Stazione di saldatura a infrarossi. Stazione di saldatura a infrarossi fai-da-te: caratteristiche del dispositivo Stazioni di saldatura a riscaldamento a infrarossi

Attenzione! Questo articolo è solo a scopo informativo e l'assemblaggio non è raccomandato! Nello stesso posto, scarichiamo le versioni firmware aggiornate per la stazione della prima versione.

Quando si riparano schede madri relative alla sostituzione di componenti BGA, una stazione di saldatura a infrarossi è indispensabile! Le stazioni cinesi non brillano di qualità e le stazioni di saldatura IR di alta qualità non sono economiche. La via d'uscita è assemblare da soli la stazione di saldatura. Il costo dei componenti per il montaggio della stazione non supera i 10 mila rubli. Nonostante l'economicità, una stazione IR fatta in casa si è dimostrata affidabile nella riparazione delle schede madri. Il controller garantisce un'accurata conformità del profilo termico, che è un fattore importante quando si sostituiscono i componenti BGA.

Descrizione del progetto

La stazione è composta da un controller di controllo, riscaldamento inferiore, riscaldatore superiore.

Il controller è a due canali. Al primo canale è possibile collegare una termocoppia o un termistore al platino. Solo una termocoppia è collegata al secondo canale. 2 canali hanno il funzionamento automatico e manuale. La modalità di funzionamento automatico mantiene una temperatura di 10-255 gradi attraverso il feedback di termocoppie o un termistore al platino (nel primo canale). In modalità manuale, la potenza in ciascun canale può essere regolata da 0-99%. La memoria del controller contiene 14 profili termici per la saldatura BGA. 7 per saldature contenenti piombo e 7 per saldature senza piombo. I profili termici sono elencati di seguito. Se lo si desidera, possono essere modificati (la fonte è nell'archivio).

Per la saldatura senza piombo, la temperatura massima del profilo termico: - 8 profilo termico - 225°C circa, 9 - 230°C circa, 10 - 235°C circa, 11 - 240°C circa, 12 - 245°C circa, 13 - 250°C circa, 14 - 255°C di

Se il riscaldatore superiore non ha il tempo di riscaldarsi in base al profilo termico, il controller si ferma e attende fino al raggiungimento della temperatura desiderata. Questo viene fatto per adattare il controller a riscaldatori deboli che si riscaldano a lungo e non tengono il passo con il profilo termico.

Il controller può essere utilizzato anche come termoregolatore, ad esempio durante l'essiccazione o la cottura di una soldermask (in un forno in cui è posizionata una termocoppia) o in altri casi in cui è richiesto un controllo preciso della temperatura.

Schema schematico del controller

Le seguenti sono le foto del controller. Ho utilizzato l'alimentatore di un laptop, che ho convertito in una tensione di 12 volt. Come presa per termocoppie ho usato una presa usb con pezzi di textolite, che è saldata al pannello frontale, vedi foto. Il raffreddamento è attivo, ho usato un tubo di calore dal raffreddamento del laptop. Ho saldato una piastra di rame al termotubo con un asciugacapelli, su cui verranno installati gli elementi per il raffreddamento. È possibile utilizzare il raffreddamento del processore dall'unità di sistema, ma le dimensioni del dispositivo aumenteranno.

Il riscaldamento inferiore è costituito da un riscaldatore alogeno per 3 lampade con una potenza totale di 1,2 kW. La base con un riflettore e una griglia protettiva viene smontata dal riscaldatore. Ho realizzato la scocca per il riscaldamento inferiore da lamiera curva (colmo zincato), che ho tagliato con delle forbici metalliche. Inoltre, al progetto è stata aggiunta una soglia in alluminio (giunto), per la comodità di installare un canale in alluminio su di essa. La scheda madre è installata sul canale attraverso i rack. Il riscaldamento inferiore può essere collegato al controller. Ho agito in modo diverso per non disturbare la seconda termocoppia: ho inserito un dimmer da 600 W nel riscaldamento inferiore, solo ho installato un radiatore più grande sul triac. Con la regolazione di 1,2 kW fa un ottimo lavoro. Ricordo la posizione approssimativa del dimmer, alla quale la temperatura richiesta sulla scheda madre è stabile. Per le schede piccole (ad esempio le schede video), è possibile utilizzare mollette da bucato avvitate alla guida DIN. Un esempio nella foto.

Sfortunatamente, non è possibile realizzare un riscaldatore superiore di alta qualità con mezzi improvvisati. Ho sperimentato lampade alogene, tubi di quarzo con spirali e ho anche sperimentato una lampada IR. Ma il riscaldatore in ceramica dell'azienda ELSTEIN della serie SHTS (con doratura) si è dimostrato il migliore di tutti. Riscaldatori simili sono utilizzati in costose stazioni IR. Ho usato ELSTEIN SHTS/100 800W e ELSTEIN SHTS/4 300W. I riscaldatori riscaldano molto bene e praticamente non brillano. Lo spettro IR è molto adatto per sostituire i componenti BGA. Sconsiglio i riscaldatori dalla Cina, anche se sembrano ELSTEIN.

Riscaldatore spot ELSTEIN SHTS/100 800W. La dimensione del riscaldatore è 96x96 mm. La distanza tra il riscaldatore e la tavola è di 5 cm.

Cerchio El1 diametro 4 cm (sbalzo di temperatura 5 gradi dal centro al bordo del cerchio).

Cerchio El2 diametro 5 cm (sbalzo di temperatura 10 gradi dal centro al bordo del cerchio).

Cerchio El3 diametro 6 cm (sbalzo di temperatura 15 gradi dal centro al bordo del cerchio).

Riscaldatore spot ELSTEIN SHTS/4 300W. Dimensioni del riscaldatore 60x60 mm. La distanza tra il riscaldatore e la tavola è di 5 cm.

Cerchio El1 diametro 2,5 cm (differenza di temperatura 5 gradi dal centro al bordo del cerchio). Adatto per la maggior parte delle patatine.

Cerchio El2 diametro 3 cm (sbalzo di temperatura 10 gradi dal centro al bordo del cerchio).

Cerchio El3 diametro 4,5 cm (differenza di temperatura 15 gradi dal centro al bordo del cerchio).

Come puoi vedere, entrambi i riscaldatori sono adatti per la sostituzione di componenti BGA. Ma ELSTEIN SHTS/100 800W ha un vantaggio rispetto al secondo riscaldatore. Questo è un punto di calore uniforme molto più grande. Un cerchio con un diametro di 4 cm in cui la differenza di temperatura non è superiore a 5°C o. Praticamente un indicatore simile a quello di Thermopro con riflettore 3D (che ha un punto di calore quadrato uniforme 4x4cm con una differenza di temperatura non superiore a 5°C o)

Di seguito sono riportate le foto del design del riscaldatore superiore e del letto, che ho realizzato da quello che era nel negozio di ferramenta. Il design si è rivelato vincente, è regolabile in altezza e lunghezza, il riscaldatore ruota attorno al suo asse, è facile installarlo sopra qualsiasi parte della tavola.

La termocoppia è collegata a un treppiede. È facile indirizzarlo a qualsiasi parte del tabellone. Progettazione di foto. Ho usato una custodia di metallo flessibile di una torcia USB di un negozio dove tutto ha lo stesso prezzo. In una guaina di metallo ho inserito una termocoppia senza isolamento esterno con un filo.

