Вы любите паять? А я очень! В любом занятии важен инструмент. Вот и пайка не исключение. А если работать с другом, то всё становится гораздо интереснее и веселее. Сегодня познакомимся со станцией «НеоТерм-3Т», заглянем внутрь. Узнаем простое, но эффективное и красивое схемное решение и некоторые забавные, но весьма удобные хитрости пайки.
❯ Что за станции такие – «НеоТерм»?
У саратовской компании «Магистр» целая линейка симпатичных паяльных станций «НеоТерм». Отличаются они составом и количеством инструмента, который можно одновременно к ним подключать.
Ранее я приобрёл трёхканальную станцию «НеоТерм-3Т».
Два паяльника позволяют работать одновременно с другом.
Или паять сразу в две руки, для чего я их и взял. Это очень удобно, особенно для демонтажа:
Тут главное не жалеть флюса и наляпать хорошую колбаску припоя, чтобы он покрыл все выводы сразу и был проводником тепла. Процесс происходит очень быстро и микросхемы не перегреваются.
Кроме того, в паяльники можно вставить разные жала:
В один побольше, в другой поменьше. Для ювелирных работ это может быть полезным.
Часто бывают ситуации, когда нужно залудить что-то (например, тоненький проводок), а потом сразу припаять к крохотному разъёму с мелким шагом, который только и ждёт, чтобы засосать соплю между своими маленькими выводами.
Делать это одним паяльником не очень удобно: для лужения хорошо бы взять на жало побольше припоя, а для ювелирной пайки, наоборот, почти полностью убрать припой. У разъёмов обычно много выводов, и эти операции чередуются. Гораздо удобнее лудить и паять отдельными паяльниками.
Если паять вдвоём всё-таки скучно, то можно выбрать станцию с тремя паяльниками («НеоТерм-3С»).
Вместо двух паяльников можно подключить вот такой термопинцет.
Термозачисткой можно снимать изоляцию.
Станцией я доволен.
❯ Что внутри?
Когда в руки попадает какой-нибудь приборчик, всегда интересно, что там у него внутри.
Снимаем переднюю панель.
На передней панели установлена основная плата с микроконтроллером STM32F071RBT6, энергонезависимой памятью 24LC02B-I/SN, пищалкой, экраном, кнопками и прочей мелочёвкой.
Питается станция от тороидального трансформатора ПКФЛ 671113.678ш мощностью 148 ВА, изготовленного белорусским предприятием «Юджэн».
Кроме управляющей платы есть ещё силовая. Все выводы трансформатора подключены к этой плате. На ней интересных деталей уже побольше: беленькие оптопары MOCD207R2M, 3 пары транзисторов (IRF7493 и IRFH6200), разъёмы для термоинструментов, 2 ОУ OP07C и разная мелочь.
❯ Как же работает управление нагрузкой?
Можно заметить, что транзисторы включены попарно и встречно – любопытненько! Вооружившись мультиметром срисовываем схему, приводим её в понятный читаемый вид (показана только одна из вторичных обмоток трансформатора).
Заодно можно помоделировать в Spice симуляторе.
Пусть на выводе 7 обмотки плюс, а на выводе 6 минус (положительная полуволна). Ток через R2, диод VD1 и обратный диод ключа VT2 заряжает конденсатор С1.
По каналам ключей VT1, VT2 ток не течёт, так как они закрыты.
Постепенно накопительный конденсатор С1 заряжается до напряжения, равного амплитуде синусоиды минус падение на диоде VD1 и обратном диоде транзистора VT2.
Теперь можно использовать заряд этого конденсатора для открывания полевых транзисторов. Если открыть транзистор оптопары U1B, то ключи VT1, VT2 откроются и ток нагрузки потечёт через них.
Закрыть транзисторы VT1, VT2 можно открыванием оптопары U2B, которая разрядит ёмкости затворов.
Посмотрим на графики SPICE модели. Сверху видим ток нагрузки и напряжение на ней. А также Напряжение на обмотке трансформатора, питающей схему. По центру – короткие прямоугольные импульсы открывания и закрывания (подаются на светодиоды оптопар U1B и U2B соответственно). Снизу приведены напряжения сток-исток VT1 и VT2.
