Как проверить термопару паяльного фена

Как измерить температуру жала паяльника

Я совсем еще новичок радиолюбитель, по этому всех тонкостей пока изучить не успел. Статья мне понравилась и заставила задуматься над покупкой мультиметра с функцией термопара, на тепловизор пока не заработал, а паяльную станцию приобрету когда, выучусь. Пока у меня простой не дорогой паяльник, и маленький дешёвый тестер.

Спасибо отличную статью написали, паяльник давно начал барахлить надо по вашему описанию действительно попробовать жало проверить, может в нем проблема.

Как правильно измерить температуру фена и паяльника термопарой от мультиметра ?

Приобрёл мультиметр MASTECH MY-64 специально для измерения температуры паяльной станции (Kada 852D). Замерил температуру фена на разных насадках, обрадовался, что фен практически не врёт (на средней насадке на среднем потоке на расстоянии в 1 см показывает реальную температуру).
Сейчас решил ещё раз сделать замеры. Начал с варианта без насадки. Взял термопару, положил провод на держатель плат и прижал его 2 магнитиками на расстоянии 1,5-2 см от спая. Выставил 300 градусов — мультиметр показал 280-285 градусов. Далее убрал 1 магнитик — мультиметр показал 330-335 градусов. Далее убрал 2-й магнитик и приподнял спай над держателем плат на 1-2 мм — мультиметр показал 415-420 градусов. Т.е.на одном и том же значении на индикаторе разброс температур получается 100-150 градусов в зависимости от величины теплоотвода. Как измерял температуру в тот раз — уже не помню, но все имеющиеся на данный момент результаты готов выкинуть к чертям.
Вот и задался вопросом — на реальной плате какой теплоотвод ? Как правильно сделать замер температуры ? Т.е. как максимально точно сымитировать условия, имеющие место на плате телефона (разъём, BGA-микросхема) ?

Ну и аналогичный вопрос в отношении измерения температуры жала паяльника. Если просто прикасаться жалом (проверял на круглом загнутом жале) к спаю, то получаю такой результат:
на индикаторе 200 — на мультиметре 130-160
на индикаторе 300 — на мультиметре 190
на индикаторе 400 — на мультиметре 300

Пока рассматриваю следующие варианты измерения температуры:
1. Температура паяльника: взять на жало большую каплю припоя и поместить в эту каплю спай термопары
2. Температура фена: взять плату телефона, прижать спай к плате и греть сверху феном (всё-таки держать спай в воздухе, думаю, неправильно, т.к. на плате всегда присутствует теплоотвод — вопрос только в величине теплоотвода).

Вложения

viktorservice

• 5/6/11

• #2

EnergizerK

Температуру окружающего воздуха и температуру воды мультиметр измеряет практически без погрешностей.

Почему с насадкой мерять на расстоянии 2-3 см ? Я ведь когда паяю, фен держу на расстоянии 8-10 мм, независимо от насадки.
И почему термопару держать навесу ? Ведь на плате микросхемы соприкасаются с платой и имеет место теплоотвод.

При измерении температуры мультиметром при соприкосновении термопары с держателем плат температура, фиксируемая мультиметром, заметно снижается, а если недалеко от спая провод прижать к держателю плат магнитиком, то температура падает ещё сильнее. И всё из-за теплоотвода.

General81

• 5/6/11

• #4

ТС. сначала убедитесь,что термопара не врет. какая термопара. ХА(хромель-алюмель). найдите таблицу градуировки. замерьте миливольты..сравните. а потом уже проверять Китаюзную станцию)))).
да и как писалось выше-все измерения без насадок. ведь металлические части на фене отбирают тепло,вот и разнос температурный)+потеря изза расстояния и потока воздуха. все относительно

А по поводу места пайки..Дык платы имеют разную теплопроводимость..ну и жала тоже-если стоит родное с покупки жало,то в утиль)). там еще посмотрите насколько нагривающий элемент в жало заходит..до упора ли?

EnergizerK

Измерения без насадок необходимы только для тех случаев, когда пайка феном ведётся без насадок.
А с насадками уже другие температуры получаем на выходе. Следовательно, для случае, когда пайка феном ведётся с насадками, то и предварительные измерения должны производиться с насадками, как есть.

Что касается возможной погрешности самого мультиметра (термопары) — да, согласен, возможны отклонения от действительности в показаниях мультиметра на разных температурах. Но проблема в данном случае заключается НЕ в том, что с насадкой и без получаем разную температуру, и НЕ в том, что на разных расстояниях и с разным потоком получаем разную температуру. В конце концов, можно выполнить замеры температуры на разных комбинациях насадок, температур, расстояний и потоков.

Проблема в первую очередь заключается в создании условий в части теплоотвода, максимально приближенных к условиям на реальной плате телефона:

General81

• 5/6/11

• #6

EnergizerK

aonmaster

• 5/6/11

• #8

ну вот если честно — не пойму, какой смысл данных манипуляций с термопарой ?

— хотите однородный разогрев в замкнутой среде — муфельная печь и термопара к вашим услугам,
— хотите работать — нижний подогрев и фен создадут более менее усредненный температурный профиль и среднестатистическую температурную среду с постоянной температурой удобной для пайки которую можно подкорректировать при помощи термопары.
— если в распоряжении только фен — манипуляции с термопарой бессмысленны. эмпирические показания индикатора на паяльной станции и профессиональное чутье (+шаманский бубен за шкафом ). Просто много факторов влияют на конечную температуру в месте пайки. Начиная от температуры нагревателя фена, сопла, потока, расстояния, размера платы, количества радиаторов . и заканчивая держателем платы и температуры в помещении. (в чем вы сами имели возможность убедиться, убив не мало времени на эксперименты)

так что не заморачивайтесь, работайте как другие профессионалы — руководствуясь здравым смыслом и холодной головой и твердой рукой.

удачных ремонтов и щедрых клиентов.

