Выбор паяльной станции для жал Hakko T12. Дворец для Hakko T12, или что общего у паяльной станции с ёжиком Настройка после сборки

Что из себя представляет жало Hakko T12 ? Это картридж, в который входит жало паяльника, нагреватель и термопара. Сейчас набирает популярность и в сети полно статей о них. За счет того, что их повторили китайцы, цены на них на али находятся в районе 4$, а по акции зачастую можно купить поштучно по цене в районе 3$. Ассортимент этих жал широк, утверждается что есть более 80 моделей. (Кстати Т15 это те же жала полностью совместимые с Т12)

Меня тоже привлекли эти жала после просмотра обзоров. Один из основных моментов - это быстрый нагрев. Когда ведешь отладку или ремонт, зачастую надо припаять один проводок или заменить какую деталь, и ждать каждый раз когда нагреется паяльник напрягает, а держать его все время включенным помимо сокращения ресурса не делает воздух в комнате чище. Здесь же нагрев буквально за десять секунд, т.е. пока капнул флюса и взял пинцет паяльник уже готов. Также не плохая возможность прогреть большие полигоны.

Собирать все по правильному с покупной ручкой паяльника с быстрой заменой и т.д. по деньгам не слишком оправдано, поскольку готовая станция типа BK950D стоит на AliExpress 35-40$ .

Поэтому решил все максимально упростить отказавшись от смены жал. В принципе в работе как правило используется всего пара жал редко три. Решил просто сделать пару паяльников, чтобы получилась двух канальная паяльная станция.

Итак купил на пробу пока одно жало Т12-KU.

Стержень жала на конце имеет два контактных пояска, между ними включен последовательно нагреватель сопротивлением 8 Ом и термопара. Напряжение питания до 24В и ток до 3А. Максимальная мощность около 70Вт.

Если смотреть с дальней стороны от нагревателя то сначала идет плюс далее минус и корпус самого картриджа является землей и служит для заземления жала.

К этим пояскам простой скруткой закрепил провода и обжал несколькими термоусадками.

На стержне жала видно два утолщения. После второго утолщения от кончика жала стержень имеет низкую температуру, и здесь уже можно браться руками. В этом месте намотал бумагу с обычным канцелярским клеем.

Если имеется готовая ручка для паяльника или подходящая трубка, то можно уже вклеить стержень. Но так как у меня ничего под рукой не было, то я и ручку также склеил из офисной бумаги.

Безусловно, после каждого слоя бумаги надо давать просохнуть клею. После полной просушки я обжал поверху термоусадку, чтобы меньше пачкалось и приятнее было держать.

Сзади для увеличения жесткости залил клеем (там буквально не большое кольцо клея).

Регулятор температуры сделал аналоговый за основу взял схему от китайских регуляторов. Полярность нагревателя на схеме не обозначена, плюс нагревателя по схеме сверху, минус подключен к земле схемы.

Только переделал под имеющиеся детали. Заменил стабилизатор 7806 на LM317, Q1 2N2222, Q2 AO4407 и добавил защитный диод Д3. Чертеж печатной платы привожу, выполнена на двух стороннем текстолите вторая сторона под земляной полигон. Все смд резисторы и керамические конденсаторы типоразмера 0805. Дополнительные шунтирующие конденсаторы 0.1мкФ, но можно и не ставить. С4 типоразмера В.

Единственная дефицитная деталь в этой схеме это P-Mosfet.

Я также попробовал переделать схему под N-Mosfet, которые гораздо легче достать или выковырять.

WARNING. Схема при использовании LM358 не работает. У получилось запустить используя ОУ TL082, свой вариант он привел в комментариях.

Стабилитрон D3 и транзистор Q2 брал первые попавшиеся. Стабилитрон любой на ток >20ма и напряжение 6в. Транзистор на напряжение более 40в и ток более 6А (при питании менее 20в можно ставить Mosfet со старых материнок, они как правило на напряжение 30в).

Резистор R15 и источник напряжения V1, это нагреватель и термопара паяльника.

Плату пока собирал по китайскому варианту схемы и она в сборе имеет вид.

Настройка

Схема почти не требует настройки, но надо правильно подключить нагреватель и отрегулировать диапазон температур. Отладку надо проводить при пониженном вольт до 9 напряжении питания, иначе при длительном включении на 24в можно раскалить жало до красна. Для определения правильной полярности подключения нагревателя я разорвал цепь около переменного резистора (не впаивал подстрочный резистор) и включил регулятор. При правильной полярности включении паяльника питание на него не подается и светодиод не горит. Из-за дрейфа нуля ОУ возможно такое поведение и при не правильной полярности, для проверки такой ситуации погрейте кончик жала в течении пол секунды зажигалкой. При не правильной полярности питание на паяльник питание будет подано непрерывно.

У меня был в наличии переменный резистор 10к, по этому номиналы цепи регулировки несколько отличаются от оригинала, после настройки диапазон регулировки оказался от 260º до 390º. Возможно решу расширить диапазон еще, уменьшив сопротивление низкоомного резистора R2.

Испытания

В работе паяльник показал себя вполне нормально. Скорость нагрева оказалась на высоте реально около десяти секунд (видео привожу).

С мощностью особого чуда я не увидел, если конечно не сравнивать с дешевыми китайскими станциями которые в большинстве не паяют, а ковыряют сопли. А так вполне на уровне простых, но фирменных станций.

Вот спаял этим паяльником переходник. Хотя для такого тонкого жала это извращение. Пайку столь массивных деталей комфортной не назовёшь, теплоотдачи явно не достаточно. Видео получилось скучным и длинным, пока решил не выкладывать.

В итоге в целом результаты мне вполне понравились.

Поэтому планирую заказать еще жало более массивное, пока не решил какой выбрать тип ВС или D.