Что здесь происходит?
- В обмотке трансформатора положительная полуволна, напряжение нарастает. Напряжение сток-исток ключа VT1 так же нарастает, а вот напряжение на ключе VT2 остаётся низким. Почему так происходит? Дело в том, что диод ключа VT2 при такой полярности открыт, а диод VT1 закрыт. Если поменять полярность полуволны, то состояния их диодов поменяются местами.
- Даём короткий импульс на открывающую оптопару, открывая её на время длительности импульса. Этого достаточно, чтобы зарядить ёмкости затвором зарядом из С1 и открыть транзисторы.
- Транзисторы VT1, VT2 открыты (напряжения сток-исток на них малы).
- Даём короткий импульс на закрывающую оптопару, открывая её на время длительности импульса. Этого достаточно, чтобы разрядить ёмкости затворов и закрыть транзисторы.
- Транзисторы закрыты. Диод ключа VT1 закрыт, а VT2 открыт.
Такое управление похоже на фазовое управление тиристорами (симисторами), но здесь мы можем закрыть транзисторы в любой момент, а не ждать, пока напряжение анод-катод уменьшится до нуля и тиристоры (симисторы) закроются сами.
Значительный плюс – малое сопротивление канала полевого транзистора, по сравнению с сопротивлением открытого тиристора или симистора. Посмотрим на график из даташита транзистора IRFH6200.
При 4 В затвор-исток сопротивление канала в районе 1 мОм. При токе 50 А будет падение 50 мВ. У тиристора прямое падение напряжения на участке анод-катод будет более 1 В. Например, у тиристора CLA50E1200HB при 50 А будет падение 1,25 В.
У более низковольтного КУ202Г максимальное напряжение в открытом состоянии указано 1,5 В. 1500 мВ/50 мВ=30 раз. Разница значительная.
Стабилитрон VD2 на 12 В защищает затворы транзисторов от превышения напряжения. Резистор между затвором и истоком препятствует самопроизвольному открыванию и поможет закрыть транзисторы, если контроллер вдруг отвалится.
Зачем диод VD1? Представим, что его нет. Тогда накопленный в С1 при положительной полуволне заряд утёк бы из конденсатора во время отрицательной полуволны.
Вот такая любопытная схема. Очень интересное, простое и красивое схемное решение, на мой взгляд.
Мы рассмотрели схему управления нагрузкой в канале термозачистки. Аналогичным образом управляются паяльники в двух других каналах.
Хороший инструмент есть – время творить!
Возможно, захочется почитать и это:
- ➤ Блок управления водяным охлаждением NZXT Z63. Ремонт с элементами обратной разработки
- ➤ Реверс-инжиниринг и ремонт платы зарядного устройства
- ➤ Запускаем раритетный вольтметр на газоразрядных индикаторах
- ➤ Бизнес-махина из прошлого: каким был топовый бизнес-коммуникатор 2007 года — HTC X7500?
- ➤ Как создавалась Fahrenheit или история возникновения интерактивного кино
Комментарии (69)
ExternalWayfarer
29.12.2023 14:55+3Лучше куплю какую-нибудь китайскую паяльную станцию с феном, выйдет гораздо дешевле.
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55-1Часто случается так, что берут подешевле, а потом ещё тратят время/деньги/нервы... на доработку.) Хотя и достаточно качественные товары бывают. Тут от конкретной ситуации зависит.
Arkasha
29.12.2023 14:55+3А ещё часто бывает так, что берут китайское за копейки, но брендовое и качественное, и хватает на долгие годы
А ещё часто бывает так, что берут дорогое, а потом ещё тратят время/деньги/нервы
А ещё часто бывает так, что берут дорогое и хватает на долгие годы
dlinyj
29.12.2023 14:55+2Брака слишком много.
ExternalWayfarer
29.12.2023 14:55Ничего не знаю, купил несколько лет назад одну, и до сих пор отлично работает, даже не дорабатывал.
dlinyj
29.12.2023 14:55Типичная ошибка выжившего. Я купил себе TS-100, очень им доволен и считаю одним из лучших паяльников.
Но все кому я его советовал, покупали и имели брак.