EnergizerK

Хочу замерить приблизительную температуру на поверхности микросхемы при её пайке феном для заданной насадки, расстояния от фена до микросхемы, потока и температуры на индикаторе паяльной станции. При указанных выше манипуляциях с термопарой разброс получился слишком большим (130-140 градусов). Наверняка теплопроводность реальной платы, тип держателя плат и температура воздуха в помещении не дадут такого большого разброса температур. Диапазон в 10-15 градусов меня бы вполне устроил. Вопрос в том, нужно ли во время тестовых замеров температуры мультиметром держать термопару в воздухе, либо прикасаться ей к плате или держателю плат.

Т.е. мне на текущий момент достаточно знать приблизительную температуру на поверхности микросхемы (температуру шаров под микросхемой уж как нибудь выставлю "на глаз"). Во всяком случае, отталкиваться от уже известной с определённой точностью температуры на поверхности BGA-микросхемы
гораздо проще, чем изначально отталкиваться от показаний паяльной станции и интуиции.

zabavinalex

• 5/6/11

• #10

aonmaster

• 5/6/11

• #11

EnergizerK

Но только в этом случае слишком много вариантов. К примеру тот же передатчик на Nokia, SE, Samsung может отпаиваться на разных температурах. Да и на разных моделях тоже бывают вариации. Плюс, возможные окислы.
Я же хочу взять себе за правило, скажем, реальную температуру не поднимать выше 320 градусов (здесь на форуме кто-то писал, что выше 320 не поднимает), чтобы быть уверенным, что никакая микросхема не перегреется. Т.е. чтобы был какой-то ориентир.

P.S. zabavinalex, Вы пользуетесь нижним подогревом ?

zabavinalex

• 5/6/11

• #13

Но только в этом случае слишком много вариантов. К примеру тот же передатчик на Nokia, SE, Samsung может отпаиваться на разных температурах. Да и на разных моделях тоже бывают вариации. Плюс, возможные окислы.
Я же хочу взять себе за правило, скажем, реальную температуру не поднимать выше 320 градусов (здесь на форуме кто-то писал, что выше 320 не поднимает), чтобы быть уверенным, что никакая микросхема не перегреется. Т.е. чтобы был какой-то ориентир.

P.S. zabavinalex, Вы пользуетесь нижним подогревом ?

EnergizerK

Но ведь при пайке мы всегда снимаем защитные экраны (а иначе и не получится).

Завтра поэкспериментирую с реальной платой телефона. А то на днях паял китайский N95 — все BGA-микросхемы, даже вибромотор и miniUSB слетали на 300 градусах (на индикаторе). Хотя в реальности, может, 400 градусов было. Но с другой стороны, флюс не горел, т.е. реальная температура на поверхности платы не превышала 340-350 градусов.

И достаточно ли будет простого прикосновения спая к плате для определения температуры поверхности платы ? Т.е. достаточно ли будет площади соприкосновения для нормального теплообмена между поверхностью платы и спаем ?

Для ориентира, от которого уже буду отталкиваться, хочу взять температуру на поверхности микросхемы. А в этом случае указанные параметры роли не играют (эти параметры будут учитываться уже опытным путём).

———- Сообщение добавлено в 23:19 ———- Предыдущее сообщение было от в 23:15 ———-

zabavinalex

• 5/6/11

• #15

Завтра поэкспериментирую с реальной платой телефона. А то на днях паял китайский N95 — все BGA-микросхемы, даже вибромотор и miniUSB слетали на 300 градусах (на индикаторе). Хотя в реальности, может, 400 градусов было. Но с другой стороны, флюс не горел, т.е. реальная температура на поверхности платы не превышала 340-450 градусов.

Здесь понимаете в чем дело, есть легкоплавкие припои, есть наоборот, раньше на Сериксонах при замене джоя пропаивал его предварительно сплавом Розе, иначе все пятаки можно поотрывать, какой он тугой, и БГАшки в них тоже требуют температуру более высокую, чем скажем Нокиа, опять же это все приходит с опытом и привычка вырабатывается

Mishael

• 20/6/11

• #16

EnergizerK

волкк

• 20/6/11

• #18

Mishael

• 20/6/11

• #19

2 EnergizerK
Я что-то понять не могу, Вы действительно не понимаете или притворяетесь?
Поясняю ОДИН РАЗ.
1 На выходе сопла имеем температуру 350 градусов
2 имеем плату с комнатной температурой
3 греем плату
4 в месте нагрева температура будет подниматься от комнатной и стремится вверх но НИКОГДА НЕ БУДЕТ 350 градусов, плата прогреется МАКСИМУМ до 330 т.к. она охлаждает сама себя ВСЕМИ НАВЕСНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ плюс к этому сама является теплоотводом в местах которые не нагреваются потоком воздуха из фена.
5 учитывая то что вы греете не вплотную а с рассояния 1-2см температура будет ещё меньше, ококло 300 гр.

Что из этого не понятно?

Температура из сопла — t1
Температура из сопла с расстояния 1-2см — t2
Температура на поверхности платы и микросхем — t3
Температура на обратной стороне платы — t4

Общая картина такая
t1 — 350гр
t2 — 330гр
t3 — 300гр
t4 — 180-250гр

EnergizerK

Выполнил замеры следующим образом: термопару приложил к BGA-микросхеме на плате Nokia 5200 и дул феном с расстояния 7-8 мм. Одновременно замерил температуру термопары в воздухе на том же расстоянии. Получил результаты, приведённые ниже.
Как видно из таблицы, разница между температурой термопары, находящейся в воздухе, и температурой термопары, лежащей на поверхности BGA-микросхемы, при прочих равных условиях различается на 50-90 градусов, о чём я Вам и толкую, Mishael. Имхо, гораздо целесообразнее брать за ориентир температуры, отмеченные синим, нежели зелёным, как максимально приближенные к реальным температурам BGA-микросхем.

P.S. В таблице жёлтым отметил температуру плавления свинецсодержащего припоя, оранжевым — безсвинцовки.

