Stacja lutownicza DIY z regulacją temperatury

Stacja lutownicza z Praktycznego ElektronikaPrzedstawię dziś jedno z najbardziej przydatnych urządzeń, jakie samodzielnie wykonałem. Jest to stacja lutownicza, która bezawaryjnie służy mi od ponad 12 lat. Kiedyś takie urządzenia były poza zasięgiem przeciętnego elektronika hobbysty, głównie ze względu na cenę, co uzasadniało samodzielną budowę, dziś argumentem może być kiepska jakość gotowców za kilkadziesiąt złotych. Moja stacja została zbudowana na podstawie opisu z nieistniejącego już miesięcznika Praktyczny Elektronik, nr 3/99. Wersję elektroniczną całego artykułu ułatwiającego budowę i uruchamianie, zamieściłem na końcu wpisu. Kilka mniej lub bardziej zmodyfikowanych „klonów” można znaleźć w serwise elektroda.pl.

Schemat stacji lutowniczej

Stacja zbudowana jest z dwóch modułów – termostatu i miliwoltomierza. Ten pierwszy ma za zadanie utrzymać zadaną temperaturę oraz wzmocnić odpowiednio napięcie z termopary znajdującej się w kolbie. Napięcie to jest podawane na wejście miliwoltomierza, ponieważ 1mV=1ºC, a po przejściu przez dzielnik zbudowany z R20 i R21 1mV=10ºC, odczytana z wyświetlaczy wartość jest temperaturą grota. Jak widać na poniższym schemacie pochodzącym z Praktycznego Elektronika, układ nie należy do skomplikowanych.

Schemat elektryczny stacji lutowniczej

Regulator temperatury składa się z dwóch precyzyjnych wzmacniaczy operacyjnych OP07. Na pierwszy z nich podawany jest sygnał z termopary. Potencjometrem P1 ustawia się offset, w tym wypadku jest to temperatura otoczenia (termopara nie mierzy temperatury wprost, a różnicę temperatur). P2 umożliwia ustawienie wzmocnienia, tak by 300ºC odpowiadało 3V. Drugi wzmacniacz pracuje jako komparator – za pośrednictwem trazystora i przekaźnika załącza grzałkę w taki sposób, by temperatura grota była równa temperaturze ustawionej przez potencjometr P3.

Miliwoltomierz, to klasyczny układ zbudowany przy użyciu ICL7107. Na stronie znajduje się już jeden projekt zbudowany z użyciem tej kostki: Dwupunktowy termometr cyfrowy LED. Za pomocą P4 ustawia się precyzję wskazań układu.

Na schemacie ideowym można jeszcze wyróżnić prosty zasilacz symetryczny, zbudowany na liniowych układach LM7805 i LM7905. Kolba lutownicy wymaga zasilania 24V AC, ale należy zastosować transformator 2x12V, właśnie ze względu na napięcia +5 i -5V.

Montaż i uruchomienie

Przed przystąpieniem do montażu, warto skompletować wszystkie części. Ja starałem się wykorzystać ile się da z tego co już posiadałem, co obniżyło koszt wykonania całości. Musiałem kupić wzmacniacze OP07, układ ICL7107, potencjometry, przekaźnik, itp. Rezystory i kondensatory miałem w swoich zapasach. Ważną częścią jest kolba lutownicza. Ja kupiłem swoją w TME i służy mi od 12 lat, więc można ją uznać za trwałą. Jest to produkt firmy Solomon o oznaczeniu SL-I, moc 48W, napięcie grzałki 24V AC. Ważne, by kolba miała wbudowaną termoparę. Przed zakupem innej lutownicy warto się upewnić, że są dostępne groty i inne części zamienne w rozsądnych cenach.

Układ składa się z 3 płytek: regulatora, miliwoltomierza i wyświetlaczy. Montaż najlepiej rozpocząć od złożenia płytki regulatora. Następnie można przystąpić do kalibracji wzmacniacza napięcia termopary. Zostało to dokładnie opisane w załączonym na końcu artykule. Rozmieszczenie elementów przedstawia poniższy rysunek:

PCB regulatora stacji lutowniczej

Lutując przewody łączące płytki woltomierza i wyświetlaczy warto wziąć pod uwagę montaż całości w obudowie, by nie okazało się, że coś jest za długie lub za krótkie. Poniższy rysunek będzie pomocny przy rozmieszczeniu części na płytkach:

Miliwoltomierz w stacji lutowniczej

PCB wyświetlacza stacji lutowniczej

Łącząc płytki termostatu i miliwoltomierza łatwo o pominięcie przewodu masy. Punkt lutowniczy znajduje się między C2 i C3 (PCB regulatora) i przy ICL7107, zaraz pod C9 (PCB miliwoltomierza).

