone pour pincette, thermocouple.

"Ingrédients" nécessaires pour fabriquer un manche de pince à vide. Mélangeur utilisé à partir de colle époxy Moment dans une double seringue. Un tube en aluminium (dans lequel un trou doit être percé) et un connecteur du diamètre approprié pour un tube en silicone. Le tout est collé dans le tube aluminium avec de la colle époxy.

Configuration du contrôleur
La résistance R32 est nécessaire pour régler la tension de 5,12V à la sortie de U4. La résistance R28 ajuste le contraste de l'affichage. Si vous ne prévoyez pas d'utiliser une thermistance en platine, la configuration de la station est terminée.
Une description de l'étalonnage d'une voie avec une thermistance en platine est décrite dans l'article de la première version de la station.

Recommandations
Le chauffage supérieur doit être installé à une hauteur de 5-6 cm de la surface du panneau. Si, au moment de l'exécution du profil thermique, la température dépasse de plus de 3 degrés la valeur définie, nous réduisons la puissance du réchauffeur supérieur (allumez la station avec l'encodeur enfoncé et réglez la puissance maximale du réchauffeur supérieur). Un faux-rond de plusieurs degrés en fin de profil thermique (après avoir éteint le chauffage supérieur) n'est pas terrible. Cela affecte l'inertie de la céramique. Par conséquent, je choisis le profil thermique souhaité 5 degrés de moins que ce dont j'ai besoin. Avant de retirer la puce avec une sonde, vous devez vous assurer (en appuyant doucement sur chaque coin de la puce) que les billes sous la puce ont flotté. Lors de l'installation, nous n'utilisons que du flux de haute qualité, sinon le mauvais choix de flux peut tout gâcher. Également lors du montage de la puce BGA nécessairement vous devez couvrir le cristal rectangle de feuille d'aluminium avec une taille de côté égale à environ ½ du côté BGA, afin de réduire la température au centre, qui est toujours supérieure à la température près du thermocouple (voir la photo des points de chaleur des radiateurs IR ELSTEIN dans l'article de la première version de la station).
En général, regardez la vidéo ci-dessous.
Ci-dessous, vous pouvez télécharger une archive avec une carte de circuit imprimé au format LAY, code source, firmware.

Liste des éléments radio

La désignation	Type de	Dénomination	Quantité	Noter	Mon bloc-notes
E1	Encodeur		1		Vers le bloc-notes
U1, U2	Amplificateur opérationnel	AD8495	2		Vers le bloc-notes
U3	Amplificateur opérationnel	LM358	1		Vers le bloc-notes
U4	Régulateur linéaire	LM7805	1		Vers le bloc-notes
U5	MK PIC 8 bits	PIC16F876A	1		Vers le bloc-notes
U6	MK PIC 8 bits	PIC12F683	1	Remplacement possible par PIC12F675, mais non recommandé	Vers le bloc-notes
U7, U8	optocoupleur	PC817	2		Vers le bloc-notes
U9	optocoupleur	MOC3052M	1		Vers le bloc-notes
ACL1	affichage LCD	VC20x4C-GIY-C1	1	20x4 basé sur KS0066 (HD44780)	Vers le bloc-notes
Q1	Transistor MOSFET	TK20A60U	1		Vers le bloc-notes
Z1	Quartz	16 MHz	1		Vers le bloc-notes
VD1	Diode redresseur	LL4148	1		Vers le bloc-notes
VD2	Pont de diodes	KBU1010	1		Vers le bloc-notes
VD3	diode zener	24V	1		Vers le bloc-notes
VD4	Pont de diodes	DB107	1		Vers le bloc-notes
T1	triac	BTA41-600B	1		Vers le bloc-notes
R9	Thermistance platine	PT100	1		Vers le bloc-notes
R2, R3, R6, R7, R26, R27	Résistance	10 kOhms	6		Vers le bloc-notes
R1, R5	Résistance	1 MΩ	2		Vers le bloc-notes
R4, R8	Résistance	100 kOhms	2		Vers le bloc-notes
R10, R11	Résistance	4,7 kOhms	2	Tolérance de 1 % ou mieux	Vers le bloc-notes
R12	Résistance	51 ohms	1		Vers le bloc-notes
R13, R32	Résistance ajustable	100 ohms	2	multi-tours	Vers le bloc-notes
R14, R15, R16, R17	Résistance	220 kOhms	5	Tolérance de 1 % ou mieux	Vers le bloc-notes
R18	Résistance	1,5 kOhm	1		Vers le bloc-notes
R19	Résistance ajustable	100 kOhms	1	multi-tours	Vers le bloc-notes
R20	Résistance	100 ohms	1		Vers le bloc-notes
R21	Résistance	20 kOhms	1		Vers le bloc-notes
R22	Résistance	510 ohms	1		Vers le bloc-notes
R23, R24	Résistance	47 kOhm	2	Puissance 1W	Vers le bloc-notes
R25	Résistance	5,1 kOhms	1		Vers le bloc-notes
R28	Résistance ajustable	10 kOhms	1	multi-tours	Vers le bloc-notes
R29	Résistance	16 ohms	1	Puissance 2W	Vers le bloc-notes
R30, R31	Résistance	2,7 kOhms	2		Vers le bloc-notes
R33	Résistance	2,2 kOhms	1		Vers le bloc-notes
R34	Résistance	100 kOhms	1	Puissance 1W (vous devrez peut-être choisir la valeur lors du réglage du détecteur de zéro)	Vers le bloc-notes
R35	Résistance	47 kOhm	1	vous devrez peut-être choisir la valeur lors du réglage du détecteur de zéro	Vers le bloc-notes
R36	Résistance	470 ohms	1		Vers le bloc-notes
R37	Résistance	360 ohms	1	Puissance 1W	Vers le bloc-notes
R38	Résistance	330 ohms	1	Puissance 1W	Vers le bloc-notes
R39	Résistance