Вложения

Mishael

• 21/6/11

• #21

М-м-да. Случился случай.
EnergizerK
п.1 Замечательно что ты всё это проделал, другие начинающие только кричат "дайте фотку перемычки, я не знаю где кидать".
1.1 Правильно задавай вопросы.
1.2 Температуры за ориентир бери хоть синие, хоть зелёные, главное правильные

п.2 В чем твоя задача?
2.1 С помощью нормального термометра ( в тестере) откалибровать термопару фена чтоб отображаемая температура на фене совпадала с температурой на выходе из сопла, делается это для того чтоб ты знал максимальную температуру которую выставил СОЗНАТЕЛЬНО.
В таком случае ты не сможешь перегреть микросхемы если дрогнет рука и сопло опустится ниже, не будет теплового удара для микросхем.
2.2 После калибровки, делаешь повторно таблицу, для себя, как выше, и ориентируешься по ней.

———- Сообщение добавлено в 02:54 ———- Предыдущее сообщение было от в 02:32 ———-

1 Калибруешь термопару фена так, чтоб показания на фене соответствовали реальной температуре НА ВЫХОДЕ СОПЛА.
Это для того чтоб знать какая максимальная температура тобой СОЗНАТЕЛЬНО выставлена и чтоб микросхемы и плата не получили термоудар если вдруг у тебя дрогнет рука и сопло фена коснется или просто приблизится к поверхности микросхемы.
Так как отпаивать BGA можно и газовой горелкой, но с безопасного расстояния которое обеспечит необходимую температуру на плате, но если горелку случайно приблизить то "пипец котёнку, срать не будет".
2 Рисуешь для себя точно такую же таблицу что ты выложил, только уже после калибровки термовоздушки и далее ориентируясь по правильным температурам (желтым, зелёным и т.д.) принимаешь решение как греть ту или иную деталь.
3 через несколько телефонов ты забудешь про таблицу, т.к. рука будет уже набита.

EnergizerK

Пример: откалибровали фен, выставили на индикаторе 280 градусов. При этом реальная температура на выходе сопла — тоже 280 градусов. температура плавления припоя (берём для примера) — 280 градусов. В этом случае мы не сможет отпаять элемент, поскольку держим сопло на некотором расстоянии от элемента. Зная, что на расстоянии 1 см реальная температура в 280 градусов достигается при значении на индикаторе 300 градусов (имеем перед глазами таблицу), выставляем на индикаторе 300 градусов. Что мы имеем в данной ситуации:
— температура на индикаторе 300 градусов
— нам известно, что реальная температура на выходе сопла составляет также 300 градусов (фен откалиброван)
— фен держим на расстоянии 1 см от элемента
— нам известно, что на расстоянии 1 см реальная температура составляет 280 градусов (имеем перед глазами таблицу)
Вопрос: какую роль в данной ситуации играет информация о том, что на выходе сопла реальная температура составляет 300 градусов ? Ведь для того, чтобы отпаять элемент мы хочешь-нехочешь вынуждены выставить такое значение на индикаторе, чтобы на расстоянии 1 см от сопла была требуемая нам температура (в данном случае 280 градусов). Даже если на выходе сопла будет 360 градусов (в данном случае 300 градусов). Т.е. риск перегрева или теплового удара микросхемы в результате случайного приближения сопла или дрожания рук будет всегда, поскольку температура на выходе сопла всегда выше, чем на некотором расстоянии от него.
Пока вижу единственную роль этой информации: если мы будем знать, какую максимальную температуру при кратковременном воздействии выдерживает данная микросхема (даташиты), то расположение информацией о реальной температуре непосредственно на выходе сопла позволит нам определить, выйдет из строя данная микросхема или нет при кратковременном приближении к ней сопла. Но никак не позволит избежать этого риска, поскольку для монтажа мы всегда вынуждены выставлять бОльшую температуру, нежели имеется непосредственно на выходе сопла.

Ещё один момент: на выходе сопла, находящегося в воздухе (не вблизи платы) температура будет ниже, чем на выходе сопла, находящегося вблизи платы. Поэтому, если уж выполнять замер реальной температуры на выходе сопла с целью фиксирования максимальной температуры, воздействию которой может подвергнуться микросхема, практичнее эти замеры выполнять на выходе фена, находящегося в непосредственной близости от платы (пару мм), нежели в воздухе.

Как проверить термопару при помощи мультиметра

В частных домах и квартирах, где проведен газ, помимо кухонных печей часто встречаются и газовые котлы для обеспечения горячего водоснабжения и отопления. Большая часть отопительной и бытовой газовой техники имеет в своей конструкции термопару, которая защищает устройство от перегрева, что в свою очередь обеспечивает безопасность эксплуатации подобной техники.

Что такое термопара?

В конструкцию термопары входят два разнородных проводника, которые непосредственно контактируют между собой в одной или нескольких точках (в редких случаях соединяются компенсационными проводами). Когда на участке датчика происходит изменение температуры, внутри устройства создается напряжение.

За счет этого осуществляется контроль температуры и защита от перегрева. Также термопары могут применяться для конвертации тепловой энергии в другие виды энергии, в том числе и в электрический ток.

Главные характеристики термоэлектрического преобразователя напрямую зависят от материала, из которого они производятся. Любой термодатчик сделанный из двух разных металлов будет вырабатывать электрический потенциал под воздействием температуры, но для каждой комбинации металлов температура срабатывания будет разной. За счет этого термопары различаются по уровню контроля температуры.

Видов терморегуляторов большое множество, но важным будет их устойчивость к коррозии. В тех моделях термоэлектрических преобразователях, где температурный датчик находится на достаточном удалении от измерительного прибора, в конструкции для их соединения применяют расширительную проводку, благодаря чему снижается стоимость устройства.

Большинство термопар при производстве стандартизируют по эталону температуры, который составляет 0 градусов Цельсия. Большинство производителей применяют технологии электронной компенсации холодной спайки, за счет чего производится корректировка перепадов температуры на клеммах устройства.

Также за счет специальной электротехники можно сводить к минимуму отклонение других характеристик, что делает термопары более точными, а измерения максимально приближенными к действительности.

Термоэлектрические преобразователи получили большое распространение как в бытовой, так и в промышленной нагревательной технике. Эти простые, но полезные устройства можно найти в конструкции газовой колонки, кухонной печи, промышленной печи, газовой турбины выхлопных газов, дизельного двигателя и т. д.