Z uwagi na prąd pobierany przez kolbę, ścieżki prowadzące do przekaźnika i punktu zasilania grzałki wzmocniłem przez przylutowanie odcinka srebrzanki.

Obudowa stacji lutowniczej

Płytki drukowane opublikowane w Praktycznym Elektroniku zostały zwymiarowane pod obudowę firmy Kradex oznaczoną symbolem Z5B, do której można dokupić pasujący czerwony filtr pod wyświetlacze. Ja, minimalizując koszty, wykorzystałem obudowę po stacji dyskietek starego komputera firmy Schneider i przykleiłem odpowiednio przycięty filtr od obudowy KM35. Wykorzystałem też oryginalną diodę, która teraz sygnalizuje zasilanie grzałki:

Stacja lutownicza z Praktycznego Elektronika

Płytki umieszczone pionowo przykręciłem do obudowy metalowymi kątownikami z zestawu „Mały konstruktor”. W mojej stacji zastosowałem transformator toroidalny 2x12V, 50VA i przykręciłem go za pomocą plastikowej płytki. Można zastosować inne trafo o podobnej mocy i napięciu, ważne, by zmieściło się w obudowie.

Moduły stacji lutowniczej DIY

Zakupiona kolba posiadała wtyk DIN 5, więc z boku obudowy przykręciłem pasujące gniazdo, wymontowane ze starego magnetofonu. Przed przylutowaniem do niego kabli, warto upewnić się, które styki zasilają grzałkę (będzie tam rezystancja ~12Ω), a na których jest sygnał z termopary (rezystancja ~1Ω). Pomyłka w połączeniu doprowadzi do uszkodzenia tej ostatniej.

Podłączenie kolby w stacji lutowniczej

Na tylnej ściance posiadanej przeze mnie obudowy zamontowany był wyłącznik, wykorzystałem to miejsce i przykręciłem pasujący, ale nieco inny. Otwory po gnieździe sygnałowym zakleiłem kawałkami laminatu. Umieściłem też obudowę na bezpiecznik topikowy.

Stacja lutownicza - wyłącznik

Starałem się, by całość była zwarta i wytrzymała mechanicznie, co zapewnia trwałość. Na elektrodzie można znaleźć tą konstrukcję umieszczoną w obudowie po zasilaczu ATX. O jego rozbiórce i wykorzystaniu części pisałem tutaj: Darmowe części elektroniczne ze starych zasilaczy ATX.

Podsumowanie

Moją stację używam jako głównej lutownicy od 2001. Pracowałem na niej w sumie setki godzin i zarówno kolba jak i układ świetnie się sprawdzają w praktyce. Całość po zmontowaniu od razu pracowała poprawnie, jedynymi, drobnymi mankamentami są sprzężenia objawiające się wzbudzaniem układu i brzęczeniem przekaźnika oraz jego głośna praca, czyli stuki podczas włączania i wyłączania. Pierwszą niedogodność można wyeliminować zastępując rezystor R1 zworą i ekranując płytkę regulatora, przynajmniej od spodu. Przekaźnik można zastąpić triakiem sterowanym za pośrednictwem optotriaka – takie usprawnienie opublikowałem tutaj: Moduł na triaku zamiast przekaźnika w stacji lutowniczej.

>> POBIERZ Praktyczny Elektronik 3/99 Stacja lutownicza.

Wpis “Stacja lutownicza DIY z regulacją temperatury” komentowano 21 razy

  1. Stacja jest super – mam już ją złożoną ale nie mogę jej dokładnie skalibrować (histereza czasami niby ok, a czasami plus minus 50 stopni)… Jak Ty to zrobiłeś? Czy według opisu w artykule (gotowanie grota w wodzie)? Zrobiłeś na przekaźniku, czy wymieniłeś na triaka (jakieś przeróbki widziałem na elektrodzie) ?

    • Sorki za gornictwo 🙂 ale chcialem sie zapytac czy masz moze jezcze do tego gotowy projekt plytki?

      • Jeśli chodzi o gotowe laminaty ze ścieżkami, to nie posiadam. Ale znajdziesz u mnie na stronie wskazówki jak samemu zrobić płytki drukowane – w przypadku tego projektu: koszt poniżej 10zł i 2h czasu.