De nombreux radioamateurs ne trouvent pas le bon outil pour diverses puces et composants. Une station de soudage à faire soi-même pour ces artisans est l'une des meilleures options pour résoudre tous les problèmes.

Vous n'avez plus besoin de choisir parmi de nombreux appareils d'usine imparfaits, il vous suffit de trouver les bons composants, de passer un peu de temps et de créer de vos propres mains l'appareil parfait qui répond à toutes les exigences.

Le marché moderne offre aux radioamateurs un grand nombre de types différents avec différentes configurations.

Dans la plupart des cas, les stations de soudage sont divisées en :

postes de contact.
Appareils numériques et analogiques.
appareils à induction.
Appareils sans contact.
postes de démantèlement.

La première version des stations est un fer à souder relié à une unité de contrôle de température.

Schéma électrique de la station de soudage.

Les appareils de soudage par contact sont divisés en:

dispositifs pour travailler avec des soudures contenant du plomb;
appareils pour travailler avec des soudures sans plomb.

Vous permettant de faire fondre la soudure sans plomb, ils disposent de puissants éléments chauffants. Ce choix de fers à souder est dû au point de fusion élevé de la soudure sans plomb. Bien entendu, en raison de la présence d'un contrôleur de température, de tels dispositifs sont applicables pour travailler avec de la soudure contenant du plomb.

Les machines à souder analogiques régulent la température de la panne à l'aide d'un capteur de température. Dès que la pièce à main surchauffe, l'alimentation est coupée. Lorsque le noyau refroidit, l'alimentation est à nouveau fournie au fer à souder et le chauffage commence.

Les appareils numériques contrôlent la température du fer à souder à l'aide d'un contrôleur PID spécialisé, qui à son tour obéit à une sorte de programme intégré au microcontrôleur.

Une caractéristique distinctive des appareils à induction est le chauffage du noyau du fer à souder à l'aide d'une bobine pulsée. Pendant le fonctionnement, des oscillations à haute fréquence se produisent, qui forment des courants de Foucault dans le revêtement ferromagnétique de l'équipement.

Le chauffage s'arrête lorsque le ferromagnétique atteint le point de Curie, après quoi les propriétés du métal changent et l'effet des hautes fréquences s'arrête.