И изготовить из компьютерного блока питания саму станцию на два канала. Статей о полно, снять с него 20-24в и 6а тоже вроде не проблема. Примерил, вроде после снятия лишних деталей с платы БП два регулятора влезут в корпус. Заодно собираюсь использовать вентилятор блока в качестве вытяжки. Сейчас использую 12в вентилятор с куском фильтра от кухонной вытяжки (в описании утверждалось что этот войлок типа как активированный уголь), но тяги одного вентилятора немного маловато и планирую поставить два.

Кстати вот вид сегодняшнего вентилятора который использую в качестве вытяжки.

Когда дойдут руки сделать, покажу что получилось. Пока паяльник просто подключён к лабораторному блоку. Если питать один паяльник, то можно использовать блок питания например от ноутбука, у меня от сгоревшего ноута выдает 19в и 4.5А, что вполне достаточно для работы.

Также привожу видео демонстрирующее скорость разогрева паяльника. Безусловно для более массивного жала или при более низком напряжении питания время разогрева может увеличится.

В списке элементов приведены номиналы распаянные на плате, в примечании указаны элементы на оригинальной схеме.

Список радиоэлементов

Читая местные обзоры, уже не раз подумывал о покупке паяльника с жалом T12. Давно хотелось чего-то портативного с одной стороны, достаточно мощного с другой стороны, и, разумеется, нормально поддерживающего температуру.
У меня есть относительно много паяльников, купленных в разные времена и под разные задачи:
Есть совсем древние ЭПСН-40 и «москабель» 90Вт, чуть более новый ЭМП-100 (топорик), совсем новый китайский TLW 500W. Последние два особенно хорошо сохраняют температуру (даже при пайке медных труб), но вот паять ими микросхемы не очень удобно:). Попытка использования ZD-80 (пистолетик с кнопкой) не вышла - ни мощности, ни нормального поддержания температуры. Прочая «электронная» мелочь типа Antex cs18/xs25 годится только для совсем мелочей, да и встроенной регулировки не имеет. Лет 15 назад пользовался den-on"овским ss-8200, но жала там совсем малюсенькие, термодатчик далеко и градиент температуры огромен - несмотря на заявленные 80W, на жале по ощущениям и трети не будет.
В качестве стационарного варианта я уж лет 10 использую Lukey 868 (это практически 702, только нагреватель керамический и еще какие-то мелочи). Но портативности в ней нет никакой, с собой в карман или мелкую сумку никак не взять.
Т.к. на момент покупки я еще не был уверен «а нужно ли мне оно», был взят минимальный бюджетный вариант с K-жалом и ручкой, максимально похожей на привычный паяльник от Lukey. Возможно, что кому-то она кажется не очень удобной, но для меня важнее, что-бы ручки обоих используемых паяльников привычно и одинаково лежали в руке.
Дальнейший обзор можно будет условно разделить на две части - «как из запчастей сделать устройство» и попытка анализа «как это устройство и прошивка контроллера работают».
К сожалению, продавец убрал именно этот SKU, поэтому могу дать только ссылку на снимок товара из журнала заказов. Впрочем, нет никаких проблем найти аналогичный товар.

Часть 1 - конструкция

Результат:
1) Паяльник работает примерно как заявлено и вполне помещается в карманах куртки.
2) В старом хламе утилизированы и более не валяются: блок питания, кусок стеклотекстолита 40-летней давности, балончик с нитроэмалью 1987 года выпуска, микровыключатель и небольшой кусок алюминия.

Разумеется, с точки зрения экономической целесообразности существенно проще купить готовый корпус. Пусть материалы были и практически бесплатны, но «время-деньги». Просто в моем списке задач вообще не фигурировала задача «сделать дешевле».

Часть 2 - заметки о функционировании

В качестве некоторого предварительного предупреждения хочу сказать:
1) Разные контроллеры имеют несколько разную схемотехнику. Даже у внешне одинаковых плат могут быть немножко отличающиеся компоненты. Т.к. у меня имеется только одно мое конкретное устройство, я никак не могу гарантировать совпадение с другими.
2) Прошивка контроллера, которую я анализировал, не единственная имеющаяся. Она распространенная, но у Вас может стоять другая прошивка, функционирующая другим образом.
3) Я нисколько не претендую на лавры первооткрывателя. Многие моменты уже были ранее освещены другими обозревателями.
4) Дальше будет много скучных букв и ни одной веселой картинки. Если внутреннее устройство не интересует - остановитесь здесь.

Обзор конструкции

Как несложно заметить, все функционирование определяется микроконтроллером. Почему китайцы ставят именно такой - мне неизвестно, он не сильно дешевый (около $1, если брать несколько штук) и впритык по ресурсам. В типовой китайской прошивке остаются свободными буквально десяток байт памяти программ. Сама прошивка написана на С или чем-то аналогичном (там видны явные хвосты библиотеки).

Функционирование прошивки контроллера

Есть несколько режимов работы:
1) Обычный, нормальное поддержание температуры
2) Частичное энергосбережение, температура 200 градусов
3) Полное отключение
4) Режим настройки P10(шаг настройки температуры) и P4(усиление ОУ термопары)
5) Режим альтернативного управления

После запуска работает режим 1.
При коротком нажатии кнопки производится переход в режим 5. Там можно повернуть регулятор влево и уйти в режим 2 или вправо - увеличить температуру на 10 градусов.
При длительном нажатии производится переход в режим 4.

В предыдущих обзорах было много споров, как правильно устанавливать вибродатчик. По имеющейся у меня прошивке могу сказать однозначно - без разницы. Уход в режим частичного энергосбережения выполняется по отсутствию изменений состояния вибродатчика, отсутствию существенных изменений температуры жала и отсутствию сигналов от ручки - все это на протяжении 3х минут. Замкнут вибродатчик или разомкнут - совершенно неважно, прошивка анализирует только изменения в состоянии. Вторая часть критерия тоже интересна - если вы паяете, то температура жала неминуемо плавает. И если фиксируется отклонение более чем на 5 градусов от заданной, выхода в режим энергосбережения не будет.
Если режим энергосбережения продлится больше заданного, то паяльник полностью выключится, на индикаторе будут нули.
Выход из энергосберегающих режимов - по вибрации или по ручке управления. Возврата из полного энергосбережения в частичный не бывает.