Проверка термопары

Иногда случается, что газовый котел перестает стабильно работать и причин этому может быть много, но зачастую, самой распространенной является неисправность термопары. Первым признаком неисправности газового котла чаще всего становится проблема с кнопкой на магнитной коробке, а точнее она не фиксируется во время работы котла.

В большинстве случаев хозяева газовых котлов в подобной ситуации попросту фиксируют кнопку в нажатом положении при помощи скотча или изоляционной ленты. Но, во-первых это решает проблему только временно, а во-вторых такой метод может привести к непредсказуемым последствиям, например, к полному выходу из строя газового котла или к несчастному случаю.

Если такая проблема с кнопкой начала проявляться, следует сразу принимать меры к ее устранению. В первую очередь необходима проверка терморегулятора. Есть простой метод, как проверить термопару мультиметром:

1. Для начала необходимо отключить газовый котел от электросети и газопровода для обеспечения безопасности во время выполнения ремонтных работ.
2. На одном конце термопары находится термодатчик, а вторым концом при помощи гайки термопара крепиться к электромагнитному клапану.
3. Гайка откручивается от клапана, и термопара снимается с газового котла.
4. Далее необходимо нагреть датчик термоэлектрического преобразователя над источником стабильного огня (например, газовая конфорка кухонной плиты или свеча). Датчик необходимо держать на высоте примерно 1 см от пламени.

Внимание! При нагреве датчика, корпус термоэлектрического преобразователя может нагреться до середины. При нагреве термопары стоит использовать перчатки для защиты рук от ожогов.

Также в случаях, когда напряжение термоэлектрического преобразователя не превышает 18 мВ, он может быть все же исправным. Необходимо подвигать терморегулятор в пламени и провести замер щупами для мультиметра еще раз.

Оптимальное значение электрического напряжения для стабильной работы электромагнитного клапана является 20-25 мВ. Но даже при 18 мВ клапан может продолжать работать без выбивания. Кнопка будет постоянно выключаться при значении напряжения меньше 16-17 мВ.

Самый распространенный тип поломки термопары это прогорание термодатчика.

Если при визуальном осмотре на поверхности датчика видна глубокая черная вмятина или дырка (прогар), то термоэлектрический преобразователь необходимо заменить. Прогорание термоэлектрических преобразователей случается в газовых котлах любого производителя, что является нормально практикой в их эксплуатации.

Также для повышения напряжения в термопаре, а, следовательно, и повышения чувствительности электромагнитного клапана, отверстие запальника специально дополнительно увеличивали. Это приводит к повышению напряжения до значения 30 мВ, но срок эксплуатации терморегуляторов в таких условиях снижается.

Все про паяльную станцию Lukey (Люкей) 702

Пайка современной электроники без паяльной станции в некоторых случаях не представляется возможной. Именно поэтому легендарная станция Lukey 702 заслужила большую популярность среди радиолюбителей и электронщиков.

На что способна станция

С помощью Lukey 702 можно выпаивать разъемы, SMD и планарные радиодетали, малогабаритные BGA микросхемы и шлейфы.

Паяльник типа HAKKO 900M, и его жала можно менять в зависимости от типа работ.

У фена также есть свои насадки, они называются соплами.

Плюсы станции

• Низкая цена;
• Возможность замены жал на паяльнике и сопла на фене;
• Широкий спектр выполняемых работ;

Минусы

• Плохая термостабилизация;
• Конструктивные недоработки.

Конструктивные недостатки Lukey 702

Плохая термостабилизация — это критический недостаток станции. Он обусловлен конструкцией паяльника и датчиком температуры.

Между жалом и нагревателем присутствует полость, которая плохо нагревается и забирает часть тепла.

Их-за этого при контакте жала к детали, температура резко опускается и медленно поднимается к заданному уровню.

Радиолюбители сделали несколько модернизаций паяльника:

1. Заполнение жала песком. Песок заполняется в жало, и благодаря этому удаляется воздух между жалом и нагревателем. Минус метода — придется при каждой замене жала снова заполнять его песком;
2. Подвинуть нагреватель максимально близко к жалу. Это работает, но отчасти. Рано или поздно нагреватель может треснуть из-за давления жалом на поверхность.

Например, у паяльника T12 термодатчик (термпопара), жало и нагреватель — это единое целое, и это называется картриджем.

И благодаря этому, в картридже отсутствует лишнее пространство и воздух, жало нагревается в разы быстрее и температура держится намного лучше.

Поэтому, паяльник сам по себе такой, его не получится сделать на порядок лучше. Это его конструктивные недостатки, с которым бороться бесполезно.

Доработка станции

Первое что нужно сделать — это установить выключатель на проводе питания. Нельзя оставлять станцию включенной в сеть из-за того, что тиристор находится под напряжением. И в случае пробоя детали включится фен и несмотря на геркон, он начнет разогреваться и расплавится.

Еще можно усовершенствовать усилитель сигнала с термопары для более точных показаний температуры и оперативного реагирования микроконтроллера на заданную температуру. Это можно сделать заменив операционный усилитель на более качественный по характеристикам.

Не стоит забывать о том, что вместо проводов можно поставить массивные разъемы, которые будут крепиться к корпусу. Это очень удобно, появится возможность при необходимости убрать фен со станции, и потом по ситуации сразу же его подключить обратно.

В паяльнике можно поменять нагреватель. Например, если установлен нихромовый, то лучше поменять его на керамический. Керамический нагреватель по всем параметрам лучше, чем нихромовый.

Не стоит забывать и о микроконтроллерах. У них можно поменять прошивку на новую, или доработать ее вручную, добавить звуковое сопровождение.

Крепление паяльной станции

1 — винты крепления; 2 — основная плата; 3 — плата измерения; 4 — корпус; 5 — трансформатор питания; 6 — плата питания.

На основной плате паяльной станции находятся микроконтроллеры управления, цепи питаний и индикаторы. Трансформатор питания крепится отдельно к корпусу внутри станции. Усилитель с термопары паяльника крепится отдельно к основной плате, как и стабилизатор питания. На лицевой стороне корпуса расположены два индикатора температур паяльника и фена, кнопки включения и выключения, кнопочные регуляторы температуры и переменный регулятор потока воздуха фена.