Les machines à souder sans contact sont divisées en:

infrarouge;
air chaud;
combiné.

La station de soudage se compose d'un élément chauffant sous la forme d'un émetteur en quartz ou en céramique.

Les stations de soudage infrarouge, par rapport aux stations de soudage à air chaud, présentent les avantages tangibles suivants :

pas besoin de chercher des buses pour un séchoir à souder;
bien adapté pour travailler avec tous les types de microcircuits;
aucune déformation thermique des cartes de circuits imprimés due à un chauffage uniforme ;
les composants radio ne sont pas soufflés de la carte ;
chauffage uniforme du point de soudure.

Il est important de noter que les appareils à souder infrarouges sont des équipements professionnels et sont rarement utilisés par les radioamateurs ordinaires.

Dépendance de la température sur le temps de brasage.

Dans la plupart des cas, les appareils infrarouges sont constitués de :

élément chauffant supérieur en céramique ou en quartz ;
réchauffeur inférieur;
table pour supporter les cartes de circuits imprimés;
microcontrôleur contrôlant la station ;
thermocouples pour contrôler les températures actuelles.

Les stations de soudage à air chaud sont utilisées pour le montage des composants radio. Dans la plupart des cas, les stations à air chaud sont pratiques pour souder des composants dans des boîtiers SMD. Ces pièces sont de taille miniature et sont bien soudées en leur fournissant de l'air chaud à partir d'un pistolet à air chaud.

En règle générale, les appareils combinés combinent plusieurs types d'équipements de soudage, par exemple un pistolet à air chaud et un fer à souder.

Les stations de démantèlement sont équipées d'un compresseur qui aspire l'air. Un tel équipement est idéal pour enlever l'excès de soudure ou démonter les composants inutiles sur une carte de circuit imprimé.

Toutes les stations de composants plus ou moins décentes dans différents cas ont l'équipement supplémentaire suivant:

lampes de rétroéclairage;
extracteurs de fumée ou hottes;
pistolets pour le démontage et l'aspiration de l'excédent de soudure;
pinces à vide;
émetteurs infrarouges pour chauffer l'ensemble de la carte de circuits imprimés ;
pistolet à air chaud pour chauffer une certaine zone;
pinces thermiques.

Station de soudure bricolage

La station la plus fonctionnelle et la plus pratique est l'infrarouge.

Avant de fabriquer une station de soudage infrarouge de vos propres mains, vous devez acheter les articles suivants :

chauffage halogène sur quatre lampes infrarouges d'une puissance de 2 kW;
chauffage infrarouge supérieur pour la station de soudage sous la forme d'une tête infrarouge en céramique de 450 W ;
coins en aluminium pour créer un cadre de structure;
tuyau de douche;
fil d'acier;
pied de n'importe quelle lampe de table;
micro-ordinateur programmable, par exemple Arduino ;
plusieurs relais statiques ;
deux thermocouples pour contrôler la température actuelle ;
alimentation 5 volts ;
petit écran;
avertisseur sonore 5 volts;
attaches;
si nécessaire, un séchoir à souder.

Des radiateurs en quartz ou en céramique peuvent être utilisés comme radiateur supérieur.

Fabriquer une station de soudage de vos propres mains.

Les avantages des émetteurs céramiques sont présentés :

spectre de rayonnement invisible qui n'endommage pas les yeux d'un radioamateur;
disponibilité plus longue ;
grande prévalence.

À leur tour, les radiateurs infrarouges à quartz présentent les avantages suivants :

uniformité à haute température dans la zone de chauffage;
moindre coût.