Поддержанием температуры МК занимается в одном из таймерных прерываний (их задействовано два, второе занимается дисплеем и прочим. Зачем так сделано непонятно - интервал прерывания и другие настройки выбраны одинаковые, вполне можно было обойтись единым прерыванием). Цикл управления состоит из 200 таймерных прерываний. На 200-м прерывании нагрев обязательно отключается (- целые 0.5% мощности!), выполняется задержка, после чего производится измерение напряжений с термопары, термодатчика и опорного напряжения с TL431. Далее все это по формулам и коэффициентам (частично задаваемым в nvram) пересчитывается в температуру.
Здесь я позволю себе маленькое отступление. Зачем в такой конфигурации термодатчик - не вполне понятно. При правильной организации, он должен давать поправку температуры на холодном спае термопары. Но в этой конструкции он измеряет температуру платы, не имеющую никакого отношения к требуемой. Его либо нужно переносить в ручку, как можно ближе к картриджу T12 (и еще вопрос - в каком месте картридже находится холодный спай термопары), либо вовсе выкинуть. Возможно, я чего-то не понимаю, но похоже, что китайские разработчики тупо передрали схему компенсации с какого-то другого устройства, совершенно не понимая принципов работы.

После измерения температуры вычисляется разница между заданной и текущей температурой. В зависимости от того, большая она или маленькая работают две формулы - одна большая, с кучей коэффициентов и накоплением дельты (желающие могут почитать про построение ПИД-регуляторов), вторая проще - при больших отличиях нужно либо греть максимально, либо полностью отключить (в зависимости от знака). Переменная ШИМ может иметь значение от 0 (отключено) до 200 (полностью включено) - по количеству прерываний в цикле управления.
Когда я только включил устройство (и еще не залез в прошивку), меня заинтересовал один момент - не было дрожания на ± градус. Т.е. температура либо держится стабильно, либо дергается сразу на 5-10 градусов. После анализа прошивки выяснилось, что дрожит оно по всей видимости всегда. Но при отклонении от заданной температуры менее чем на 2 градуса прошивка показывает не измеренную, а заданную температуру. Это ни хорошо и не плохо - дрожащий младший разряд тоже сильно раздражает - просто нужно иметь в виду.

Завершая разговор о прошивке хочу отметить еще несколько моментов.
1) С термопарами я не работал уже лет 20. Может за это время они стали линейнее;), но раньше для сколько-нибудь точных измерений и при наличии возможности, всегда вводилась функция корректировки нелинейности - формулой или таблицей. Здесь этого нет от слова совсем. Можно настроить только смещение нуля и угол наклона характеристики. Может во всех картриджах используются высоколинейные термопары. Либо индивидуальный разброс в разных картриджах больше, чем возможная групповая нелинейность. Хотелось бы надеяться на первый вариант, но опыт намекает на второй…
2) По непонятной для меня причине, внутри прошивки температура задается числом с фиксированной точкой и разрешением в 0.1 градус. Совершенно очевидно, что в силу предыдущего замечания, 10-битного АЦП, неверной поправки холодного конца, неэкранированного провода и т.п. реальная точность измерений и 1 градус никак не составит. Т.е. похоже, что опять содрано с какого-то другого устройства. А сложность вычислений чуть выросла (неоднократно приходится делить/умножать на десять 16-разрядные числа).
3) На плате имеются контактные площадки Rx/TX/gnd/+5v. Насколько я понял, у китайцев были специальные прошивки и специальная китайская программа, позволяющая напрямую получать данные со всех трех каналов АЦП и настраивать параметры ПИД. Но в стандартной прошивке ничего этого нет, выводы предназначены исключительно для заливки прошивки в контроллер. Программа для заливки доступна, работает через простой последовательный порт, только TTL-уровни нужны.
4) Точки на индикаторе имеют свой функционал - левая индицирует режим 5, средняя - наличие вибрации, правая - тип выводимой температуры (выставленная или текущая).
5) Для записи выбранной температуры отведено 512 байт. Сама запись сделана грамотно - каждое изменение пишется в следующую свободную ячейку. Как только достигнут конец - блок полностью стирается, а запись производится в первую ячейку. При включении берется самое дальнее записанное значение. Это позволяет увеличить ресурс в пару сотен раз.
Владелец, помни - вращая ручку настройки температуры, ты тратишь невосполнимый ресурс встроенного nvram!
6) Для остальных настроек используется второй блок nvram

С прошивкой все, если возникнут дополнительные вопросы - задавайте.

Мощность

Итоговое сопротивление цепи в холодном состоянии составляет не менее 8.7 Ома, что дает предельный ток в 2.76А. С учетом падения на ключе, проводах и разъеме, напряжением на самом нагревателе будет около 23В, что даст мощность порядка 64 Вт. Причем это предельная мощность в холодном состоянии и без учета скважности. Но не стоит особо расстраиваться - 64 Вт это весьма много. А учитывая конструкцию жала - достаточно для большинства случаев. Проверяя работоспособность в режиме постоянного нагрева, я помещал кончик жала в кружку с водой - вода вокруг жала кипела и пАрила весьма бодро.

Но вот попытка экономии с использованием БП от ноутбука имеет очень сомнительную эффективность - внешне незначительное снижение напряжения, приводит к потере трети мощности: вместо 64 Вт останется порядка 40. Стоит ли этого экономия $6?

Если наоборот, попытаться выжать из паяльника заявленные 70Вт, есть два пути:
1) Немного увеличить напряжение БП. Достаточно увеличить всего на 1В.
2) Уменьшить сопротивление цепи.
Почти единственный вариант, как немного уменьшить сопротивление цепи - заменить ключевой транзистор. К сожалению, практически все p-канальные транзисторы в используемом корпусе и на требуемое напряжение (на 30В я не рискнул бы ставить - запас будет минимален) имеют сходные Rdson. А так было бы вдвойне замечательно - заодно меньше бы грелась плата контроллера. Сейчас в режиме максимального разогрева на ключевом транзисторе выделяется около ватта.