MaFrance351
29.12.2023 14:55Но все кому я его советовал, покупали и имели брак.
...а вот мне его вы не советовали, так что у меня он отлично работает.
Хотя знаю тех, кто брак таки купил
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55Для тонких работ использую маленький но мощный и весьма удобный Sequre S60. Очень понравился.
MaFrance351
29.12.2023 14:55+2Мой товарищ так купил китайский паяльный фен - внутри сразу болтался обрубок вывода какого-то компонента...
Можно, конечно, купить, но надо быть готовым сразу разобрать и при необходимости пропаять все контакты.
mastergril
29.12.2023 14:55+7Трансформаторное питание в паяльной станции в 2023 году, там разрабам за за утилизацию меди платят что ли?
Жало не картридж, на винтике с плоским шлицом, вы там точно календарь не потеряли?
Yuri0128
29.12.2023 14:55+2Трансформаторное питание в паяльной станции в 2023 году
Это большой "+" а что такого?
на винтике с плоским шлицом
Ну.... Тут таки есть вопрос к "Магистру". Но к ним всегда были вопросы...
rexen
29.12.2023 14:55Нуууу... в чём плюс-то? В данной конкретной схеме - да, пожалуй, КПД трансформаторного питания будет не хуже импульсного БП. Из-за отсутствия выпрямителя, например. Но в целом же мир перешёл на ИБП именно по причине их экономической выгоды - медь с железом давно уже дороже горсти кремния. Про вес уж я не говорю.
tituszx
29.12.2023 14:55Трансформатор, чтобы конденсаторы в импульсном блоке не менять. Ну и когда кнопочки жмешь, станция уезжать не будет. Тяжесть в данном случае плюс.
На работе PACE PRC 2000 американская, так у неё тоже тороидальный трансформатор и весит много килограмм
Carnie
29.12.2023 14:55+1в целом же мир перешёл на
В целом же вменяемый мир перешёл на заземленную электропроводку аккурат после WWII, в (пост)совдепии же об этом и слыхом не слыхивали до середины нулевых наверное, ну а что такое X/Y конденсаторы в ИБП и нежная CMOS электроника вы наверное знаете?
rexen
29.12.2023 14:55+1Я лишь сказал, что ИБП тупо дешевле железных сетевых трансов. Кто с этим не согласен? Рыночек порешал, оглянитесь, кругом всё одноразовое, предельно дешёвое, даже сетевые трансы если и делают, то такие, что они на пределе работают - настолько, что порой умудряются и пластиковый корпус подплавить.
Касаемо неустойчивости девайса - ну так это претензии к промдизайнерам - надо кнопки не на фронтальной плоскости тогда размещать, а на горизонтальной - ничего тогда ездить по столу не будет. В любом случае, если уж так надо утяжелять - то дешёвым балластом, а не спецсталью с медью.
RichardMerlock
29.12.2023 14:55Тяжесть - это хорошо, тяжесть - это надёжно. Даже если не включится, таким всегда можно врезать по башке!
Далеко не всем нравится, что там порешал рыночек. Лично я выбираю тороид с медью и я за это плачу. Всё честно.
OldFashionedEngineer
29.12.2023 14:55ГОСТовские метизы с крестом бывает непросто найти, да и под плоский шлиц тоже
firehacker
29.12.2023 14:55Это большой "+" а что такого?
Гул
Неспособность работать от DC или нестандартного напряжения (фиксится доп. обмотками) и нестандантной частоты
В том числе — неприспособленность к работе от «модифицированной синусоиды».
Потери, вызванные несинусоидальной формой питающего напряжения, которая, в свою очередь, вызвана проблемой гармоник, кратных трём, которая, в свою очередь, вызвана изобилием в сети нагрузок с нелинейной характеристикой (главным образом БП без APFC).
iig
29.12.2023 14:55Гул
Тороидальные трансформаторы если и гудят, то очень тихо
Неспособность работать от DC или нестандартного напряжения
Где взять нестандартное напряжение?
неприспособленность к работе от «модифицированной синусоиды».
Где такое взять?
Потери, вызванные несинусоидальной формой питающего напряжения
Это же не трансформаторная подстанция. Ну, 0.5 вт потерь. Это несерьезно.