Les étapes de montage de la station de soudage IR sont présentées ci-dessous :

Installation des éléments du réchauffeur inférieur pour fonctionner avec des éléments bga.
Le moyen le plus simple d'obtenir quatre lampes halogènes est de les démonter d'un ancien radiateur. Une fois le problème avec les lampes résolu, vous devez trouver le type de boîtier.
Assemblage de la structure de la table à souder et réflexion sur le système de maintien des plaquettes sur la résistance inférieure.
L'installation du système de fixation du circuit imprimé consiste à découper six morceaux de profilé en aluminium et à les fixer au boîtier avec des écrous à ruban perforé. Le système de montage qui en résulte permet de déplacer la carte de circuit imprimé et de l'adapter aux besoins du radioamateur.
Installation des éléments du réchauffeur supérieur et du pistolet à souder.
Un radiateur en céramique de 450 à 500 W peut être acheté dans la boutique en ligne chinoise. Pour installer le radiateur supérieur, vous devez prendre une feuille de métal et la plier pour l'adapter au radiateur. Après cela, le radiateur supérieur de l'IR fait maison, ainsi que le sèche-cheveux, doivent être placés sur la jambe de l'ancienne lampe et connectés à l'alimentation électrique.
Programmation et connexion du micro-ordinateur.
L'étape la plus cruciale dans la création de votre propre dispositif de soudure infrarouge, y compris : la création d'un boîtier pour le microcontrôleur en réfléchissant à l'emplacement du reste des composants et des boutons. Dans le boîtier, avec le contrôleur, il doit y avoir les éléments suivants: deux relais à semi-conducteurs, un écran, une alimentation, des boutons et des bornes de connexion.

La plupart des radioamateurs préfèrent utiliser d'anciens blocs système comme base du boîtier et des coins en aluminium pour fixer tous les éléments principaux du radiateur inférieur. Lors du raccordement des lampes, il est recommandé d'utiliser le câblage standard du radiateur halogène démonté.

Une fois le processus d'assemblage de la station terminé, vous devez procéder à la configuration directe du microcontrôleur. Les radioamateurs qui fabriquaient leur propre station de soudage infrarouge devaient souvent utiliser le micro-ordinateur Arduino ATmega2560.

Des logiciels écrits spécifiquement pour les appareils basés sur ce type de contrôleur peuvent être trouvés sur Internet.

Schème

Schéma de principe d'un fer à souder infrarouge.

Un schéma typique d'une station de soudage comprend :

bloc d'amplificateurs à thermocouples ;
microcontrôleur avec écran ;
clavier
un dispositif de signalisation sonore, par exemple un haut-parleur d'ordinateur ;
batteries et support de pistolet à souder;
dessins d'éléments détecteurs de zéro ;
éléments de l'unité de puissance;
alimentation de tous les équipements.

Dans la plupart des cas, l'aménagement de la station est représenté par les microcomposants suivants :

optocoupleur ;
MOSFET ;
triac;
plusieurs stabilisateurs;
potentiomètre;
résistance d'accord ;
résistance ;
LED ;
résonateur;
plusieurs résonateurs dans des boîtiers SMD ;
condensateurs;
commutateurs.

Les marquages précis des pièces varient en fonction des besoins et des conditions de fonctionnement prévues.

Traiter

Le processus d'assemblage d'une station de soudage infrarouge dépend en grande partie des préférences du maître.

Une version typique de l'appareil sur le microcontrôleur Arduino, qui convient à la plupart des radioamateurs, est assemblée dans l'ordre suivant :

sélection des éléments nécessaires;
préparation de composants radio et de radiateurs pour les travaux d'installation;
assembler le corps de la station de soudage ;
installation de préchauffeurs inférieurs pour un chauffage uniforme des cartes de circuits imprimés massives ;
installation du tableau de commande du combiné à souder et sa fixation à l'aide de fixations préparées à l'avance;
installation du réchauffeur supérieur et du pistolet à air chaud à souder ;
installation de fixations pour thermocouples;
programmer le microcontrôleur dans certaines conditions de travail de soudure;
vérifier tous les éléments, y compris les lampes halogènes du radiateur inférieur, l'émetteur infrarouge et le sèche-cheveux.

Dispositif de station de soudage.

Après l'assemblage complet de la station infrarouge, tous les éléments doivent être vérifiés pour leur fonctionnement.

Une attention particulière doit être accordée à la vérification du bon fonctionnement des thermocouples, car dans ce système, il n'y a pas de compensation pour eux.

Cela signifie que lorsque la température de l'air dans la pièce change, le thermocouple commencera à mesurer la température avec une erreur significative.