Точность/стабильность поддержания температуры

Что имеет смысл переделать в контроллере

2) Силовой ключ с большим (относительно большим!) сопротивлением. Применение ключа с сопротивлением 0.05 Ом сняло бы все проблемы его нагрева и добавило бы около ватта мощности нагревателю картриджа. Но корпус был бы уже не 2х миллиметровый dpak, а минимум на размер больше. Или вообще переделать управление на n-канал.

3) Перенос ntc в ручку. Но тогда имеет смысл перенести туда и микроконтроллер, и силовой ключ и опорное напряжение.

4) Расширение функциональности прошивки (несколько наборов параметров ПИД для разных жал и т.п.). Теоретически возможно, но лично мне проще (и дешевле!) заново слепить на каком-нибудь младшем stm32, чем утаптывать в существующую память.

В результате имеем замечательную ситуацию - переделывать можно много чего, но практически любая переделка требует выкинуть старую плату и сделать новую. Либо не трогать, к чему я и склоняюсь пока.

Заключение

Если отбросить мысли-мечты, то выходит следующее:
1) Если паяльной станции нет, но хочется - лучше забыть про 900 и брать T12.
2) Если нужно дешево и точные режимы пайки не сильно нужны - лучше взять простой паяльник с регулировкой мощности.
3) Если паяльная станция на 900х уже есть, то достаточно T12-К - универсальность и портативность получилась на высоте.

Лично я покупкой доволен, но и заменять все имеющиеся 900-е жала на T12 пока не планирую.

Это первый мой обзор, поэтому заранее приношу извинения за возможные шероховатости.

Электронные компоненты чувствительны к высоким температурам. Это значит, что для каждого компонента существует температура, выше которой не следует его нагревать.

Перегрев компонента может произойти как во время работы устройства, так и в процессе пайки. К перегреву во время работы ведёт множество причин, которые сегодня нас не интересует, так как разговор пойдёт о пайке и паяльниках.

Что такое пайка?

Па́йкой называют метод неразъемного соединения нескольких деталей с помощью металла с более низкой температурой плавления, чем соединяемые детали.

Когда припой нагревают до температуры плавления, то он растекается по повехности соединяемых деталей, обволакивает выступы и заполняет промежутки между ними. После остывания припоя образуется прочное соединение. Пайка позволяет соединять детали из разных металлов. Главное, чтобы эти металлы смачивались припоем.

Например, оловянно-свинцовым припоем хорошо смачиваются драгоценные металлы, медь, никель, латунь, бронза и плохо смачиваются сталь, алюминий, чугун, железо. Поэтому для качественной пайки надо обязательно правильно подбирать припой.

Припои

При производстве электроники используются оловянно-свинцовые и безсвинцовые припои. Очевидный минус оловянно-свинцовых припоев - это свинец. Безсвинцовые припои свинец в своем составе не имеют, но менее токсичными они от этого не стали. К тому же безсвинцовые припои страдают от образования оловянных "усов" . Так что если вы всё еще думаете, что ROHS предназначена для улучшения экологии, то это не так. Я бы предположил, что директива служит для маскировки снижения времени жизни эл. устройств массового производства.

В припой могут дополнительно входить кадмий, висмут, сурьма, цинк, медь. Их включают в состав припоя с целью придания ему дополнительных свойств. Кадмий, чтобы повысить антикоррозийные качества. Сурьма для придания глянца. Припои с цинком используют там, где поверхность пайки подвергается воздействию влаги. И т.д.

Припои также делятся по температуре плавления на легкоплавкие и тугоплавкие. Температура после которой припои считаются тугоплавкими равна 450 С о. Среди радиолюбителей наиболее распространены оловянно-свинцовые припои ПОС-40 и ПОС-60. Числа 40 и 60 означают процентное содержание олова в припое. Чем меньше цифра, тем выше температура плавления припоя.

Паяльные флюсы

Для качественного припаивания компонента к дорожке печатной платы одного припоя мало, так как спаиваемые поверхности окисляются, а окислы портят качество пайки. Для устранения окислов со спаиваемых поверхностей используют флюсы - вещества, снимающие окислы и жиры, улучшающие смачиваемость.

Применение хорошего флюса позволяет облегчить процесс пайки, а также повысить её качество. Сами флюсы можно разделить на требующие смывки после завершения пайки и такие, которые смывания не требуют. Бессмывочные флюсы очень удобны для использования при пайке компонентов, под которые потом не подлезть. Такие как микросхемы в BGA корпусах

Инструменты для пайки

Главный инструмент - паяльник. Он бывает регулируемый, нерегулируемый, большой, маленький, индукционный или обычный. Для монтажа электронных компонентов вручную следует использовать регулируемые паяльники, которые быстро нагреваются до заданной теммпературы и поддерживают её в процессе пайки, когда тепло с жала передается припою, проводнику на плате и припаиваемому компоненту и оно остывает.

Среди радиолюбителей распространены клоны станций Hakko. Они в разы дешевле. Часто имеют на борту ещё и паяльный фен. Эти станции используют копию жала типа 900М. У копий этих жал есть родовая травма в виде воздушного зазора между нагревателем и внутренней поверхностью жала. В оригинальном жале зазор тоже есть, но он рассчитан так, что в процессе нагрева зазор исчезнет за счет теплового расширения металла, а в копиях это не учитывается. В итоге получилась плохая копия, так как жало долго греется и быстро остывает при пайке массивных элементов. Об этих жалах уже речь вестись не будет.

На смену жалам типа 900М пришли жала-картриджи Т12, которые не имеют проблемы с воздушным зазором. Они выпускаются 84 видов. Я рассмотрю самые интересные и ходовые.

Как устроены жала Т12

Особенность такого жала заключается в его строении: капсула, внутри которой максимально близко к наконечнику расположен датчик температуры. Станция снимает с датчика информацию о температуре наконечника и с помощью PID-регулятора автоматически коректирует подачу энергии на нагревательный элемент.