ZyXI
29.12.2023 14:55Модифицированная синусоида — это частое явление при работе от недорогих ИБП, если они работают на батарее или являются ИБП с двойным преобразованием (т.е. работают либо в режиме сеть → постоянное напряжение → инвертор, либо батарея → инвертор). Правда, зачем запитывать паяльную станцию от ИБП мне не ясно, тем более что ИБП, рассчитанный на мощности, необходимые для нормальной пайки (т.е. для работы фена/стола для подогрева/ИК станции/печи — что‐то из этого, скорее всего будет) уже не такой уж недорогой и, скорее всего, будет иметь нормальную синусоиду.
firehacker
29.12.2023 14:55+2Почему только недорогих? Практически любых, кроме самых дорогих
Не только ИБП, но и автомобильные инверторы, например. Я как-то ремонтировал паяльной станцией проводку в машине, питая её от машины через инвертор.
Жужжание стояло жуткое: достаточно в голове представить преобразование Фурье от меандра, и понять, что этот бесконечно убывающий ряд гармоник превращается в гул и тепло.
firehacker
29.12.2023 14:55Где взять нестандартное напряжение?
Авиасуда. Другие напряжение и частота 400 Гц.
Другие страны.
Электроподстанция с РЗА на постоянном опертоке, которая из-за какого-то отказа РЗА погашена, но можно было бы запитаться от батарей оперативного тока и подчиниться.
Не уверен, но и в метро вроде как свои напряжения и частоты.
randomsimplenumber
29.12.2023 14:55Все напряжения в розетке стандартные. Стандарты разные. Это всегда решалось дополнительным отводом от обмотки. Частота 50-60-400 гц трансформатору тянущему 50 гц без разницы. Внезапно подключить паяльник к постоянному току.. проще через инвертор. 80 В постоянного тока не всегда встречается, чаще 12-24-36, с этого уровня импульсник, рассчитанный на 220В, все равно не вытянет.
firehacker
29.12.2023 14:55Частота 50-60-400 гц трансформатору тянущему 50 гц без разницы
Потери на вихревые токи в пластинах сердечника пропорциональны квадрату частоты. Если на трансформатор, штатно рассчитанный на 50 Гц, подать 400 Гц, частота будет в 8 раз больше, а значит потери только на токи Фуко возрастут в 64 раза.
MaFrance351
29.12.2023 14:55Если именно про поезда, то в метро 75 В постоянки.
А вот на станциях обычные 220 В, 50 Гц.
REPISOT
29.12.2023 14:55+3на винтике с плоским шлицом
Дико неудобно. Шатается и никак его не затянешь нормально.
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55Кстати, в вариантах поставки станции (и похожих моделей) можно выбрать 220 В или 36 В (если не путаю). Вероятно, трансформаторное питание связано и с этим моментом.
Kudriavyi
29.12.2023 14:55+9Я для себя теперь рассматриваю паяльник только с жалом, сделанным заодно с нагревателем. У них нет такого огромного теплового сопротивления на контакте нагревателя и жала, так что время разогрева уменьшается до нескольких секунд, так, что после нажатия кнопки включения нагрева пока несёшь паяльник и копошишься с компонентом, который паять собрался, паяльник уже нагревается до рабочей температуры. Так же это даёт более стабильную температуру жала и лучший прогрев при изменении тепловой нагрузки.
Управление нагрузкой занятное, но уж больно отдаёт ископаемыми схемами зарядных устройств из журнала Радио. Да и трансформатор на 150 ватт тяжёлый и дорогой, дешевле будет импульсный блок питания промышленного исполнения.
ZyXI
29.12.2023 14:55+1Нормальные индукционные паяльники тоже разогревают быстро. У меня YIHUA-900H, нагревает жало менее, чем за 10 с. Совместим с аналогичными индукционными паяльниками от Quick (их жала легче достать), теплового сопротивления на контакте нагревателя и жала нет, т.к. используется другой способ нагрева, температура по ощущениям стабильная, но сенсор (то ли обычная термопара, то ли терморезистор, вставляется в жало туда же, куда у обычных паяльников нагревательный элемент) всё же измеряет температуру основания жала, так что при смене типа жала температуру приходится менять.