Технические характеристики станции

Принцип работы

При подключении к сети 220 В 50 Гц паяльной станции на вторичных обмотках понижающего трансформатора возникают переменные электродвижущие силы (ЭДС). 10 В (ХР1 3,4 и ХР13 1,2) обмотка необходима для питания микроконтроллеров, усилителей. 29 В (ХР1 1,2) используются для питания и управления двигателем фена. Для нагрева паяльника используется 26 В (ХР 18 1,2), а для фена — сетевое 220 В.

Микроконтроллеры управляют, показывают и контролируют температуру и работу фена, паяльника. Для их питания имеются стабилизаторы и источники опорных напряжений.

Алгоритм работы паяльника

При включении питания кнопкой SA4 производится анализ подключения паяльника. Если на 18 выводе микроконтроллера DD2 сигнал более 4 В, то включения не происходит. Если на 18 выводе микроконтроллера сигнал 0 В, то включается рабочий режим. При нормальном сигнале на 18 выводе микроконтроллера DD2 (0 В), на индикатор HL2 выводится значение ранее установленной температуры и с 15 вывода микроконтроллера DD2 выдается сигнал включения нагрева. На индикатор HL2 (через 1 секунду) начинает выдаваться значение реальной температуры с шагом 1. Значения реальной температуры подаются на 23 вывод микроконтроллера DD2 с усилителя сигнала термопары.

При достижении заданной температуры (совпадении значений введенных в микроконтроллер DD2 данных с полученными с 23 вывода ), микроконтроллер DD2 переходит в режим поддержания температуры. При этом на индикаторе мигает точка (dp) в младшем разряде. При нажатии одной из кнопок SA5 или SA6, производится увеличение или уменьшение значения введенной в микроконтроллер DD2 температуры. При этом на индикатор HL2 начинает выводиться значение устанавливаемой температуры. Шаг установки температуры равен 1. При удержании кнопки SA5 или SA6 в нажатом положении более 3 секунд, инициирует быстрый ввод значений со скоростью 10 значений в секунду.

Прекращение ввода данных через 3 секунды переводит микроконтроллер DD2 в режим выдачи на индикатор HL2 реальной температуры и переход в рабочий режим. Введенные данные остаются в энергонезависимой памяти микроконтроллера DD2 и при выключении и повторном включении являются рабочими на данном этапе. Использован индикатор с общим анодом.

Алгоритм работы фена

При включении питания кнопкой SA1, микроконтроллер DD1 производит анализ состояния 18 вывода. Если на 18 выводе сигнал 0 В (фен установлен на подставке), то на индикатор HL1 выводится значение ранее установленной температуры и через 3 секунды – значение «- — -», (три средних черточки).

Это ждущий режим. При этом не происходит включения нагрева и вентилятора.

Если в этом режиме нажать одну из кнопок SA2 или SA3, то на индикатор HL1 выводится значение заданной температуры и происходит увеличение либо уменьшение значения введенной в микроконтроллер DD1 температуры с шагом в 1. Удержание кнопки SA2 или SA3 более 3 секунд инициирует быстрое изменение значения со скоростью 10 значений в секунду. При прекращении ввода в микроконтроллер DD1 он через 3 секунды переходит в режим выдачи на индикатор HL1 трех черточек. При состоянии сигнала на 18 выводе менее 4 В (фен снят с подставки) происходит включение микроконтроллера DD1 в рабочий режим. При этом на 26 выводе устанавливается сигнал 0 В, который блокирует моментальной отключение питания кнопкой SA1 и включает схему управления вентилятором. Производится анализ состояния 28 вывода микроконтроллера DD1. Если на нем сигнал менее 0,4 В (т.е. подано питание вентилятора), то на индикатор HL1 выводится значение установленной температуры и через 1 секунду значение реальной температуры с шагом в 1. Значения реальной температуры снимаются с 23 вывода микроконтроллера DD1. Подается сигнал нагрева фена с 15 вывода (рабочий уровень 0 В). При достижении заданной температуры, микроконтроллер DD1 переходит в режим поддержания температуры.

При этом на индикатор HL1 выводится значение реальной температуры и мигает точка (dp) в младшем разряде. При нажатии одной из кнопок SA2 или SA3, производится увеличение или уменьшение значения введенной в микроконтроллер DD1 температуры. При этом на индикатор HL1 начинает выводиться значение устанавливаемой температуры. Шаг установки температуры равен 1. Прекращение ввода данных через 3 секунд переводит микроконтроллер DD1 в режим выдачи на индикатор HL1 реальной температуры и переход в рабочий режим. Введенные данные остаются в энергонезависимой памяти микроконтроллера DD1 и при выключении и повторном включении являются рабочими на данном этапе. При установке фена на подставку и появлении на 18 выводе микроконтроллера DD1 сигнала 0 В, через 1 секунду происходит выключение нагрева фена (переход сигнала на 15 вывода в состояние 5 В). Возможность установки температуры фена 100 — 480 градусов, паяльника 200 — 480 градусов.

Регулировка нагрева фена или паяльника производится микроконтроллерами при помощи симисторов VD13 и VD17. Для управления симисторами имеются оптопары DA3 и DA9,через которые микроконтроллеры производят регулировки температур.

Для питания двигателя используется отдельный выпрямитель и блок управления. С разъема ХР1 1,2 переменное напряжение 29 В выпрямляется при помощи диодного моста VD1-VD4. После диодного моста пульсирующее напряжение фильтруется при помощи электролитического конденсатора С1.

Управление потоком воздуха достигается изменением скорости оборотов двигателя. В качестве управляющих элементов в схеме используются транзисторы VT1, VT2, VT3. При помощи делителя R1, R2, R3 устанавливается смещение на VT1. Для регулировки скорости оборотов двигателя используется переменный резистор R2 в качестве потенциометра.