Configurazione del controller

Per regolare il canale della termocoppia superiore, R3 è impostato sulla posizione centrale. Posizioniamo la termocoppia del controller e la termocoppia del termometro di riferimento su una superficie riscaldata (ad esempio una lampada alogena, dove entrambe le termocoppie sono collegate tra loro e su di esse viene applicata pasta termica), e calibriamo le letture della temperatura massima valore di 250 gradi con resistenza R6. Quindi lasciamo raffreddare la lampada a temperatura ambiente e calibriamo la lettura della temperatura inferiore con il resistore R3. Questa procedura deve essere ripetuta più volte fino a quando le temperature minima e massima corrispondono ai valori effettivi. Ripetiamo la stessa procedura con il canale della termocoppia inferiore utilizzando rispettivamente i resistori R11 e R14. Allo stesso modo, il primo canale viene calibrato quando si utilizza un termistore al platino con resistori R21 e R27, rispettivamente. Se non si prevede di utilizzare un termistore al platino, l'amplificatore operazionale U2 può essere escluso dal circuito con tutto il cablaggio e l'uscita 11 del microcontrollore può essere collegata a + 5V.

Il video mostra il controllo del controller e la modifica dei parametri, nonché il processo di rimozione e installazione del chip. Installo il riscaldatore superiore ad un'altezza di 5-6 cm dalla superficie della tavola. Se, al momento dell'esecuzione del termoprofilo, la temperatura si discosta di oltre 3 gradi dal valore impostato, abbassiamo la potenza del riscaldatore superiore. Un runout di diversi gradi alla fine del profilo termico (dopo aver spento il riscaldatore superiore) non è terribile. Ciò influisce sull'inerzia della ceramica. Pertanto, scelgo il profilo termico desiderato 5 gradi in meno del necessario. Su questo riscaldamento inferiore, la temperatura è leggermente diversa sopra la zona del riscaldamento e nella zona in ombra (la differenza è di circa 10-15 gradi). Pertanto, è consigliabile installare la scheda sul riscaldatore inferiore in modo che il chip sia al di sopra della zona del riscaldatore (ma questo non è critico). Prima di rimuovere il chip con una sonda, è necessario assicurarsi (premendo delicatamente su ogni angolo del chip) che le palline sotto il chip siano galleggiate. Durante l'installazione utilizziamo solo flussi di alta qualità, altrimenti la scelta sbagliata del flusso può rovinare tutto. Inoltre, quando si monta il chip BGA, si consiglia di ricoprire il cristallo con un rettangolo di foglio di alluminio con lato pari a circa ½ del lato del BGA, in modo da ridurre la temperatura al centro, che è sempre più alta superiore alla temperatura vicino alla termocoppia (vedi foto sopra dei punti di calore dei riscaldatori IR ELSTEIN).

Il ventilatore esterno non è attivato da software, sebbene sia indicato nello schema. In futuro, si prevede di apportare modifiche al codice sorgente e di utilizzare una ventola esterna.

Di seguito è possibile scaricare l'archivio con il circuito stampato in formato LAY, codice sorgente, firmware

Elenco di elementi radio

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Punto	Il mio taccuino
E1	Codificatore	EC11	1	Con bottone		Al blocco note
U1, U2	Amplificatore operazionale	LM358	2			Al blocco note
U3	Regolatore lineare	LM7805	1	Installato su un radiatore		Al blocco note
U4	MK PIC a 8 bit	PIC16F876	1	PIC16F876A		Al blocco note
U5, U6	fotoaccoppiatore	PC817	2			Al blocco note
LCD1	display LCD	WH2004A-YYH-CT	1	20x4 basato su KS0066 (HD44780) con dizionario inglese-russo		Al blocco note
Q1, Q2	Transistor MOSFET	TK20A60U	2	2SK3568		Al blocco note
Q3, Q4, Q5	Transistor MOSFET	IRLML0030	3	O qualsiasi MOSFET a canale N		Al blocco note
Z1	Quarzo	16 MHz	1			Al blocco note
VD1	diodo raddrizzatore	LL4148	1			Al blocco note
VD2, VD3	Ponte a diodi	KBU1010	2			Al blocco note
VD4, VD5	diodo zener	24 V	2			Al blocco note
R1	Termistore platino	PT100	1			Al blocco note
R2, R10	Resistore	470 ohm	2			Al blocco note
R3, R11	Resistenza trimmer	1 MΩ	2			Al blocco note
R4, R12	Resistore	1 MΩ	2			Al blocco note
R5, R13, R26	Resistore	1,5 kOhm	3			Al blocco note
R6, R14, R27	Resistenza trimmer	100 kOhm	3	multigiro		Al blocco note
R7, R15	Resistore	130 kOhm	2			Al blocco note
R8, R16, R29	Resistore	20 kOhm	3			Al blocco note
R9, R28	Resistore	100 ohm	2			Al blocco note
R17, R30	Resistore	10 kOhm	2			Al blocco note
R18, R19	Resistore	4,7 kOhm	2	Tolleranza dell'1% o migliore		Al blocco note
R20	Resistore	51 ohm	1			Al blocco note
R21	Resistenza trimmer	100 ohm	1	multigiro		Al blocco note
R22, R23, R24, R24	Resistore	220 kOhm	4	Tolleranza dell'1% o migliore		Al blocco note
R31	Resistenza trimmer	10 kOhm	1	multigiro		Al blocco note
R32	Resistore	16 ohm	1	Potenza 2W		Al blocco note
R33, R34, R36, R37	Resistore	47 kOhm	4	Potenza 1 W		Al blocco note
R35, R38	Resistore	5,1 kOhm	2

Con l'avvento della tecnologia a microprocessore, è diventato necessario occuparsi della risaldatura dei microcircuiti BGA durante le riparazioni, che è estremamente difficile o, più spesso, impossibile da fare con i metodi usuali. Anche un asciugacapelli non sempre aiuterà a far fronte al compito. Ecco perché realizzare una stazione di saldatura a infrarossi con le proprie mani sarà la migliore alternativa e talvolta l'unica soluzione pertinente.

Stazione di saldatura IR

I chip BGA (Ball grid array) sono presenti in quasi tutti i moderni dispositivi "intelligenti": telefoni, computer, TV, stampanti. Durante il funzionamento, possono guastarsi, il che richiede la sostituzione di una parte difettosa con una nuova. Ma eseguire una tale procedura senza attrezzature speciali è un compito estremamente difficile.

Il problema è che i produttori stanno inventando sempre più nuovi metodi per il montaggio di parti elettroniche. E un normale saldatore o asciugacapelli non sarà sempre in grado di aiutare a risolvere un problema del genere. Dopotutto, le sfere di contatto contribuiscono a un elevato trasferimento di calore alla tavola, per cui non possono sciogliersi.

Se si tenta di aumentare la temperatura alla temperatura richiesta per il loro scioglimento, c'è il rischio di surriscaldare il microcircuito, a causa del quale potrebbe non funzionare. A causa del surriscaldamento, non si può escludere la possibilità di danni alle parti vicine. Soprattutto se i loro corpi sono fatti di materiali fusibili.