Плюсом то, что нагревается жало, а остальной металл нагревается от жала — впрочем, насколько я понимаю, если нагреватель встроить в жало, то будет примерно то же самое, с поправкой на то, что жалу будет легче нагреть подходящие к нему проводники.ZyXI
29.12.2023 14:55Относительно стабильности температуры: олово плавится и позволяет сделать из себя перемычку даже на выставленных 210℃, мелкие резисторы и всякие многоножки типа QFP (и даже QFN, если, конечно, речь не про контакт под пузом) я обычно паяю при выставленных 240℃, танталовые конденсаторы (точнее, тот их контакт, что соединён с полигоном на том же слое) и гребёнки 2,54 мм для комфортной пайки требуют уже 250—260℃, для чего‐то вроде проводов с сечением 0,35 мм² лучше выставить 280℃. Это с жалом K («большой топорик»).
Yuri0128
29.12.2023 14:55+2Или паять сразу в две руки, для чего я их и взял. Это очень удобно, особенно для демонтажа:
господин знает толк в извращениях.
транзисторы включены попарно и встречно – любопытненько!
Как-бы довольно типичный случай, чтобы обойтись без выпрямителя.
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55Ловкость рук и никакого обмана.)
Развивать обе руки - отличное упражнение. А потом удобно пользоваться результатами этих упражнений. Вы читали, например, про Владимира Ивановича Даля?
Опытный военный хирург, Даль оперировал молниеносно. Один завистливый эскулап сказал о нём: «Ещё бы ему медленно оперировать, когда у него две правые руки». Владимир Иванович, как и его мать, левой рукой работал так же ловко, как и правой, имея просто волшебные руки с длинными, гибкими, чуткими пальцами.
N-Cube
29.12.2023 14:55Одна рука нужна для экстрактора. А пока вы там два паяльника положите и соберетесь микросхему снять, олово снова застынет.
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55+1Если их ложить, то конечно застынет. Но можно и пинка микросхеме дать теми же паяльниками. Или как пинцетом взять. Способ рабочий. Часто так делаю. Микросхемы впорядке, т к всё делается очень быстро.
N-Cube
29.12.2023 14:55Чем это лучше одного мощного паяльника с насадкой для нагрева всех ножек разом или фена и пинцета? У вас сначала плата заливается припоем, потом ударно отрывается микросхема от затвердевающего припоя с потенциальным разрывом всех дорожек. Сдается мне, ни одного смартфона и прочих девайсов вы так не почините, только сломаете без возможности восстановления.
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55Для каждого случая свой инструмент. Где-то выручает нижний подогрев, где-то удобнее фен. Для тонких работ использую маленький но мощный и весьма удобный Sequre S60. Размером с ручку для письма, малый вылет жала (для точности это +). Быстрая обратная связь и малая теплоёмкость. Комфортно паять не только малые, но и массивные вещи. Очень быстрый разогрев.
Колбаска припоя не только покрывает выводы микросхем и подводит к ним тепло, но и добавляет теплоёмкости. Поэтому припой жидкий достаточно долго. Ударной отпайки и отрыва дорог не было. Такой способ не для вещей вроде смартфона.)
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55Как-бы довольно типичный случай, чтобы обойтись без выпрямителя.
Всё когда-то открывается впервые.
atd
29.12.2023 14:55+3Можно заметить, что транзисторы включены попарно и встречно – любопытненько!
Ничего любопытного, встречно-попарно — стандартный способ коммутации переменки мосфетами.
Вообще, в паяльниках в схемах управления уже давно нет ничего интересного (кроме индукционных), их умеют делать любые радиолюбители и в любом китайском подвале. Самая важная часть в паяльниках — нагреватель+жало+термодатчик=картридж. И в нормальных инструментах они интегрированные.
https://habrastorage.org/r/w1560/webt/xc/f4/1-/xcf41-ftaat-nqgzv74qnzibnr0.jpeg
↑ а не этот хтонический ужос на шлицевых болтах, о боже мой.
P.S.: для себя выбрал картириджи JBC (испанские) + любая китайская станция под них. Если надо подешевле — любой комплект на T12
iig
29.12.2023 14:55а не этот хтонический ужос на шлицевых болтах, о боже мой
Тоже озадачило. Напомнило про ЭПСН-40 из СССР.