При изменении сопротивления этого потенциометра изменяется смещение транзистора, соответственно и скорость вращения двигателя после следующих каскадов. Конденсатор С2 защищает от помех, стабилитрон VD5 с токоограничительным резистором R4 стабилизирует работу транзистора VT1. Нагрузкой VT1 является следующий транзисторный каскад VT2. Микроконтроллер управления фена DD2 может включать или выключать работу двигателя при помощи транзистора VT2, подавая на него открывающее или запирающее напряжение из 26 вывода. Контроль работы двигателя осуществляется микроконтроллером DD2 при помощи измерения падения напряжения с делителя R8 и R9 при помощи резистора R10. Это напряжение подается на 28 вывод микроконтроллера DD2, регистр которого настроен как компаратор.

Неинвертирующие усилители необходимы для усиления сигналов с термопар фена и пальника для микроконтроллеров. Они построены на основе операционных усилителей DA5 и DA10 с большим коэффициентом усиления по напряжению. Имеют отдельные выпрямители и фильтры для питания. Также питаются от стабилизированного источника 5 В. Например, выпрямитель первого усилителя состоит из диода VD11, фильтра C6, ограничительного резистора R18, стабилитрона VD12. Выпрямитель второго усилителя выполнен точно так же. Выпрямляется переменное напряжение 10 В с разъема ХР1 3,4.

Источники опорных напряжений выполнены на микросхемах DA4 и DA8. Развязка состоит из электролитических конденсаторов и резисторов. Эти источники необходимы микроконтроллерам для питания и измерений.

Стабилизаторы также состоят из микросхем DA6 и DA7. Перед стабилизаторами стоят однополупериодные выпрямители. Например, переменное напряжение с разъема ХР1 3,4 выпрямляется одним диодом VD8 и фильтруется электролитическим конденсатором С10. Затем, отфильтрованное напряжение поступает на стабилизатор DA6. На таком же принципе построен и стабилизатор на микросхеме DA7.

Методики ремонта и настройки станции

Методика настройки и ремонта паяльной станции Lukey 702 заключается в проверке питающих напряжений, температурных диапазонов паяльника и термовоздушного фена, потока воздуха фена и калибровки температуры.

Методика настройки предусматривает проверки:

• температурного дипазона паяльника;
• температурного диапазона термовоздушного фена;
• потока воздуха;
• калибровку температур;
• калибровку отклика фена.

Температурный диапазон фена или пальника станции Lukey 702 проверяются при помощи термометра. Проверка начинается с самой низкой температуры. У фена эта температура 100 °C, у паяльника 200 °C . Затем, устанавливая по 50 °C к текущей температуре с интервалом в 20 с. После 20 с проверяются показания термометра. Должен быть плавный переход от текущей температуры и новой заданной. И так до максимальных температур. У фена, как и у пальника, максимальная температура нагрева составляет 480 °C. При проверке фена поток воздуха должен быть один и тот же.

Калибровка температур осуществляется, как и в проверке температурных диапазонов, но при этом сверяются показания индикаторов паяльной станции Lukey 702 с показанием термометра. Погрешность реальных температур и на индикаторах паяльной станции не должна превышать свыше 50 °C. Калибровка индикации температур производится при помощи либо перемещения термопар в нагревательных элементах или их замену, либо перепрошивке микроконтроллеров DD1, DD2 с более точными настройками компараторов, либо модификации неинвертирующих усилителей DA5 и DA10. Под модификацией неинвертирующих усилителей понимается замена операционного усилителя в блоке на лучший по параметрам прецизионный операционный усилитель, а также изменение его обвязки.

Калибровка отклика термовоздушного фена заключается в регулировки подставки на паяльной станции. Чувствительность отклика зависит от габаритных размеров и магнитной индукции магнита в подставке.

Методика ремонта заключается в следующем:

• поиск неисправности;
• проверки питания;
• осмотр нагревательных элементов;
• измерение управляющих элементов;
• проверки связующих элементов.

Поиск неисправности заключается в последовательной проверке на работоспособность паяльной станции. Для начала необходимо произвести осмотр станции на наличие трещин корпуса фена, паяльника и самого блока управления. Если имеются критические повреждения, деформации и трещины лучше воздержаться от подключения станции в сеть и произвести проверку печатных плат на наличие повреждений и замыканий, аккуратно вскрыв поломанный корпус. Поврежденные корпуса фена и паяльника также вскрываются.

Проверяются на целостность нагревательные элементы, термопары и двигатель. Если повреждения корпуса имеют косметический характер и не влияют на работу, то можно обойтись реставрацией или оставить корпус в прежнем виде. Если повреждения сильно влияют на работу и могут спровоцировать разрушение основания корпуса, то необходимо заменить неисправный корпус на новый. Поврежденные термопары и нагревательные элементы с двигателем заменяются строго на точно такие же по типу, габаритам и техническим параметрам.

Если термопара будет другого типа, то это может спровоцировать неправильную инициализацию температуры, что в свою очередь может вызвать полное открытие оптосимисторов DA3 и DA9.

В результате в течении нескольких минут наступит перегрев нагревательных элементов станций и они выйдут из строя. Также сопротивление и типа нагревательных элементов не должны быть меньше оригинала, ибо в случае с меньшим сопротивлением будет режим короткого замыкания, что в свою очередь повлечет за собою сгорание нагревательных элементов и риск вывода из строя цепей управления станции. (если не установлен предохранитель FU1).

Включить паяльную станцию в сеть. На индикаторах HL1 и HL2 термовоздушного фена и паяльника должны появиться обозначения «- — -» при неподключенном паяльнике и фене на подставке. Если индикаторы не включатся вообще, то следует начать проверку питания.

Проверка питания начинается с понижающего трансформатора. Для этого необходим вольтметр переменного тока. На первичной обмотке трансформатора должно быть 220 В. На вторичной обмотке 10 В, 26 В и 29 В. Если этих напряжений нет, то это свидетельствует о неисправности трансформатора или отсутствии сетевого напряжения. Затем необходимо проверить источники опорных напряжений DA4, DA8 вольтметром постоянного тока. Их напряжения должны быть равны 5 В с погрешностью не более 20%. Стабилизаторы и стабилитроны DA6, DA7, VD12, VD16 также должны стабилизировать 5В для цепей усилителей DA5, DA10. Питания двигателя должно быть 12 В. На входе блока питания двигателя переменное напряжение 29 В.