Una stazione a infrarossi può essere un'ottima soluzione. Ti consente di sostituire anche controller GPU di grandi dimensioni. E con l'uso diffuso di computer, laptop, schede madri, adattatori video e altre apparecchiature complesse, tali lavori di riparazione vengono eseguiti abbastanza spesso. E se le stazioni ad aria calda precedenti potevano essere utilizzate per sostituire i microcircuiti di grandi dimensioni, ora, quando i produttori utilizzano metodi di saldatura senza contatto, l'unica soluzione ottimale è una stazione IR in grado di far fronte qualitativamente alla sostituzione di qualsiasi parte del microprocessore.

Principio operativo

I problemi principali durante la saldatura di chip e controller sono il surriscaldamento fino al punto di fusione del materiale di contatto o il surriscaldamento della parte da sostituire e il suo guasto.

Quindi è nata l'idea di riscaldare la scheda stessa a una temperatura di 100–150 gradi Celsius. Successivamente, saldare già le parti. Ciò consente di ridurre qualitativamente il trasferimento di calore alla scheda textolite, il che consente di abbassare le temperature "superiori". Ciò significa che la parte stessa sarà meno soggetta a surriscaldamento.

Puoi anche riscaldare con una pistola ad aria calda, ma è preferibile utilizzare un saldatore a infrarossi. Dopotutto, la stazione IR consente di farlo in modo controllato, ovvero di monitorare e mantenere le temperature "inferiore" e "superiore" o utilizzare il profilo termico di saldatura consigliato.

Caratteristiche del progetto

Qualsiasi stazione di saldatura IR è composta da tre parti principali. Tutto sembra abbastanza semplice, sebbene ognuno di essi sia un meccanismo complesso indipendente, combinato con un'installazione comune. Così, ogni stazione comprende:

A seconda del modello e del produttore, i saldatori IR possono differire solo per le caratteristiche tecniche. Alcuni facilitano il lavoro, altri, al contrario, richiedono maggiore attenzione e costi di manodopera da parte dell'utente.

Ciò influisce anche sul costo delle apparecchiature. Pertanto, quando si sceglie una stazione, è necessario prestare attenzione non solo al prezzo, ma anche ai dati tecnici, in modo da non pagare più del dovuto per funzionalità non necessarie.

Produzione fai da te

Per le industrie o le persone coinvolte nella riparazione di apparecchiature elettroniche complesse, è del tutto possibile acquistare una stazione IR di saldatura in fabbrica per lavoro. Ma per i dilettanti o per coloro che hanno bisogno di una tale installazione occasionalmente, puoi crearla tu stesso. E a favore di questo, prima di tutto, parla il prezzo. Anche gli elettrodomestici di fabbricazione cinese costano da $ 1.000. Modelli di alta qualità di marchi europei da 2 mila dollari e oltre. Non tutti possono permettersi un piacere così costoso.

Per quanto riguarda la stazione di saldatura a infrarossi fatta in casa, tutto sembra molto più ottimista. Secondo i calcoli medi, un simile analogo di un saldatore a infrarossi costerà circa $ 80, il che sembra incomparabilmente più accettabile dei prezzi dei dispositivi di fabbrica.

Qualsiasi persona coinvolta nella riparazione di apparecchiature complesse ha conoscenze sufficienti per inventare e progettare una stazione IR da sola. A questo proposito, la parte elettronica, l'aspetto e alcune caratteristiche potrebbero differire. E qui il design di base rimarrà lo stesso in qualsiasi modello. Ecco perché non esiste un unico schema ideale che possa essere dato come unica soluzione corretta. Ma per comprendere il principio stesso della creazione di un saldatore IR, qualsiasi modello andrà bene. E già in base alle tue conoscenze e preferenze personali, puoi rimuovere o aggiungere determinate parti.

Prima opzione

Questa opzione utilizzerà un controller a due canali.

1. Il primo canale viene utilizzato per un termistore al platino Pt 100 o una termocoppia convenzionale.
2. Il secondo canale sarà utilizzato esclusivamente dalla termocoppia. I canali del controller possono funzionare in modalità automatica o manuale.

La temperatura può essere mantenuta tra 10 e 255 gradi Celsius. Le termocoppie o un sensore e una termocoppia, tramite feedback, controllano questi parametri in modalità automatica. In modalità manuale, la potenza di ciascuno dei canali verrà regolata da 0 a 99 percento.

Memoria del controller conterrà 14 diversi profili termici per lavorare con i chip BGA. Sette sono per leghe contenenti piombo e gli altri sette sono per saldature senza piombo.

In caso di riscaldatori deboli, quello superiore potrebbe non tenere il passo con il profilo termico. In questo caso, il controllore metterà in pausa l'esecuzione e attenderà il raggiungimento della temperatura richiesta.

Inoltre, il controller esegue in modo molto conveniente un profilo termico basato sulla temperatura di preriscaldamento dell'intera scheda. Se per un motivo o per l'altro non è stato possibile rimuovere il chip, è possibile riavviarlo con una temperatura più alta.

L'unità di potenza mostrata nello schema ha un interruttore a transistor per il riscaldamento superiore e un interruttore a sette piani per quello inferiore. Sebbene sia accettabile utilizzare due transistor o triac. L'area tratteggiata rossa può essere omessa se vengono calcolate due termocoppie.

Per rimuovere il calore dalle chiavi, puoi utilizzare un radiatore con raffreddamento attivo da qualsiasi apparecchiatura. La cosa principale è che si adatta al design dell'apparato simulato. Il riscaldatore inferiore sarà composto da nove lampade alogene da 1500 W 220-240 V R7S da 254 mm. Dovresti ottenere tre parti di tre lampade collegate in serie. È meglio usare fili in silicone ad alta temperatura per 220 volt.

Il corpo è assemblato in fibra di vetro o qualsiasi altro materiale simile e rinforzato con angoli in alluminio. Dovrai anche acquistare una pompa a vuoto. Per un aspetto più estetico, puoi utilizzare il vetro IR sul pannello inferiore. Ma qui ci sono diversi punti negativi contemporaneamente: riscaldamento e raffreddamento troppo lenti e l'intera struttura si riscalda troppo durante il funzionamento. Sebbene la presenza del vetro non solo renda il dispositivo più attraente, ma anche conveniente, poiché le schede possono essere posizionate direttamente su di esso.

Il rack è realizzato con canale in alluminio per rack. Si stanno preparando una pinzetta sottovuoto e un tubo, una termocoppia e dei rack. Si consiglia di realizzare il riscaldatore superiore in ELSTEIN SHTS/100 800W. Quando tutti i dettagli sono pronti, devono essere riposti nella custodia e puoi procedere all'installazione.

I riscaldatori sono installati a una distanza di 5-6 centimetri dalle schede. Se l'esaurimento della temperatura è superiore a tre gradi, vale la pena ridurre la potenza del riscaldatore superiore.

Seconda decisione

Come seconda opzione, possiamo offrire un design che differisce solo per i componenti interni. E prima devi preparare tutto accessori necessari:

La cosa principale è decidere immediatamente il tipo di caso. Naturalmente, molto dipende dalla disponibilità di materiale adatto. Pertanto, è da questo che vale la pena partire quando arriva il momento di posizionare i componenti all'interno.

Ora devi prendere un riscaldatore alogeno. Potrebbe essere possibile trovarne uno vecchio, poiché deve essere smontato e rimossi i riflettori e le lampade alogene. Le lampade stesse non hanno bisogno di essere smontate. Ora tutto questo dovrà essere inserito nella custodia preparata. Vengono utilizzate solo 4 lampade da 450 watt, collegate in parallelo. È preferibile utilizzare gli stessi fili con cui sono già stati collegati. Se per qualche motivo non è possibile utilizzare le loro capacità, dovrai acquistarne altre resistenti al calore.