Виды жал Т12

Оригинальным разработчиком этих жал явлется японская компания Hakko. Она выпускает много интересных инструментов. Одних только серий жал больше 30 видов. Одна из них - это серия Т12, получившая широкое распространение за счет того, что китайцы стали массово клепать эти жала и продавать по бросовым ценам.

На картинке выше приведены примеры типов жал Т12. Самые ходовые: BCM/СМ, BC/С, B, D, I, J, K. Жала вида SMD TYPE Quad/Tunnel совсем уж экзотические в быту радиолюбителя. Теперь давайте разбираться для каких целей какие жала предназначены.

Тип T12-K

Жало в форме ножа. Одно из самых универсальных жал, так как им можно пользоваться по-разному и работать либо кончиком, либо плоской частью с левой или правой стороны, либо торцом. Выбор способа использования зависит от условий пайки.

Длина среза составляет 6.65 мм. Таким жалом можно подлезть в узкие промежутки между компонентами, припаивать сразу несколько выводов компонентов, лудить площадки печатной платы или провода. T12-K бывает с заточкой справа: T12-K , T12-KR , T12-KRZ; слева: T12-KL; двусторонней: T12-KF , T12-KFZ , T12-KU . Все китайские жала имеют на самом деле двустороннюю заточку.

Индекс U в маркировке означает уменьшенный диаметр жала. Это понижает его теплоемкость. Индекс Z говорит о том, что жало имеет более толстое покрытие. Такое жало будет служить дольше.

Тип T12-BC/C

BC в маркировке означает, что жало имеет форму усеченного конуса, а С обозначает жало в форме усеченного цилиндра. Разница между ними заключается в их теплоемкости. У жал ВС она больше.

Есть еще вариации этих жал: BCF/CF и BCM/CM . Жала с индексом F имеют рабочую поверхность только на срезе, а с индексом M имеют небольшую выемку на срезе жала, что позволяет жалу удерживать каплю припоя и пайка будет делаться миниволной. Все жала типа BC/C бывают диаметров от 0.8мм до 4.2мм.

Жала типа BC/C предназначены для пайки теплоемких компонентов и выводов между которыми достаточное расстояние, чтобы не посадить соплю. Hakko также рекомендует использовать эти жала для пайки чип-компонентов, так как они позволяют формировать правильную галтель паянного соединения (solder fillet ).

Га́лтель (от нем. Hohlkehle — желобок, выемка) — форма поверхности в виде желобка, выемки на внешнем или внутреннем ребре детали.

При пайке компонентов поверхностного монтажа правильно выполненые паяные соединения имеют вогнутую форму, что обеспечивается объемом припоя и процессом смачивания контактных поверхностей. Такая форма обеспечивает минимальный расход припоя, а также наилучшие условия для равномерного затвердевания с образованием прочного бездефектного соединения.

Часто под термином "галтель паяного соединения" понимают само паяное соединение или объем припоя в соединении.

Тип T12-D

Этот вид жала выглядит как обычная плоская отвертка. Работать таким жалом можно как лицевой стороной, так и торцевой.

Выпускается более 10 подвидов T-12D с шириной кончика от 0.5 мм до 1.2 мм. От чего изменяется его теплоемкость. Самой малой теплоемкостью обладает жало с шириной 0.5мм

Большинство из радиолюбителей к таким жалам привычно, так как на обычных паяльниках жала имеют схожую форму. Выпускается еще два варианта таких жал: с увеличенным сроком службы (long life) и высокопроизводительные с повышенной теплоотдачей (heavy duty).

Индекс W ставится у высокопроизводительного жала, индекс L обозначает, что жало имеет удлиненный кончик. Например, T12-DL. Такие жала имеют теплоеммкость даже больше жал с индексом W

Я рассказал о наиболее ходовых, на мой взгляд, жалах. Сам пользуюсь жалами T12-B2, T-12K. Кстати, при установке в паяльную станцию новые жала следует откалибровать. Многие станции позволяют калибровать жала и сохранять "профиль жала", чтобы при замене одного жала другим можно было переключить профиль и не калибровать жало заново.

В интернете можно найти много материалов про эту замечательную паялку. Но я также поделюсь своим опытом сборки набора для паяльной станции на жалах Hakko T12. А в следующей статье речь пойдет о сборке паяльной станции с феном. Итак, набор приходит в такой комплектации:

2. Сам контроллер, разъем для подключения паяльника, светодиод, ручка для энкодера и два датчика перемещения (ставятся в ручке и выводят паяльник из режима сна при снятии паяльника с подставки, вообще нужен один, но прислали с запасом).

3. Кабель (в эластичной изоляции).

4. Ручка для установки жала.

5. Провода и термоусадки (эти провода нужны в случае если вы планируете установить разъем для подключения паяльника не на плате, а вынести его).

6. Припой и канифоль (для сборки набора, продавец заботливо положил немного припоя и коробочку с канифолью).

Сборка ручки

Начнем со сборки ручки для паялки на жалах Hakko T12. Собирается она просто. Устанавливаем круглую текстолитовую шайбу в паз и припаиваем. Площадки для спайки предусмотрены только с одной стороны. Для большей надежности я с другой стороны зачистил маску и припаял и там.

Датчик перемещения

Далее нужно впаять датчик перемещения. По нему есть некоторые пояснения. Этот датчик представляет собой обычную трубочку в которую заходят два вывода и внутри находится металлический шарик. В одном из положений шарик замыкает эти два вывода, а в другом размыкает. Подключите его к мультиметру в режиме прозвонки и поверните сначала одним выводом вниз затем другим. Отметьте вывод при направлении вниз которого датчик срабатывает. Теперь, если в вашей подставке паяльник стоит жалом вниз, то этот вывод нужно впаять на 2, если же жалом вверх, то этот вывод впаивается в 1.