Проверка нагревательных элементов состоит в простой позвонке и измерения их сопротивления. Очевидная неисправность нагревательного элемента-обрыв или сопротивление, близкое к нулю (короткое замыкание). Проверяется мультиметром. Термопара также не должна быть в обрыве. Проверить работоспособность термопары можно при помощи стороннего источника тепла и вольтметром постоянного тока.

Термопара при нагреве начет вырабатывать свою ЭДС в пределах 1 В. Двигатель термовоздушного фена ЭД1 проверяется на количество оборотов в зависимости от подаваемого напряжения на его выводы.

Управляющие элементы, такие как DD1, DD2 проверяются при помощи осциллографов, мультиметров или логических пробников. Простейшая проверка микроконтроллеров заключается в проверке напряжения на микроконтроллере 5 В. При помощи осциллографа можно снять осциллограммы входящих сигналов и выходящих сигналов от микроконтроллера. На выводы 23 микроконтроллеров DD1 и DD2 поступают сигналы с неивертирующих операционных усилителей DA5 и DA10. Усиление должно минимум в несколько вольт по сравнению с сигналами с термопар в милливольтах. Очень важно, чтобы на входы микроконтроллеров подавалось именно неинвертирующее напряжение, иначе отрицательная полярность полностью закроет компаратор внутри микрон роллеров DD1, DD2, что в свою очередь приведет к отсутствию контроля за температурой и беспрепятственному лавинному увеличению температуры. Это объясняется тем, что микроконтроллеры DD1, DD2 не смогут увидеть реальную температуру, т.к. отрицательная полярность напряжения на их выводах относительно общего вывода означает, что температура на термопаре ниже самой минимальной.

Микроконтроллеры DD1, DD2 начнут подавать на связующие элементы DA3, DA9 импульсы полной работы нагревательных элементов, что равносильно полному короткому замыканию, а не частым импульсам. Опасность заключается в усилении отрицательного сигнала относительного общей, что в свою очередь еще больше начнет заставлять микроконтроллеры DD1, DD2 отпирать управляющие элементы DA3, DA9.

На индикаторах HL1,HL2 тем временем будут отображены самые минимальные температуры станции, хотя в действительности температура уже достигла максимальной и приближается к перегреву. Это приводит к критической работе нагревательных элементов. В течении нескольких минут произойдёт перегрев и вывод из строя термовоздушного фена и паяльника. Также из фена пойдет дым, и будут минимальные обороты двигателя ЭД1. Характерен сначала красный, а затем за несколько секунд раскаляющийся до белого цвета нагревательный элемент фена, хотя он не должен быть постоянно даже красным.

В нормальном состоянии нагревательный элемент фена должен работать импульсивно, т.е. нагреваться на пару секунд, затем охлаждаться в зависимости от команд микроконтроллера и его измерений температуры. Такую ситуацию можно выявить и при помощи осциллографа. Если на 15 выводах DD1 и DD2 при включенном паяльнике и термовоздушном фене в режимах работы наблюдается постоянный сигнал в 5 В то это, может означать, что микроконтроллеры DD1 и DD2 не видят температур. Либо аналогична ситуация описанная выше, либо неисправны сами микроконтроллеры DD1 и DD2, их внутренние блоки или цепи.

При помощи кнопок SA2, SA3, SA5 и SA6 проверяется задача новой температуры в микроконтроллеры DD1 и DD2.

Блок управления двигателя начинается с проверки регулируемого элемента потока воздуха термовоздушного фена. Регулировочный элемент в данной схеме это переменный резистор R2 в делителе из резисторов R1, R3. Проверятся плавность хода резистора, а также наличие обрывов токопроводящей дорожки. Транзисторы VT1, VT2, VT3 и стабилитрон VD5 прозваниваются на целостность p-n перехода при помощи мультиметра в режиме прозвонки.

Если в работе двигателя наблюдаются непостоянные обороты двигателя, по причине чего поступает неравномерный поток воздуха, то следует обратить внимание на электролитический конденсатор C3 и стабилитрон VD5. Транзистор VT2 отвечает за связь микроконтроллера DD1 с блоком управления схемы двигателя, поэтому если при установки фена на подставку станции двигатель не останавливается, то следует проверить на исправность этот транзистор. При замыкании на землю базы VT2 через делитель напряжения R6, R7 двигатель должен остановиться т.к. транзистор VT2 закроет транзистор управления двигателем VT3. При помощи осциллографа или вольтметра постоянного тока проверить сигналы управления транзистора VT2 с его коллектора, при этом изменяя положение переменного резистора R2.

Проверка связующих элементов заключается в прозвонке элементов, таких как оптосимисторы DA1, DA2, DA3, DA9, симисторов VD6, VD7, VD13, VD17. При помощи мультиметра в режиме прозвонки проверяется пробой p-n переходов. Для более подробной диагностики необходимо произвести демонтаж элементов и собрать отдельную схему для тестирования. На оптосимисторы DA1, DA2, DA3, DA9 от генератора подаются импульсы, открывающие светодиод, который в свою очередь открывает оптосимистор внутри кристалла. Применение оптосимисторов позволяет развязать управляющие цепи микроконтроллеров DD1, DD2 от помех переменного напряжения непосредственно с симисторов VD6, VD7, VD13, VD17.

Профилактика работы станции

Профилактические осмотры и техническое обслуживание предусматривают:

• проверку работоспособности термовоздушного фена;
• чистку всех участков схемы, сопла и двигателя фена;
• проверку состояния монтажа схемы;
• замену дефектных элементов и проводов, поврежденных контактов.

При проведении профилактических осмотров и регламентных работ необходимо строго выполнять требования по безопасности по техническому обслуживанию, регулировке и ремонту радиоэлектронной аппаратуры.