Immediatamente devi pensare al sistema di ritenzione delle tasse. È difficile dare qui raccomandazioni specifiche. Dopotutto, tutto dipende dal corpo. Ma sarebbe bello utilizzare profili in alluminio, nei quali bulloni e dadi non sono inseriti rigidamente in modo tale da poter in seguito bloccare i circuiti stampati e, allo stesso tempo, c'è la possibilità di adattarsi a schede di diverse dimensioni. Le termocoppie che controllano l'andamento della temperatura impostata nel riscaldatore inferiore si passano meglio nel tubo della doccia. Ciò darà mobilità e comodità nel processo di lavoro e installazione.

Il ruolo del riscaldatore superiore eseguirà una potenza ceramica di 450 watt. Questo può essere acquistato come pezzo di ricambio per le stazioni IR. Anche qui devi occuparti del caso, poiché è lui che fornisce il riscaldamento corretto e di alta qualità. Può essere realizzato in lamiera sottile, piegata secondo necessità, a seconda della forma e delle dimensioni del riscaldatore.

Ora devi pensare al montaggio del riscaldatore superiore. Dal momento che deve essere mobile e muoversi non solo su o giù, ma anche con diverse angolazioni. Perfetto per un supporto per lampada da tavolo. Puoi risolverlo in qualsiasi modo conveniente.

È il momento del controllore. Ha anche bisogno di un caso separato. Se ce n'è uno già pronto adatto, puoi usarlo. Altrimenti, dovrai realizzarlo da solo dallo stesso metallo sottile. I relè a stato solido hanno bisogno di raffreddamento, quindi vale la pena installare un dissipatore di calore e una ventola.

Poiché non esiste un'impostazione automatica nel controller, i valori P, I e D dovranno essere inseriti manualmente. Ci sono quattro profili, per ognuno il numero di gradini, il tasso di aumento della temperatura, il tempo di attesa e il gradino, la soglia inferiore, la temperatura target e i valori per i riscaldatori superiore e inferiore sono impostati separatamente.

I radioamatori prima o poi devono fare i conti con la saldatura degli elementi attraverso una serie di sfere. Il metodo di saldatura BGA è utilizzato ovunque nella produzione in serie di varie apparecchiature. Per l'installazione viene utilizzato un saldatore a infrarossi, che collega le parti in modo senza contatto. Le modifiche già pronte sono costose e le controparti più economiche non hanno funzionalità sufficienti, quindi è possibile realizzare un saldatore a casa.

Descrizione del processo di saldatura IR

Il principio di funzionamento di una stazione di saldatura a infrarossi è l'impatto di forti onde di 2-7 micron sull'elemento. Un dispositivo per la saldatura con stazioni di saldatura IR fatte in casa, sia fatte in casa che acquistate, è costituito da diversi elementi:

• Riscaldatore inferiore.
• Riscaldatore superiore responsabile dell'effetto principale sui materiali.
• Il design del porta tavole, posizionato sul tavolo.
• Termoregolatore composto da un elemento programmabile e una termocoppia.

La lunghezza d'onda dipende direttamente dagli indicatori di temperatura della fonte di energia. I materiali in varie forme sono saldati con una stazione IR fatta a mano, ci sono parametri di base per il trasferimento di energia, opacità, riflessione, traslucenza e trasparenza. Prima di realizzare una stazione di saldatura IR con le tue mani, devi capire che ci sono alcuni svantaggi di questi sistemi:

• Diversi gradi di assorbimento di energia da parte dei componenti portano a un riscaldamento non uniforme.
• Ogni scheda, per le sue diverse caratteristiche, richiede la selezione delle temperature, altrimenti i componenti si surriscaldano e si guastano.
• La presenza di una "zona morta" in cui l'energia infrarossa non raggiunge l'oggetto desiderato.
• Un prerequisito per proteggere le superfici di altri elementi dall'evaporazione dei flussi.

Il riscaldamento si verifica a causa del trasferimento di calore al circuito stampato. L'effetto termico della stazione a infrarossi si verifica sulla parte superiore, la temperatura non è sufficiente, quindi il design prevede il riscaldamento della parte inferiore. La parte inferiore è costituita da un tavolo riscaldante, il processo di saldatura può essere effettuato tramite una silenziosa radiazione infrarossa, oppure tramite flusso d'aria.

L'attrezzatura professionale è piuttosto costosa, gli analoghi più economici non hanno funzionalità sufficienti. Per risparmiare denaro, eseguire le operazioni necessarie con i controller BGA, è possibile realizzare una stazione di saldatura a infrarossi con le proprie mani. L'assemblaggio è possibile da materiali disponibili in commercio e improvvisati. Il design è un termotavolo ricavato da una vecchia lampada, dotato di lampade di tipo alogeno. Il controller e il riscaldatore superiore sono acquistati dal mercato o assemblati da vecchi pezzi di ricambio.

Il tavolo termostatico richiederà la presenza di riflettori, lampade alogene, inseriti in un profilo o cassa in lamiera. Quando crei una stazione di saldatura a infrarossi con le tue mani, dovresti aderire ai disegni che puoi sviluppare da solo o prendere in prestito da altri artisti. La custodia deve essere dotata di un posto per una termocoppia, che trasmette informazioni al controller per prevenire sbalzi di temperatura, riscaldamento eccessivo del materiale.

L'assemblaggio di una stazione di saldatura IR coinvolge strutture fatte in casa sotto forma di elementi di fissaggio da un treppiede. La temperatura dell'unità di riscaldamento è controllata da una seconda termocoppia. Installato in parallelo al riscaldatore, il treppiede è fissato al pannello in modo tale che l'elemento IR possa essere spostato sulla superficie del tavolo riscaldante. La posizione della scheda è realizzata sopra le lampade alogene di 2-3 cm, nel caso del termotable. Il fissaggio viene effettuato con staffe, per la fabbricazione è possibile utilizzare un profilo in alluminio non necessario.

Fare una fiamma ossidrica con le tue mani richiederà prima una custodia. Per raffreddare il sistema è necessaria l'installazione di uno o più refrigeratori, è preferibile scegliere un materiale in acciaio zincato. Dopo l'assemblaggio completo, il sistema viene regolato avviando il circuito, eseguendo il debug del dispositivo.

Il riscaldatore inferiore può essere realizzato in diversi modi, ma un'opzione molto migliore è utilizzare lampade alogene. Una soluzione razionale è installare lampade con una potenza totale di 1 kW o più con le proprie mani. Ai lati della struttura sono installate delle soglie che fisseranno la tavola. L'installazione di materiali per la saldatura viene eseguita sul canale, per parti più piccole vengono utilizzati substrati o mollette.

È noto che il riscaldatore superiore di adeguata qualità non può essere realizzato a mano. Per ottenere il miglior risultato nel processo di saldatura IR, è necessario utilizzare elementi riscaldanti in ceramica. Per e stazione di saldatura a infrarossi, realizzata a mano, l'opzione migliore è utilizzare un riscaldatore ELSTEIN. Il produttore mostra i migliori risultati, lo spettro di emissione è ideale per la sostituzione di schede BGA e altre parti. Non è consigliabile risparmiare sull'acquisto di un riscaldatore superiore: un riscaldatore quando si assembla una stazione di saldatura con le proprie mani, perché. quando si lavora con uno strumento di bassa qualità, sono possibili danni alla scheda o alla struttura assemblata.