La vérification de la tête de chauffe en céramique est également importante. En cas de surchauffe de l'émetteur infrarouge, il est nécessaire de prévoir un soufflage ou un refroidissement d'air avec un radiateur supplémentaire.

Paramètre

La configuration des modes de fonctionnement de la station de soudage IR consiste principalement à :

définir les modes de fonctionnement autorisés des sécheurs à souder ;
vérification des modes de fonctionnement de l'élément chauffant inférieur ;
régler les températures de fonctionnement de l'émetteur à quartz supérieur ;
installation de boutons spéciaux pour un changement rapide des paramètres de chauffage ;
programmation du microcontrôleur.

Caractéristiques du dispositif de station de soudage.

Au fur et à mesure que des travaux de soudure sont effectués, il peut être nécessaire de modifier les températures et les modes.

De telles actions peuvent être effectuées à l'aide des boutons associés au micro-ordinateur :

le bouton + doit être réglé pour augmenter la température d'un émetteur à quartz acheté ou fait maison par pas de 5 à 10 degrés ;
boutons - devrait également abaisser la température par petits incréments.

Les principaux réglages du micro-ordinateur sont présentés :

ajuster les valeurs P, I et D ;
ajuster les profils, dans lesquels l'étape de modification de certains paramètres est prescrite ;
réglage des températures critiques auxquelles la station s'éteint.

Certains concepteurs fabriquent le radiateur supérieur à partir d'un sèche-cheveux. Cette approche ne convient que pour souder de petits éléments dans des boîtiers SMD.

Les stations de soudage IR maison sont idéales pour les petites réparations à domicile ou dans des ateliers privés. En raison de la simplicité relative de la conception et de la large fonctionnalité, les stations infrarouges sont extrêmement demandées.

Schéma électrique du fer à souder.

Réglage compétent des paramètres du microcontrôleur.
Si des paramètres incorrects sont entrés dans l'ordinateur, la machine à souder peut mal souder les composants et endommager le masque de la carte de circuit imprimé.
Mettre un équipement de protection lors des travaux de soudure.
Un émetteur à quartz, contrairement à un émetteur en céramique, génère un rayonnement à une longueur d'onde visible à l'œil pendant le fonctionnement. Par conséquent, si l'appareil utilise un émetteur infrarouge à quartz, il est recommandé de porter des lunettes de protection spéciales qui protègent l'opérateur contre les dommages à la vue.
Le schéma électrique de la station ne doit contenir que des éléments fiables.
De plus, tous les condensateurs et résistances utilisés dans l'assemblage doivent être sélectionnés avec une petite marge.
Le contrôleur de la station de soudage IR peut être sélectionné parmi les modèles Arduino populaires.
Si vous le souhaitez, le contrôleur peut également être fabriqué à partir d'un micro-ordinateur inconnu. Cependant, dans ce cas, le maître devra développer indépendamment un logiciel pour la station de soudage.
Lors de l'assemblage de la station, un connecteur pour connecter un fer à souder doit être fourni.
Parfois, il est plus pratique de souder les composants de la carte par points à l'aide d'un fer à souder conventionnel ou d'un appareil avec un pistolet à air chaud au lieu d'une pointe. Une solution similaire peut être mise en œuvre en concevant un thermocouple supplémentaire pour contrôler la température du fer à souder.
Pour les soudures avec des flux actifs et des soudures à haute teneur en plomb, une circulation d'air doit être assurée.
Un bon échappement ou ventilateur facilitera grandement la respiration de l'opérateur et lui permettra de ne pas respirer les vapeurs métalliques nocives.

Conclusion

Les stations de soudage IR sont parmi les meilleures stations de soudage dans une grande variété de conceptions de boîtiers. Vous pouvez créer une station de soudage sur des éléments chauffants infrarouges même à la maison.

En règle générale, les artisans à domicile préfèrent utiliser de puissantes lampes halogènes pour les appareils de chauffage inférieurs. Les principaux brochages des connecteurs, les paramètres des microcircuits, les modèles de microcontrôleurs, les instructions sur la fabrication d'un fer à souder à partir d'un sèche-cheveux domestique et d'autres informations sont disponibles sur Internet.