Распайка проводов

Со стороны платы видим -,-,SW,+,E. Спаять нужно так:

Плата Ручка
— —
— A
SW B
+ +
E земля

Со стороны ручки кабель фиксируется на стяжки.

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПЕРЕД РАСПАЙКОЙ ОДЕТЬ НА КАБЕЛЬ САМУ РУЧКУ И КОЖУХ РАЗЪЕМА!!!

Окончательная сборка ручки заключается в установке жала и фиксирующих элементов.

Сборка платы

Теперь что касается сборки платы. Собственно здесь нужно всего лишь запаять светодиод и гнездо для паяльника. Но! Гайка крепления его находится со стороны выводов, и если его сейчас запаять, то потом, при установке в корпус, придется выпаивать. Последовательность установки в корпус, если гнездо не на проводах следующая: размечаем сверлим отверстия в корпусе, прикручиваем гнездо, затем устанавливаем плату(выводы разъема при этом входят в ответные отверстия платы), прикручиваем энкодер, и припаиваем разъем. При этом калибровочный резистор останется прикрыт панелью. Чтобы избежать этого, можно сделать отверстие в панели напротив него, а можно перепаять его назад, что я и сделал (но в этом случае потом придется перекалибровать станцию).

Сборка паяльной станции на Hakko T12

В статье кратко описаны предпосылки выбора паяльной станции именно на жалах Hakko T12, далее приведён сравнительный анализ нескольких версий, доступных на рынке, а также рассмотрены некоторые особенности сборки паяльной станции и её финальной настройки.

Откуда такой ажиотаж вокруг Hakko T12?

У любого начинающего учиться паять, первым встаёт вопрос выбора паяльника. Многие начинают с доступных в ближайшем хоз.маге копеечных паяльников фиксированной мощности. Конечно, какие-то простейшие работы, типа пайки проводов можно выполнять даже советским паяльником с медным жалом, особенно при наличии навыка. Однако, любому, кто попробовал спаять таким паялом что-либо более технологичное, становятся очевидны проблемы: если паяльник слишком слабый (40Вт и менее) - некоторые детали, например выводы соединённые с земляным полигоном, очень неудобно выпаивать, а если мощный (50Вт и более) - он очень быстро перегревается и вместо пайки происходит ритуальное выжигание дорожек. Исходя из вышеизложенного, даже если вы только учитесь паять, желательно всё-таки купить паяльник с возможностью регулировки температуры. Однако, чаще всего паяльники с простыми регуляторами, встроенными в ручку, представляют собой изделия крайне низкого качества, поэтому, если уж вы задались вопросом выбора нормального паяльника, скорее всего уже стоит смотреть в сторону паяльных станций.

Чаще всего следующий вопрос - какую именно паяльную станцию выбрать. Тут могут быть вариации, поскольку профессионалы, в основном, работают с достаточно громоздкими станциями совмещёнными с паяльным феном, типа PACE, ERSA или, на худой конец Lukey. Мне дома фен ни к чему, но при этом хочется иметь надёжную, мощную и компактную станцию с возможностью регулировки. Так как рабочее место не резиновое, станция должна быть действительно небольшой, поэтому многие станции отпадают по габаритам. Плюс, естественно, всегда хочется уложиться в некий разумный бюджет. И тут на сцену выходят наши китайские друзья, со своими станциями, предназначенными для работы с жалами японской фирмы Hakko . Оригинальные паяльные станции от данного бренда стоят каких-то неадекватных денег, а вот китайские поделки под эти жала, как ни странно, обладают достаточно высоким качеством, при очень приятной цене.

Итак, почему жала именно от Hakko? Главный их козырь это керамический нагреватель, совмещеный с датчиком температуры. Собственно, для готовой паяльной станции к такому жалу остаётся лишь "добавить" ПИД-регулятор и достаточную мощность, что позволяет достичь быстрого нагрева и качественного поддержания заданной температуры. Ну и обернуть всё это в удобный корпус. Собственно, в паяльных станциях-конструктораx, которые можно в изобилии найти на Алиэкспрессе по запросам типа "diy hakko t12" , всё это реализовано, а в комплекте китайцы обычно кладут одно-два жала Hakko (бытует мнение что это в основном копии, однако, даже у копий качество на уровне).

Выбираем набор для сборки

На начало 2018-ого года в поиске на Али чаще всего попадаются предложения от "фирм" Quicko, Suhan и Ksger. Причём в описаниях они иногда даже ссылаются друг на друга, поэтому вполне очевидно, что это суть одно и то же, так что далее я, по возможности, буду пропускать конкретные названия "производителя", ссылаясь только на версии конкретных станций, ибо беглый анализ фотографий позволяет предположить, что если версии совпадают, то и схемотехника примерно одинаковая.

На самом деле, вариаций в целом не так много, как может показаться на первый взгляд. Опишу основные значимые различия:

Примерная таблица мощности паяльника, в зависимости от напряжения блока питания:

• При 12В - 1.5А (18 Вт)
• При 15В - 1.88А (28 Вт)
• При 18В - 2.25А (41 Вт)
• При 20В - 2.5А (50 Вт)
• При 24В (max!) - 3А (72 Вт)

Обратите внимание , для некоторых версий указано, что при использовании блока питания выше 19В желательно отпаять резистор 100 Ом, подписанный как-то типа "20-30V R-NC". Данный резистор запараллелен с более мощным резистором на 330 Ом и вместе они образуют один резистор 77 Ом, включенный перед микросхемой 78M05. Отпаяв 100 Ом, мы оставим один резистор на 330. Сделано это для того чтобы уменьшить падение напряжения на данном регуляторе при большом входном напряжении - очевидно для повышения его надёжности и долговечности. С другой стороны, подняв сопротивление до 330 мы также ограничим максимальный ток по линии +5В. При этом, учитывая, что сама 78M05 вполне может переварить даже 30В на входе, я бы не выпаивал 100 Ом полностью, а заменил бы данный резистор на что-то в диапазоне 200-500 Ом (чем выше напряжение, тем больше номинал). Либо можно вообще не трогать данный резистор и оставить как есть.