Il design per il riscaldamento superiore è possibile da un letto fatto da sé. È sufficiente avere la regolazione in altezza e larghezza per lavorare comodamente su una stazione di saldatura a infrarossi fai-da-te. Una termocoppia è collegata al treppiede per controllare la temperatura.

La custodia del controller è dimensionata in base alle parti da installare. Un'opzione adatta potrebbe essere un pezzo di lamiera, che può essere facilmente tagliato con le forbici di metallo. L'unità di controllo ospita anche ventole, vari pulsanti, oltre a un display e il controller stesso. Arduino funge da controller, la funzionalità è abbastanza sufficiente per la saldatura fai-da-te di circuiti BGA.

Dettagli per un dispositivo fatto in casa

Prima di assemblare qualsiasi attrezzatura con le tue mani, devi preparare materiali e strumenti. Per un saldatore a infrarossi avrai bisogno di:

• Un set di lampade alogene, il cui numero dipende dalla forma del futuro riscaldatore inferiore della stazione di saldatura, il numero ottimale è selezionato nell'intervallo da 4 a 6 pezzi.
• Testa a infrarossi in ceramica con una potenza di almeno 400 watt per il riscaldatore superiore.
• Flessibile soffione doccia per fili, angoli in alluminio.
• Filo di acciaio, elemento di fissaggio di una vecchia fotocamera o lampada da tavolo per realizzare un treppiede.
• Controller Arduino, 2 relè e termocoppie, oltre a un alimentatore da 5 volt realizzabile da un caricabatterie per cellulare.
• Viti, connettori e periferiche aggiuntive.

Durante il processo di assemblaggio saranno necessari disegni, che le conoscenze elementari in elettronica aiuteranno a smontare.

Applicazione e dispositivo

Un saldatore a infrarossi viene utilizzato principalmente quando non è possibile accedere a componenti sostituibili. Viene utilizzato quando si sostituiscono piccole parti, il vantaggio principale è l'assenza di depositi di carbonio e altri depositi, come quando si lavora con un saldatore convenzionale, nonché una piccola possibilità di danneggiare gli elementi vicini. Per uso domestico, è possibile realizzare un saldatore con le proprie mani usando un accendisigari da un'auto.

Il dispositivo funziona quando alimentato a 12 volt, tale tensione può essere ottenuta utilizzando un convertitore o un alimentatore non necessario per un computer.

Produzione

Prima di montare la stazione di saldatura, l'elemento riscaldante viene rimosso dall'alloggiamento dell'accendisigari. I cavi di alimentazione sono collegati ai contatti di alimentazione, è possibile collegare un filo di rame con isolamento al filo centrale. Non è difficile realizzare un saldatore, è sufficiente isolare la connessione a distanza dall'elemento riscaldante, è possibile utilizzare un tubo termoretraibile.

Il corpo è realizzato in materiale refrattario. È possibile utilizzare un saldatore non funzionante o acquistare un pezzo di acciaio. È necessario assicurarsi che i fili non si tocchino. È importante capire che questo tipo di dispositivo viene utilizzato per lavori minori, poiché le soglie di temperatura e altri parametri non sono controllati.

Circa due anni fa ho pubblicato un articolo. Questo articolo ha suscitato l'interesse di molti radioamatori. Ma sfortunatamente, dopo aver ripetuto la stazione di saldatura IR, ci sono state alcune osservazioni sul funzionamento della stazione, che ho cercato di eliminare in questa versione della stazione:
- Vengono utilizzati amplificatori di termocoppie analogici AD8495 con compensazione della giunzione fredda incorporata, di conseguenza viene aumentata la precisione delle letture della temperatura
- il problema con il guasto dei transistor del riscaldatore inferiore viene risolto con l'aiuto di un controller di potenza triac
- Firmware migliorato (che è compatibile con la versione precedente della stazione). Dopo l'avvio, il profilo termico inizia a funzionare dalla temperatura a cui è preriscaldata la scheda, il che consente di risparmiare molto tempo. Un ringraziamento speciale per la correzione e l'adattamento del firmware per i display cinesi.
- aggiunta pinzette sottovuoto
- Il corpo della stazione di saldatura è stato completamente ridisegnato. Il design della stazione si è rivelato molto curato, più stabile e affidabile, occupa meno spazio sulla scrivania. Tutto ciò di cui hai bisogno è combinato in un caso: il riscaldatore inferiore, il riscaldatore superiore, le pinzette a vuoto e il controller stesso.

Descrizione del progetto

Il controller è a due canali. Al primo canale è possibile collegare una termocoppia o un termistore al platino PT100. Solo una termocoppia è collegata al secondo canale. 2 canali hanno il funzionamento automatico e manuale. La modalità di funzionamento automatico mantiene una temperatura di 10-255 gradi attraverso il feedback di termocoppie o un termistore al platino (nel primo canale). In modalità manuale, la potenza in ciascun canale può essere regolata da 0-99%. La memoria del controller contiene 14 profili termici per la saldatura BGA. 7 per saldature contenenti piombo e 7 per saldature senza piombo. I profili termici sono elencati di seguito.

Per la saldatura senza piombo, la temperatura massima del profilo termico: - 8 profilo termico - 225°C circa, 9 - 230°C circa, 10 - 235°C circa, 11 - 240°C circa, 12 - 245°C circa, 13 - 250°C circa, 14 - 255°C di

Se il riscaldatore superiore non ha il tempo di riscaldarsi in base al profilo termico, il controller si ferma e attende fino al raggiungimento della temperatura desiderata. Questo viene fatto per adattare il controller a riscaldatori deboli che si riscaldano a lungo e non tengono il passo con il profilo termico.

Il controllore inizia ad eseguire un profilo termico dalla temperatura alla quale la scheda viene preriscaldata. Questo è molto comodo e consente di riavviare rapidamente il profilo termico nel caso, ad esempio, se la temperatura fosse insufficiente per rimuovere il chip, è possibile selezionare un profilo termico con una temperatura maggiore e rimuovere immediatamente il chip al secondo tentativo.

Il circuito utilizza un'unità di alimentazione combinata, costituita da un interruttore a transistor per il riscaldatore superiore e un interruttore a triac per il riscaldatore inferiore. Sebbene, ad esempio, sia possibile utilizzare 2 transistor o 2 interruttori triac.

Ho usato 2 moduli AD8495 standard acquistati da Aliexpress. Le mod hanno bisogno di qualche ritocco però. Vedi foto sotto.

Non prestiamo attenzione al fatto che il modulo nella seconda foto è ruotato di 90 gradi. Ho dovuto implementarlo, poiché i miei moduli poggiavano sull'unità di alimentazione. I connettori per termocoppie sono usati in fabbrica.

Per coloro che non prevedono di utilizzare un termistore al platino in futuro, la parte del circuito evidenziata dalla linea tratteggiata rossa non può essere assemblata.

Schede a circuiti stampati dell'unità di alimentazione e del controller.

Per raffreddare gli interruttori di alimentazione, ho utilizzato un dissipatore di calore da una scheda video con raffreddamento attivo.