Порядок проведения работ:

1. проверяется правильность установки аппаратуры в соответствии с рекомендациями;
2. включается фен и оценивается качество его работы;
3. выключается фен, отключается от сети;
4. разбирается корпус;
5. проверяется качество закрепленных проводов, сетевых предохранителей;
6. удаляется накопившуюся пыль и загрязнения с печатных плат (с обеих сторон);
7. осматривается состояние монтажа схемы, состояние паек и печатных плат;
8. проверяется наличие подгоревших элементов схем, обугливания на печатных платах, вздувшихся электролитических конденсаторов;
9. осуществить сборку аппаратуры в рабочее положение и осуществить сборку аппарата;
10. выполнить необходимое подключение термовоздушного фена к сети питания;
11. проверить качество работы термовоздушного фена, при необходимости произвести пломбировку аппарата;
12. оформить документацию на выполненную работу.

Техническое обслуживание и регулировку модулей паяльной станции лучше производить с помощью измерительных приборов потока воздуха и температуры, так как выдаваемые станцией температуры очень высокие.

Ремонт паяльной станции включает в себя проверку источников питания (выпрямители, стабилизаторы, источники опорных напряжений), сигналов с микроконтроллеров, целостность трансформатора и надежность изоляции.

Основные неисправности паяльной станции

Неисправность	Возможные причины	Методы устранения
При включении паяльника микроконтроллер не определяет его	Неисправность микроконтроллера паяльника, поврежден контакт паяльника с паяльной станцией	Проверить целостность проводки паяльник-станция, проверить наличие сигнала на микроконтроллере DD2, заменить неисправный микронтроллер DD2
Не включается фен	Повреждения контактов кнопки управления фена, неисправности в блоке управления феном или микроконтроллера управления феном	Заменить кнопку включения SA1, заменить неисправный транзистор VT1 в блоке управления двигателем и проверить наличие импульсов управления от микроконтроллера DD1
Мерцание одного из индикаторов температуры	Плохая фильтрация питания вследствие пробоя одного из фильтров источников опорных напряжений	Заменить фильтры источников опорных напряжений С8 и С18
Нет нагрева фена	Возможна неисправность нагревательного элемента, оптрона или микроконтроллера фена	Заменить неиспраный нагревательный элемент фена, оптрон DA3 и микроконтроллер управления феном DD1
Перегрев термовоздушного фена	Неисправность операционного усилителя или микроконтроллера фена. Проверить полярность поступающего сигнала от операционного усилителя.	Заменить неисправный операционный усилитель DA5. Перед заменой микроконтроллера DD1 записать в него прошивку паяльной станции термовоздушного фена Lukey 702
Некорректное отображение температуры паяльника или фена на индикаторах HL1, HL2.	Неисправность термопар операционных усилителей	Заменить термпопары и операционные усилители DA5, DA10 на аналогичные

Полный алгоритм ремонта

Используемые радиодетали

В таблице приведены отечественные аналоги деталей, которые могут быть использованы для паяльной станции.

Обозначение детали	Наименование
C1, С11	К50-35 50В 330 мкФ±40 %
С2, С12, С15	К73-17 0,1 мкФ±10 %
С3, С6, С9, С13, С14, С17	К50-35 50В 47 мкФ±40 %
С4	К73-17 470 пФ±20 %
С5, С16	К50-35 50В 1 мкФ±40 %
С7	К73-17 400В 0,1 мкФ±5 %
С8, С10, С18	К50-35 50В 10 мкФ±40 %
DA1, DA2, DA3, DA9	MOC3023
DA4, DA8	TL431A
DA5, DA10	OP07C
DA6, DA7	L7805CV
DD1, DD2	ATmega8
R1, R41	МЛТ-0.25 15 кОм±10 %
R2	СП3-19а3 0,5 10 кОм±10% (переменный)
R3	МЛТ-0.25 7,5 кОм±10 %
R4, R5, R6, R7	МЛТ-0.25 5,1 кОм±10 %
R8, R10, R19, R20, R43, R45, R27	МЛТ-0.25 10 кОм±10 %
R9, R28	МЛТ-0.25 330 Ом±10 %
R11	МЛТ-0.25 150 Ом±10 %
R12, R13	МЛТ-0.5 27 Ом±10 %
R14, R39	МЛТ-0.25 6,8 MОм±10 %
R15, R18, R35, R44	МЛТ-0.25 470 Ом±10 %
R16, R25, R34, R40	МЛТ-0.25 240 Ом±10 %
R17	МЛТ-0.25 30 кОм±10 %
R21, R22, R23, R24, R30, R31, R32, R33	МЛТ-0.25 9,1 Ом±10 %
R26, R36	МЛТ-0.25 2 кОм±10 %
R29	МЛТ-0.25 51 О
R37	МЛТ-0.25 33 Ом±10 %
R38	МЛТ-0.25 27 Ом±10 %
R42	МЛТ-0.25 1,5 кОм±10 %
VD1, VD2, VD3, VD4, VD8, VD11, VD14, VD15	1N4007
VD5	6A4
VD6, VD7	BT131
VD9, VD10, VD18, VD19	1N4148
VD12, VD16	7C2
VD13	BTA20
VD17	BT136
VT1, VT2	2N3904
VT3	TIP122
HL1, HL2	BT-A4301BG
FU1	ВПБ6-11 3А

Lukey 702 это хорошая станция за свои деньги. Несмотря на свои недостатки, по цене и качеству это лучшая станция за свои деньги. Она подойдет как радиолюбителям, так и мастерам, сервисным центрам по ремонту электроники.

Станции аналоги

На сегодняшний день от разных брендов есть станции, полностью аналогичные 702. У них и схемы аналогичные и элементная база. Иногда может отличаться управлением воздухом, оно может быть цифровое. а не аналоговое (10 скоростей турбины).

И по цене они дешевле. Некоторые производители добавляют выключатели из сети, внешние предохранители, разъемы и калибровки температур прямо на лицевую поверхность станции. Отличие в цене между этими брендами зависит от качества сборки.

Можно ли собрать станцию самостоятельно

Да, это можно сделать. Все схемы есть в сети, и печатные платы и прошивки. Вопрос будет только в цене. Цена самостоятельно сборки в разы будет выше, не говоря уже о потраченном времени.