Итак, с общей комплектацией определились, теперь чуть более пристально рассмотрим сами платы различных версий.

Сравнение некоторых версий

Схемотехника у всех плат достаточно похожа, могут различаться небольшие нюансы. Я нашёл в сети схему, нарисованную пользователем Wwest с ixbt.com, для версии F . В принципе, её вполне достаточно для понимания работы станции.

Схема паяльной станции Mini STC T12 ver.F

Внешний вид Mini STC T12 ver.E

Внешний вид Mini STC T12 ver.F

Итого, в качестве промежуточного вывода можно заключить следующее: если у вас есть возможность заменить электролит на полимер, тогда лучше брать версию E . Если же вам без разницы что менять, лучше купить более ёмкую керамику и взять версию F . А если вам вообще ничего менять не хочется, тогда вопрос сводится к тому что быстрее выйдет из строя, электролит, либо контроллер с нестабильным питанием. Учитывая что у версии F общая технологичность выше, пожалуй я бы рекомендовал его.

Реже встречаются ещё два варианта плат - от Ksger и Diymore, причём по ним видно, что трассировка платы дополнительно проработана.

Внешний вид Diymore Mini STC T12 (версия неизвестна)

Внешний вид Ksger Mini STC T12 LED (версия неизвестна)

В версии от Diymore стоит тантал и обычный AOD409 в корпусе DPAK, поэтому несмотря на то, что она менее симпатична визуально, при выборе она явно предпочтительнее. Разве что вы не готовы сами перепаивать эти элементы.

Итого: если вам вообще без разницы что покупать и вы не хотите ничего перепаивать после покупки, я бы советовал поискать версию, похожую на фото платы от Diymore, либо, если искать лень, брать версию F и менять конденсаторы, как описано выше.

Сборка

Сборка ручки паяльника. Контакты разъёма на плате и в ручке могут иметь различную маркировку. Это вряд ли проблема, так как там в любом случае всего пять проводов:

• Два провода питания - плюс и минус
• Провод термодатчика
• Два провода вибродатчика (порядок не важен)

Если на вашей ручке контакты никак не подписаны, достаточно знать, что на самом жале всего три контакта: плюс (ближайший к концу на жале), потом идёт минус и вывод термодатчика. Для наглядности схоронил схему с Али.

Китайцы иногда подписывают вывод термопары как землю, а в самом контроллере E подключено к заземлению - насколько я понимаю это не совсем корректно, хотя разбираться мне лень, да и заземления у меня всё равно нет.

В некоторых версиях в ручке, помимо вибродатчика, нужно ещё впаивать конденсатор. Я не знаю наверняка, но кондёр может быть между плюсом и минусом нагревателя - чтобы меньше шумел в РЧ-диапазоне. Также это может быть кондёр между термодатчиком и землёй - опять же для того чтобы показания термодатчика были более плавными и менее зашумлёнными. Не знаю насколько это всё вообще целесообразно - например в моей ручке места для конденсатора вообще не было. Кроме того, некоторые пользователи писали, что точность термостабилизации при замкнутых выводах конденсатора была выше. В общем, если данный конденсатор в вашей модели предусмотрен, можете попробовать и так и сяк.

Судя по отзывам в интернетах, в некоторых ручках помимо конденсатора и вибродатчика был ещё термистор, якобы для контроля температуры холодного конца. Однако, потом до производителей дошло, что датчик холодной стороны логично размещать прямо на плате контроллера и больше такой фигнёй они не страдают.

Про вибродатчик. В качестве вибродатчика в таких станциях используются либо датчики вибрации SW-18010P (редко), либо SW-200D (в основном). Ещё некоторые умельцы используют ртутные датчики - я вообще не сторонник использования ртути в хозяйстве, поэтому обсуждать тут этот подход не буду.

SW-18010P это обычная пружинка в металлическом корпусе. Пишут что для паяльника такой датчик гораздо менее удобен, чем SW-200D, который представляет из себя простой металлический "стаканчик" с двумя шариками внутри. У меня в комплекте было два SW-200D, их я и вам советую использовать.

Вибродатчик нужен для автоматического перехода станции в ждущий режим, в котором температура жала снижается до тех пор пока паяльник снова не возьмут в руку. Функция ультра-удобная, поэтому я крайне рекомендую вам от датчика не отказываться.

Если судить по картинке со схемой соединения ручки, китайцы советуют впаивать датчик серебряным пином в сторону жала. Я, собственно, именно так и сделал и у меня всё работает очень удобно.

Тем не менее, у кого-то данный датчик почему-то не работает нормально - пишут что паяльник приходится трясти чтобы вывести из спящего режима и поясняют это картинкой из которой очевидно, что если датчик наклонён в сторону ручки, контакта быть не может пока его не встряхнёш. В общем, если в вашем случае станция не выходит из спящего режима когда просто берёшь паяльник, попробуйте перепаять вибродатчик обратной стороной.

Есть ещё один хинт - некоторые хитрецы советуют два датчика впаять параллельно и разнонаправленно, тогда всё должно работать при любом положении паяльника. Косвенно данное предположение подтверждает тот факт, что во многие комплекты китайцы кладут два датчика, а на самой ручке два места рядом куда их очень удобно впаивать - скорее всего именно для этого. У меня всё заработало сразу, поэтому хинт не проверял.

Если же вы всё-таки вообще не хотите использовать функцию авто-отключения или вам не нравится как гремит вибродатчик, его можно отключить просто замкнув SW и + на плате контроллера, а провода идущие к ручке вообще не распаивать.

Про корпус. Как я уже писал выше, я выбрал стандартный алюминиевый корпус, который предлагают для данных станций. И выбором своим я, в целом, доволен. Есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание.