Più avanti nella foto vedrai la fase di assemblaggio della stazione di saldatura, come designer. Tutti i materiali sono stati acquistati da un grande negozio di ferramenta. I pannelli anteriore e posteriore sono realizzati in fibra di vetro rinforzata con angoli in alluminio. Il cartone di basalto funge da materiale termoisolante. Il riscaldamento inferiore è costituito da 9 lampade alogene (1500W 220-240V R7S 254mm) combinate in 3 gruppi di 3 lampade collegate in serie.

Il filo per 220V è in silicone, ad alta temperatura.

Una buona pompa per vuoto può essere acquistata su Aliexpress per 400-500 rubli. Punto di riferimento per la ricerca nella foto sotto.

Inizialmente, avevo pianificato di utilizzare la stazione di saldatura e il vetro IR sul riscaldatore inferiore, il che offriva buoni vantaggi:
- bell'aspetto
- a pagamento (su scaffalature si può appoggiare direttamente sul vetro), come nelle stazioni Termopro
Ma ahimè, gli svantaggi si sono rivelati più significativi:
- riscaldamento (raffreddamento) molto lungo della scheda
- il corpo della stazione di saldatura è molto caldo, ad esempio, senza vetro, la custodia è appena calda durante il funzionamento. Quindi il vetro doveva essere abbandonato.

Con il treppiede svitato, il vetro può essere facilmente rimosso o inserito nella stazione. Inoltre, al posto del vetro, puoi inserire, ad esempio, una griglia.

Aspetto della stazione assemblata.

Accessori, cremagliere, canale in alluminio per cremagliere, manico per pinzette sottovuoto, tubo in silicone per pinzette, termocoppia.

"ingredienti" necessari per realizzare il manico di una pinzetta sottovuoto. Miscelatore usato da colla epossidica Moment in una doppia siringa. Un tubo in alluminio (in cui deve essere praticato un foro) e un connettore del diametro appropriato per un tubo in silicone. Tutto è incollato nel tubo di alluminio con colla epossidica.

Configurazione del controller
La resistenza R32 è necessaria per impostare la tensione di 5,12V all'uscita di U4. La resistenza R28 regola il contrasto del display. Se non si prevede di utilizzare un termistore al platino, la configurazione della stazione è terminata.
Una descrizione della calibrazione di un canale con termistore al platino è descritta nell'articolo della prima versione della stazione.

Raccomandazioni
Il riscaldatore superiore deve essere installato ad un'altezza di 5-6 cm dalla superficie del pannello. Se al momento dell'esecuzione del profilo termico la temperatura supera il valore impostato di oltre 3 gradi, abbassiamo la potenza del riscaldatore superiore (accendere la stazione con l'encoder premuto e impostare la potenza massima del riscaldatore superiore). Un runout di diversi gradi alla fine del profilo termico (dopo aver spento il riscaldatore superiore) non è terribile. Ciò influisce sull'inerzia della ceramica. Pertanto, scelgo il profilo termico desiderato 5 gradi in meno del necessario. Prima di rimuovere il chip con una sonda, è necessario assicurarsi (premendo delicatamente su ogni angolo del chip) che le palline sotto il chip siano galleggiate. Durante l'installazione utilizziamo solo flussi di alta qualità, altrimenti la scelta sbagliata del flusso può rovinare tutto. Anche durante il montaggio del chip BGA necessariamente devi coprire il cristallo rettangolo di alluminio con una dimensione del lato pari a circa ½ del lato BGA, in modo da ridurre la temperatura al centro, che è sempre superiore alla temperatura in prossimità della termocoppia (vedi foto dei punti di calore dei riscaldatori IR ELSTEIN nell'articolo di la prima versione della stazione).
In generale, guarda il video qui sotto.
Di seguito è possibile scaricare un archivio con circuito stampato in formato LAY, codice sorgente, firmware.

Elenco di elementi radio

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Punto	Il mio taccuino
E1	Codificatore		1			Al blocco note
U1, U2	Amplificatore operazionale	AD8495	2			Al blocco note
U3	Amplificatore operazionale	LM358	1			Al blocco note
U4	Regolatore lineare	LM7805	1			Al blocco note
U5	MK PIC a 8 bit	PIC16F876A	1			Al blocco note
U6	MK PIC a 8 bit	PIC12F683	1	Possibile sostituzione con PIC12F675, ma sconsigliata		Al blocco note
U7, U8	fotoaccoppiatore	PC817	2			Al blocco note
U9	fotoaccoppiatore	MOC3052M	1			Al blocco note
LCD1	display LCD	VC20x4C-GIY-C1	1	20x4 basato su KS0066 (HD44780)		Al blocco note
Q1	Transistor MOSFET	TK20A60U	1			Al blocco note
Z1	Quarzo	16 MHz	1			Al blocco note
VD1	diodo raddrizzatore	LL4148	1			Al blocco note
VD2	Ponte a diodi	KBU1010	1			Al blocco note
VD3	diodo zener	24V	1			Al blocco note
VD4	Ponte a diodi	DB107	1			Al blocco note
T1	Triac	BTA41-600B	1			Al blocco note
R9	Termistore platino	PT100	1			Al blocco note
R2, R3, R6, R7, R26, R27	Resistore	10 kOhm	6			Al blocco note
R1, R5	Resistore	1 MΩ	2			Al blocco note
R4, R8	Resistore	100 kOhm	2			Al blocco note
R10, R11	Resistore	4,7 kOhm	2	Tolleranza dell'1% o migliore		Al blocco note
R12	Resistore	51 ohm	1			Al blocco note
R13, R32	Resistenza trimmer	100 ohm	2	multigiro		Al blocco note
R14, R15, R16, R17	Resistore	220 kOhm	5	Tolleranza dell'1% o migliore		Al blocco note
R18	Resistore	1,5 kOhm	1			Al blocco note
R19	Resistenza trimmer	100 kOhm	1	multigiro		Al blocco note
R20	Resistore	100 ohm	1			Al blocco note
R21	Resistore	20 kOhm	1			Al blocco note
R22	Resistore	510 ohm	1			Al blocco note
R23, R24	Resistore	47 kOhm	2	Potenza 1 W		Al blocco note
R25	Resistore	5,1 kOhm	1			Al blocco note
R28	Resistenza trimmer	10 kOhm	1	multigiro		Al blocco note
R29	Resistore	16 ohm	1	Potenza 2W		Al blocco note
R30, R31	Resistore	2,7 kOhm	2			Al blocco note
R33	Resistore	2,2 kOhm	1			Al blocco note
R34	Resistore	100 kOhm	1	Potenza 1W (potrebbe essere necessario scegliere il valore quando si imposta il rilevatore di zero)		Al blocco note
R35	Resistore	47 kOhm	1	potrebbe essere necessario scegliere il valore quando si imposta il rilevatore di zero		Al blocco note
R36	Resistore	470 ohm	1			Al blocco note
R37	Resistore	360 ohm	1	Potenza 1 W		Al blocco note
R38	Resistore	330 ohm	1	Potenza 1 W		Al blocco note
R39	Resistore

Molti radioamatori non riescono a trovare lo strumento giusto per vari chip e componenti. Una stazione di saldatura fai-da-te per tali artigiani è una delle migliori opzioni per risolvere tutti i problemi.