  2. @Kyrios Na niestabilną histerezę może pomóc zmiana R9 z 10MΩ na 6,8MΩ. Taką wartość mam u siebie i między włączeniem a wyłączeniem grzałki jest różnica 16ºC, w przypadku lutownicy i jej bezwładności cieplnej jest jak najbardziej akceptowalne. Kilka dni temu zastąpiłem przekaźnik małą płytką z triakiem.

  3. Kyrios :Stacja jest super – mam już ją złożoną ale nie mogę jej dokładnie skalibrować (histereza czasami niby ok, a czasami plus minus 50 stopni)… Jak Ty to zrobiłeś? Czy według opisu w artykule (gotowanie grota w wodzie)? Zrobiłeś na przekaźniku, czy wymieniłeś na triaka (jakieś przeróbki widziałem na elektrodzie) ?

    Aaaa… doczytałem o tym przkażniku/triaku. Sorki.
    Dodam, że moja stacja zapakowana jest w obudowę po CD-ROMie.
    Zmobilizowałeś mnie, aby swoją skalibrować w końcu i wrzucić na swojego bloga. Dzięki 🙂

  4. Świetna rzecz. Na pewno przyjemniej się będzie pracować z urządzeniem, które zrobiło się samemu niemal od zera. Zawsze to dodatkowa radość.

  5. Witam
    Mam pytanie odnośnie napięcia odniesienia w miliwoltomierzu dla tej stacji.
    Jakie masz wyjściowe napięcie z tej diody LM385 ?? Powinno być chyba 1,2 V ale ja mam na minusie diody 3V a na plusie 1,9. Ale jak podłączam układ z diodą poza płytką to na plusie jest to 1,2V.Miałeś jakieś problemy z tym miliwoltomierzem?

    • Pewnie nie przeczytałeś tego:
      „Łącząc płytki termostatu i miliwoltomierza łatwo o pominięcie przewodu masy. Punkt lutowniczy znajduje się między C2 i C3 (PCB regulatora) i przy ICL7107, zaraz pod C9 (PCB miliwoltomierza).”

  6. Strzał w dziesionę 🙂 kurcze tyle razy wertowałem na różne sposoby ta płytke a to połączenie jakoś nie rzucilo mi się w oczy:)Dzieki wielkie.Już śmiga ,pozostaje kalibracja

    • To nie był strzał ;). Informację o tym połączeniu chyba oznaczę na czerwono, może będzie bardziej zwracać na siebie uwagę.

  7. Nie podpisuj nie swoich opracowań jak schematy i przedruki ze skanera jako swoje.Wychodzi na to że to Twoja stacja.Wiesz co to prawa autorskie? a projekt mimo iż prosty wart zrobienia.

    • Wiem co to prawa autorskie, prócz oglądania proponuję również przeczytać tekst. Nigdzie nie napisałem, że to mój projekt, ani tym bardziej nie przypisuję sobie jego autorstwa, stacja lutownicza na zdjęciach jest jak najbardziej moja. Nie wiedziałem, że proste układy nie są warte powielania.

  8. zauważyłem,że na planie jest jeszcze jedna płytka, najmniejsza ze wszystkich, i właśnie nie widzę jej u ciebie. nie jest ona potrzebna do działania?

    • W celu wykorzystania laminatu została zaprojektowana mała płytka zasilacza na stabilizatorze 78XX do dowolnego wykorzystania. Układ nie jest wykorzystywany w tej lutownicy

  9. a dało by się użyć zasilacza na prąd stały (np atx)? ewentualnie przy użyciu prostego falownika?

    • Da się. Z atx bierzesz +5V i -5V, z sekcji 12V zasilacz kolbę. Zamiast przekaźnika możesz użyć tranzystor mosfet. Mimo sporo niższego napięcia zasilania kolby, powinna ona osiągnąć 300st, co jest wystarczające do lutowania.

  10. ale w zasilaczu są 2 sekcje 12V, to może połączone sekcje będą lepsze do zasilania kolby i możliwość wyższych temperatur? (falownik naprawdę jest nie potrzebny? wiem że do zasilania płytek jest zamieniany na stały, ale do kolby się nie spodziewałem)

  11. Witam, jestem właśnie w trakcie składania tej stacji i mam problem z elementem D3, ma być to dioda zenera o napieciu 1,2V? bo na plytce jest obudowa jakby tranzystora ale nic takiego nie moge znalezc, prosze o odp

    • Jest to źródło napięcia odniesienia, dużo bardziej stabilne niż dioda zenera. Zgodnie ze schematem jest to LM385-1.2

Dodaj komentarz