Во первых, необходимо как-то закрепить блок питания в корпусе. Я это решил банально сверлением четырёх дырок в корпусе и креплением блока питания на винты. В моём случае блок питания представлял из себя просто отдельную плату с радиаторами, и, т.к. корпус алюминиевый, нужно было сделать какие-то бобышки, чтобы плата блока питания не лежала прямо на корпусе. Я для этого вырезал две полоски из оргстекла, в которых просверлил по два отверстия под винты и на этом проблема была решена. Ещё можно, например, вырезать из какой-нибудь полимерной трубки изолирующие колечки нужной высоты, но мне показалось что идея с полосками оргстекла проще.

Во вторых, я понадеялся на сумрачный китайский гений и не проверил размеры корпуса и блока питания. Это было ошибкой. Как можно судить по фотографии ниже, оказалось, что после установки контроллера мой блок влезает в корпус практически впритык, что не есть хорошо. Пришлось отпаять выходные клеммы блока и припаять провода с разъёмом питания контроллера прямо на плату БП. Если бы на плате контроллера не было разъёма, блок получился бы неразборным, что было бы значительно менее удобно. Со стороны 220В я добавил дополнительную изоляцию термоусадкой и каплей термоклея. Также видно полосу термоклея на разъёме 220В - чтобы меньше болтался.

Про блок питания и доработки контролера. Как я уже писал выше, у меня была станция версии E с обычным электролитом. Всем известно, что обычные электролиты имеют свойство высыхать со временем, поэтому я заменил электролит на полимерный конденсатор, который валялся под рукой. Также я пропаял контакты энкодера - многие юзеры замечали, что без этого кнопка в энкодере не работала (если вы обратили внимание, на фотографиях, приведённых ранее, видно, что у трёх плат из четырёх центральный контакт энкодера вообще не припаян).

Блок питания, который мне прислали в комплекте со станцией, имел брак - один из диодов "горячей части" был припаян с неверной полярностью, отчего силовой мосфет уже при третьем включении паяльной станции сгорел и пришлось разбираться в чём причина, потратив ещё полдня на ремонт БП. Повезло ещё, что PWM Controller не сдох вслед за мосфетом. Это я к тому, что может иметь смысл таки собрать блок самому, либо использовать какой-нибудь уже проверенный.

В качестве минимальных доработок БП на выходные электролиты была параллельно припаяна керамика малой ёмкости из тех, что валялись под рукой, а также заменён межобмоточный конденсатор на более высоковольтный.

После всех ковыряний получился достаточно мощный и надёжный блок и контроллер, хотя сил потрачено явно больше чем я планировал.

Настройка после сборки

Непосредственно при работе паяльника можно изменять шаг регулировки температуры и производить программную калибровку температуры - пункты меню Р10 и Р11. Делается это следующим образом - нажимаем на ручку энкодера и удерживаем примерно 2 секунды, попадаем в пункт Р10, кратковременным нажатием изменяем порядок (сотни, десятки, единицы), поворотом ручки изменяем значение, затем опять нажимаем и 2 сек. удерживаем ручку энкодера, значение сохраняется, а мы переходим в пункт Р11 и т.д., последующее 2с. нажатие возвращает в рабочий режим.

Чтобы попасть в расширенное программное меню нужно зажать ручку энкодера и не отпуская подать питание на контроллер.

Наиболее часто встречается следующее меню (краткое описание, в скобках приведены значения по умолчанию):

• P01: опорное напряжение АЦП (2490 мВ - эталон TL431)
• P02: настройка NTC (32 сек)
• P03: вход ОУ коррекция напряжения смещения (55)
• P04: коэффициент усилителя термопары (270)
• P05: коэффициент пропорциональности PID pGain (-64)
• P06: коэффициент интегрирования PID iGain (-2)
• P07: коэффициент дифференцирования PID dGain (-16)
• P08: время засыпания (3-50 минут)
• P09: (в некоторых версиях - P99 ) сброс настоек
• P10: шаг установки температуры
• P11: коэффициент усилителя термопары

Для перемещения между пунктами меню нужно кратковременно зажимать кнопку энкодера.

Также иногда встречается следующая конфигурация меню:

• P00: восстановление параметров по умолчанию (выберите 1 для восстановления)
• P01: коэффициент усилителя термопары (по умолчанию 230)
• P02: напряжение смещения усилителя термопары, хз что это, продавец советует не менять без измерений (значение по умолчанию 100)
• P03: отношение °C/mV термопары (значение по умолчанию 41, советуют не менять)
• P04: шаг регулировки температуры (0 блокирует температуру жала)
• P05: время засыпания (0-60 минут, 0 - отключить засыпание)
• P06: время отключения (0-180 минут, 0 - функция отключения неактивна)
• P07: коррекция температуры (по умолчанию +20 градусов)
• P08: режим пробуждения (0 - чтобы выйти из сна можно вращать энкодер или встряхивать ручку, 1 - из сна можно выйти только вращением энкодера)
• P09: что-то связанное с режимом нагрева (измеряется в градусах)
• P10: временной параметр для предыдущего пункта (секунды)
• P11: время, после которого должно сработать "автоматическое сохранение настроек" и выход из меню.

Стоит заметить, что, в отличии от трассировки платы, вариантов прошивок может быть гораздо больше, поэтому нет единственно верного описания пунктов меню - вариантов может быть множество, даже в одной версии платы они могут отличаться. Разве что можно посоветовать всё-таки брать модели с текстовым дисплеем, а при его отсутствии смотреть рекомендации продавца у которого покупали.

Выводы

1. «Из коробки» температура жала не обязательно соответствует действительности, пришлось немного поковыряться с термопарой, чтобы получить приемлемый результат.
2. Для каждого жала приходится калибровать станцию заново. Я жала меняю не часто, для меня не критично. Кроме того, в некоторых версиях прошивки реализована возможность сохранять несколько профилей, поэтому данный минус в некоторых случаях не актуален.

Итого: в целом станция работает отлично и я считаю, что геморрой со сборкой себя полностью оправдывает. Чуть позже я проведу сравнение нескольких разных станций, там и опишу все достоинства\недостатки.

На этом всё, спасибо за прочтение!