Non è più necessario scegliere tra molti dispositivi di fabbrica imperfetti, basta trovare i componenti giusti, dedicare un po' di tempo e realizzare con le proprie mani il dispositivo perfetto che soddisfi tutti i requisiti.

Il mercato moderno offre ai radioamatori un numero enorme di vari tipi con diverse configurazioni.

Nella maggior parte dei casi, le stazioni di saldatura sono suddivise in:

1. stazioni di contatto.
2. Dispositivi digitali e analogici.
3. dispositivi ad induzione.
4. Dispositivi senza contatto.
5. stazioni di smantellamento.

La prima versione delle stazioni è un saldatore collegato ad un termoregolatore.

Schema elettrico della stazione di saldatura.

I dispositivi di saldatura a contatto sono suddivisi in:

• dispositivi per lavorare con saldature contenenti piombo;
• dispositivi per lavorare con saldature senza piombo.

Consentendoti di fondere saldature senza piombo, hanno potenti elementi riscaldanti. Questa scelta di saldatori è dovuta all'alto punto di fusione della saldatura senza piombo. Naturalmente, a causa della presenza di un regolatore di temperatura, tali dispositivi sono applicabili per lavorare con saldature contenenti piombo.

Le saldatrici analogiche regolano la temperatura della punta tramite un sensore di temperatura. Non appena il manipolo si surriscalda, l'alimentazione viene interrotta. Quando il nucleo si raffredda, l'alimentazione viene nuovamente fornita al saldatore e inizia il riscaldamento.

I dispositivi digitali controllano la temperatura del saldatore utilizzando un controller PID specializzato, che a sua volta obbedisce a una sorta di programma incorporato nel microcontrollore.

Una caratteristica distintiva dei dispositivi a induzione è il riscaldamento del nucleo del saldatore mediante una bobina pulsata. Durante il funzionamento si verificano oscillazioni ad alta frequenza che formano correnti parassite nel rivestimento ferromagnetico dell'apparecchiatura.

Il riscaldamento si interrompe quando il ferromagnete raggiunge il punto di Curie, dopodiché le proprietà del metallo cambiano e l'effetto delle alte frequenze si interrompe.

Le saldatrici contactless si dividono in:

• infrarossi;
• aria calda;
• combinato.

La stazione di saldatura è costituita da un elemento riscaldante sotto forma di un emettitore di quarzo o ceramica.

Le stazioni di saldatura a infrarossi, rispetto alle stazioni di saldatura ad aria calda, presentano i seguenti vantaggi tangibili:

• non c'è bisogno di cercare ugelli per un essiccatore di saldatura;
• adatto per lavorare con tutti i tipi di microcircuiti;
• nessuna deformazione termica dei circuiti stampati dovuta al riscaldamento uniforme;
• i componenti radio non vengono staccati dalla scheda;
• riscaldamento uniforme del punto di saldatura.

È importante notare che i dispositivi di saldatura a infrarossi sono apparecchiature professionali e sono usati raramente dai normali radioamatori.

Dipendenza della temperatura dal tempo di saldatura.

Nella maggior parte dei casi, i dispositivi a infrarossi sono costituiti da:

• riscaldatore superiore in ceramica o quarzo;
• riscaldatore inferiore;
• tavolo per il supporto di circuiti stampati;
• microcontrollore che controlla la stazione;
• termocoppie per il controllo delle temperature correnti.

Le stazioni di saldatura ad aria calda vengono utilizzate per il montaggio di componenti radio. Nella maggior parte dei casi, le stazioni ad aria calda sono convenienti per saldare componenti in pacchetti SMD. Tali parti sono di dimensioni ridotte e sono ben saldate fornendo loro aria calda da una pistola ad aria calda.

I dispositivi combinati, di norma, combinano diversi tipi di apparecchiature di saldatura, ad esempio una pistola ad aria calda e un saldatore.

Le stazioni di smontaggio sono dotate di un compressore che aspira l'aria. Tali apparecchiature sono ideali per rimuovere la saldatura in eccesso o smontare i componenti non necessari su un circuito stampato.

Tutte le stazioni componenti più o meno decenti in diversi casi hanno le seguenti apparecchiature aggiuntive:

• lampade di retroilluminazione;
• estrattori di fumo o cappe;
• pistole per lo smontaggio e l'aspirazione della saldatura in eccesso;
• pinzette a vuoto;
• emettitori di infrarossi per il riscaldamento dell'intero circuito stampato;
• pistola ad aria calda per riscaldare una determinata area;
• termopinze.

Stazione di saldatura fai da te

La stazione più funzionale e conveniente è quella a infrarossi.

Prima di realizzare una stazione di saldatura a infrarossi con le tue mani, dovresti acquistare i seguenti articoli:

• riscaldatore alogeno su quattro lampade a infrarossi con una potenza di 2 kW;
• riscaldatore a infrarossi superiore per la stazione di saldatura sotto forma di una testina a infrarossi in ceramica da 450 W;
• angoli in alluminio per creare una struttura a telaio;
• flessibile doccia;
• filo di acciaio;
• piede da qualsiasi lampada da tavolo;
• microcomputer programmabile, ad esempio Arduino;
• diversi relè a stato solido;
• due termocoppie per il controllo della temperatura attuale;
• alimentazione 5 volt;
• piccolo schermo;
• cicalino da 5 volt;
• elementi di fissaggio;
• se necessario, un saldatore.

Come riscaldatore superiore possono essere utilizzati riscaldatori al quarzo o in ceramica.

Realizzare una stazione di saldatura con le tue mani.

Vengono presentati i vantaggi degli emettitori ceramici:

• spettro invisibile di radiazione che non danneggia gli occhi di un radioamatore;
• tempo di attività più lungo;
• grande prevalenza.

A loro volta, i riscaldatori IR al quarzo presentano i seguenti vantaggi:

• uniformità ad alta temperatura nella zona di riscaldamento;
• costo più basso.

Le fasi di montaggio della stazione di saldatura IR sono presentate di seguito:

1. Installazione di elementi del riscaldatore inferiore per funzionare con elementi bga.
   Il modo più semplice per ottenere quattro lampade alogene è smontarle da un vecchio riscaldatore. Dopo aver risolto il problema con le lampade, dovresti trovare il tipo di custodia.
2. Assemblare la struttura del tavolo di saldatura e pensare al sistema per sostenere le schede sul riscaldatore inferiore.
   L'installazione del sistema di fissaggio PCB consiste nel tagliare sei pezzi di profilo in alluminio e fissarli alla custodia con dadi a nastro perforato. Il sistema di montaggio che ne risulta permette di spostare il circuito stampato e di adattarlo alle esigenze del radioamatore.
3. Installazione degli elementi del riscaldatore superiore e della pistola di saldatura.
   Il riscaldatore in ceramica da 450 - 500 W può essere acquistato dal negozio online cinese. Per installare il riscaldatore superiore, è necessario prendere un foglio di metallo e piegarlo per adattarlo al riscaldatore. Successivamente, il riscaldatore superiore dell'IR fatto in casa, insieme all'asciugacapelli, deve essere posizionato sulla gamba di una lampada così vecchia e collegato all'alimentazione.
4. Programmazione e collegamento del microcomputer.
   Il passaggio più cruciale nella creazione del proprio dispositivo di saldatura a infrarossi, tra cui: creare una custodia per il microcontrollore pensando allo spazio per il resto dei componenti e dei pulsanti. Nel caso, insieme al controller, dovrebbero essere presenti i seguenti elementi: due relè a stato solido, un display, un alimentatore, pulsanti e terminali di collegamento.