Iustinianus
29.12.2023 14:55+2Ребята, хорошее описание, ничего не имею против и двумя лапками "за".
Но, простите, способность паяльника поддерживать температуру и сопутствующая схемотехника - это его профессиональная способность.
Очень был бы рад почитать про, в первую очередь, величину паразитных пульсаций напряжения на жале относительно потенциала "земли", во-вторых - на время отклика на снижение температуры жала в точке разогрева припоя.
Karopka
29.12.2023 14:55+1Где в чудесной схеме управления мощностью термодатчик? Или тут температура измеряется и отображается другим блоком, не связанным с управлением мощностью?
Kopcheniy Автор
29.12.2023 14:55Подробно описана схема управления мощностью в канале термозачистки. В этом канале термодатчика нет. Зато они есть в двух других каналах (для паяльников). Там стоит по микросхеме ОУ OP07C на канал. Специально этот момент не отслеживал, но думаю, что данные с датчика поступают в микроконтроллер. А он уже управляет мощностью через оптопары по аналогичной каналу термозачистки схеме.
OldFashionedEngineer
29.12.2023 14:55Вы случаем не на оборонном предприятии работаете? Сейчас чтоб магистр купить, надо серьёзно набраться терпения. Заказывали у них обжигалки для снятия изоляции, мало того что ценник будь здоров, так ещё и срок поставки пол года.
Aleks_L
29.12.2023 14:55+1Заметьте, что продукцию сравнивают и с китайской, и с лучшими мировыми фирмами. Всю свою фирму (около 20 рабочих мест) перевел на станции "МАГИСТР". Семь лет - полет нормальный. Конечно, сыграл роль фактор "патриота" - мы сами в Саратове. Нареканий на надежность нет. Выходы из строя пару раз были, но не критичные. Из минусов могу только отметить - дороговато покупать отдельно сгоревший паяльник. И да, крепление жала винтом - сомнительное решение.
Rena7
29.12.2023 14:55+1Импульсный блок питания + железный заземленный стол= электрический стул. Невозможно работать паяльником если блок питания импульсный, поэтому только трансформатор. Он дает развязку от питающей сети.
Artyom_Silchenko
29.12.2023 14:55А если паяльник с питанием от ИБП подключить к разделительному трансформатору а сам транформатор уже к сети?
ZyXI
29.12.2023 14:55А зачем ИБП? Если ИБП не с двойным преобразованием, то ИБП в таком случае ничего не делает, кроме собственно обеспечения бесперебойного питания. Двойное преобразование тоже не имеет практического смысла при наличии разделительного трансформатора.
Кстати, а ИБП или стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием тоже должны давать нужную развязку (если отключить bypass и если производитель не решил, что одну из линий питания нужно пропускать напрямую).
Able-Man
29.12.2023 14:55Лучше индукционных пока ничего не встречал по личному опыту, поэтому на "Магистр" и иже с ним даже не гляжу. С другой стороны, опять же по опыту, в производстве предпочитают использовать подобное из-за рентабельности.
PoganiniHot
Эх, поставили бы энкодер-крутилку на регулировку температуры, и вообще была бы красота! Тыкать в кнопки жутко неудобно, крутилкой намного проще и быстрее выставлять температуру.
Kopcheniy Автор
Крутилкой может и удобнее, чем кнопками. Только менять температуру так уже часто не нужно. По крайней мере я не меняю. Тут есть 3 кнопки - Т1, Т2, Т3. При нажатии на любую из них выставляется одна из трёх часто используемых температур (например, 270, 300, 320 °С) . Вполне удобно.
Yuri0128
Да, для паяльника не часто меняешь температуру (ну по своему опыту). Вот на фен - однозначнокрутилка нужна, одна на скорость потока и вторая на температуру (менять приходится часто, при смене насадки - так точно, как и при смене профиля).
Kopcheniy Автор
Фен у меня тоже от Магистра. Там у них крутилка на поток воздуха. А вот температура меняется кнопками +-. Честно говоря, не очень удобно.
А вы каким феном пользуетесь?