La maggior parte dei radioamatori preferisce utilizzare i vecchi blocchi di sistema come base della custodia e angoli in alluminio per il fissaggio di tutti gli elementi principali del riscaldatore inferiore. Quando si collegano le lampade, si consiglia di utilizzare il cablaggio standard del riscaldatore alogeno smontato.

Al termine del processo di assemblaggio della stazione, è necessario procedere alla configurazione diretta del microcontrollore. I radioamatori che realizzavano la propria stazione di saldatura a infrarossi spesso dovevano utilizzare il microcomputer Arduino ATmega2560.

Il software scritto specificamente per dispositivi basati su questo tipo di controller può essere trovato su Internet.

schema

Diagramma schematico di un saldatore a infrarossi.

Uno schema tipico di una stazione di saldatura include:

• blocco di amplificatori di termocoppie;
• microcontrollore con schermo;
• tastiera
• un dispositivo di segnalazione sonora, ad esempio un altoparlante per computer;
• batterie e supporto per saldatrici;
• disegni di elementi rivelatori zero;
• elementi dell'unità di potenza;
• alimentazione per tutte le apparecchiature.

Nella maggior parte dei casi, il layout della stazione è rappresentato dai seguenti microcomponenti:

• fotoaccoppiatore;
• mosfet;
• triac;
• diversi stabilizzatori;
• potenziometro;
• resistenza di sintonia;
• resistore;
• LED;
• risonatore;
• diversi risonatori in pacchetti SMD;
• condensatori;
• interruttori.

La marcatura precisa delle parti varia a seconda delle esigenze e delle condizioni operative previste.

Processi

Il processo di assemblaggio di una stazione di saldatura a infrarossi dipende in gran parte dalle preferenze del master.

Una versione tipica del dispositivo sul microcontrollore Arduino, adatta alla maggior parte dei radioamatori, è assemblata nella seguente sequenza:

• selezione degli elementi necessari;
• preparazione di componenti radio e riscaldatori per lavori di installazione;
• assemblaggio del corpo della stazione di saldatura;
• installazione di preriscaldatori inferiori per il riscaldamento uniforme di circuiti stampati massicci;
• installazione della scheda di controllo per la mietitrebbia di saldatura e suo fissaggio mediante elementi di fissaggio pre-preparati;
• installazione del riscaldatore superiore e della pistola ad aria calda saldante;
• installazione di elementi di fissaggio per termocoppie;
• programmazione del microcontrollore in determinate condizioni di lavoro di saldatura;
• controllo di tutti gli elementi, comprese le lampade alogene del riscaldatore inferiore, emettitore di infrarossi e asciugacapelli.

Dispositivo stazione di saldatura.

Dopo l'assemblaggio completo della stazione a infrarossi, tutti gli elementi devono essere verificati per il funzionamento.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla verifica del corretto funzionamento delle termocoppie, poiché in questo sistema non vi è alcuna compensazione per esse.

Ciò significa che quando la temperatura dell'aria nella stanza cambia, la termocoppia inizierà a misurare la temperatura con un errore significativo.

Anche il controllo della testina del riscaldatore in ceramica è importante. Se l'emettitore di infrarossi si surriscalda, è necessario fornire il flusso d'aria o il raffreddamento con un radiatore aggiuntivo.

Collocamento

La configurazione delle modalità operative della stazione di saldatura IR consiste principalmente in:

• impostazione delle modalità operative consentite degli essiccatori di saldatura;
• verifica delle modalità di funzionamento dell'elemento riscaldante inferiore;
• impostazione delle temperature di esercizio dell'emettitore di quarzo superiore;
• installazione di pulsanti speciali per la modifica rapida dei parametri di riscaldamento;
• programmazione del microcontrollore.

Caratteristiche del dispositivo della stazione di saldatura.

Man mano che vengono eseguiti lavori di saldatura, potrebbe essere necessario modificare le temperature e le modalità.

Tali azioni possono essere eseguite utilizzando i pulsanti associati al microcomputer:

• il pulsante + deve essere impostato per aumentare la temperatura di un emettitore al quarzo acquistato o fatto in casa a passi di 5 - 10 gradi;
• pulsanti - dovrebbero anche abbassare la temperatura con piccoli incrementi.

Vengono presentate le impostazioni principali del microcomputer:

• regolazione dei valori P, I e D;
• regolazione dei profili, in cui è prescritta la fase di modifica di determinati parametri;
• impostando temperature critiche alle quali la stazione si spegne.

Alcuni designer realizzano il riscaldatore superiore con un asciugacapelli. Questo approccio è adatto solo per la saldatura di piccoli elementi in pacchetti SMD.

Le stazioni di saldatura IR fatte in casa sono ottime per piccole riparazioni a casa o in officine private. A causa della relativa semplicità del design e dell'ampia funzionalità, le stazioni a infrarossi sono molto richieste.

Schema elettrico del saldatore.

1. Impostazione competente dei parametri del microcontrollore.
   Se nel computer vengono inseriti parametri errati, la saldatrice può saldare male i componenti e danneggiare la maschera del circuito stampato.
2. Indossare dispositivi di protezione durante l'esecuzione di lavori di saldatura.
   Un emettitore al quarzo, a differenza di uno ceramico, genera radiazioni a una lunghezza d'onda visibile all'occhio durante il funzionamento. Pertanto, se il dispositivo utilizza un emettitore di infrarossi al quarzo, si consiglia di indossare speciali occhiali protettivi che proteggano l'operatore da danni alla vista.
3. Lo schema elettrico della stazione dovrebbe contenere solo elementi affidabili.
   Inoltre, tutti i condensatori e i resistori utilizzati nell'assieme devono essere selezionati con un piccolo margine.
4. Il controller per la stazione di saldatura IR può essere selezionato tra i modelli Arduino più diffusi.
   Se lo si desidera, il controller può essere realizzato anche da un microcomputer sconosciuto, tuttavia, in questo caso, il master dovrà sviluppare autonomamente il software per la stazione di saldatura.
5. Durante il montaggio della stazione, è necessario fornire un connettore per il collegamento di un saldatore.
   A volte, è più conveniente saldare i componenti della scheda in modo puntuale utilizzando un saldatore convenzionale o un dispositivo con una pistola ad aria calda anziché una punta. Una soluzione simile può essere implementata progettando una termocoppia aggiuntiva per controllare la temperatura del saldatore.
6. Per le saldature con flussi attivi e saldature ad alto contenuto di piombo, è necessario garantire la circolazione dell'aria.
   Un buon aspiratore o ventola faciliterà notevolmente la respirazione dell'operatore e gli consentirà di non respirare fumi metallici nocivi.

Conclusione

Le stazioni di saldatura IR sono alcune delle migliori stazioni di saldatura in un'ampia varietà di design di custodie. Puoi realizzare una stazione di saldatura su elementi riscaldanti a infrarossi anche a casa.

Di norma, gli artigiani domestici preferiscono utilizzare potenti lampade alogene per riscaldatori inferiori. I pin principali dei connettori, i parametri del microcircuito, i modelli del microcontrollore, le istruzioni su come realizzare un saldatore da un asciugacapelli domestico e altre informazioni sono disponibili su Internet.