Термостол своими руками

Нижний нагреватель плат из подручных материалов и с минимумом затрат.

Много слов уже написано по разным форумам на тему самодельного низа. Я все перечитал и сделал все равно по своему. Теперь можно паять большие BGA чипы и не ужасаться тому, как платы сгибает до состояния салатницы. Кому интересен обзор этого изделия, а также краткий пересказ других вариантов, найденных в сети, добро пожаловать под кат.

Из чего это готовят и с чем едят

Как и полагается, рыскал долго по интернету, искал какие самодельные низы были сделаны до меня, как кто выкручивается, и что у кого получается. Итак:
1. Галогенные светильники, направленные вверх. По мне так просто лютый ужас: эта штуковина светит вверх, а значит в глаза. А кто-то выпиливает в столе дырки и монтирует светильники туда. Против ничего не имею, но для такого кустарного решения портить мебель как-то жалко, а тем более уж насиловать ярким светом глаза.
2. Электрическая плитка. Да, такая круглая, с одной конфоркой. Над конфоркой делается держатель платы, в которую она вставляется. Уже лучше, но типичная ступенчатая регулировка мощности требует доработок. Да и просто как-то это слишком уж сурово как мне кажется.
3. Нагреватели из лазерных принтеров. Плоские такие и длинные. Уже лучше, но как пишут нагрев сильно не равномерный по их длине.
4. Инфракрасные кварцевые лампы. Такие еще в микроволновках идут в качестве гриля. Вот это уже хорошо. Нагрев производится не только через воздух, но и ИК излучением, более равномерен, легко фокусируется отражателем. Вот только купить отдельно эти лампы оказалось дороговато. Хотя остановился я именно на этом варианте.

Мой рецепт

Прокручивая в голове варианты разных конструкций и озадачиваясь где бы что взять и куда бы приделать вспомнил про такую вещь, как дешевые китайские обогреватели. В них стоят точно такие кварцевые трубки, как в грилях, и цепляются сразу на сетевые 220 В. А тут еще и отражатель в комплекте. Итог: за цену одной кварцевой трубки в розницу мы получаем две и отражатель. Эта идея мне очень понравилась, и я в тот же день помчал на рынок за обогревателем.

Обогреватель оказался чудесного качества: винты не затянуты, клеммы обжаты так, что слезают с провода при попытке их вытащить. Но мне то были нужны только лампы и отражатель. Последний в свою очередь пришлось гнуть до плоского состояния(обогреватель был округлым). Ну а дальше денек послесарил, вырезал корпус из алюминия и обрезков старых системников, и прочего хлама, занимающего половину балкона, склепал все вместе, и получил вполне себе хорошее изделие.

Регулятор мощности

Ну само собой возникла необходимость мощность этого столика ограничивать. Как всегда начал с наполеоновских решений с МК и крутым интерфейсом. Как ум угомонился, проговорил еще раз задачу: «простой минимальный нижний нагрев из подручных средств с минимальными затратами» и решил отказаться от всех наворотов в пользу максимальной простоте. Остановился на простом симисторном регуляторе, такой набор еще Мастеркит продает за завышенную цену. А самому собрать можно за копейки.

Схема в точности, с номиналами и марками как у меня:

Все лаконично и работоспособно, что и требовалось. Главное терминалы у симистора не перепутать, а то работать ничего не будет. Собрал несколько криво в крышке от распаячной коробки:

Как-нибудь не поленюсь и вырежу ему крышку из пластика.

Вообще эту схему часто ругают на форумах, но она работает у тысяч человек и вроде все в порядке.

Затраты

Что и требовалось, изделие получилось очень дешевым:

1. Жертвенный обогреватель на лампы и отражатель — 500р.
2. Детали конструктива — бесплатно с балкона
3. Рассыпуха на регулятор — в основном все было, но думаю что уложиться в 100р можно с большим запасом.

Что получилось:

В итоге у меня есть нижний нагрев для плат за 600р и несколько вечеров копошения. Нагрева ему хватает с лихвой: на максимальной мощности на плате сперва плавится весь припой, потом начинает отслаиваться медь, особенно большие полигоны. Так что нагреть до нужных 150-200 градусов плату точно можно. Даже не знаю, насколько мое изделие ее прожаривает. Температуру приходится подбирать опытным путем, но думаю, что освоюсь. Для плавного равномерного прогрева подкручиваю мощность по чуть-чуть каждые несколько минут. Не хватает какого-нибудь крепления для плат, нужно будет им заняться. Рабочая поверхность как раз со среднюю ноубучную материнку. Если сделать крепление повыше, должно прокатить и с настольными. Не помешает также сообразить какую-нибудь заслонку, если захочется помонтировать чего-нибудь маленького.

Возможностей к апгрейду тут масса, воображение включить только и поразмыслить. Например можно сделать автоматизированный регулятор мощности, который сам бы плавно менял температуру. Можно подумать над измерением температуры на плате и чипе, управлением и заданием термопрофиля, скажем по USB с ПК. Можно приделать верхний нагрев, и получить полноценную станцию BGA монтажа. Но лучше на нее подкопить, а пока перебиваться этой.

А еще в мороз им можно квартиру обогревать:)

Термостол своими руками

Решил создать нагревательный стол из алюминиевой пластины.

1. Алюминиевая пластина 3 мм толщина, сплав АМГ 250х250. Марка характерна тем, что имеет довольно скудный коэффициент деформации, а также прочностью.

2. Керамические резисторы.

На задней стороне пластины расположены мощные керамические мощные резисторы. Они приклеиваются термоклеем, выводы, разумеется, изолируются.

4. Весь этот ‘ансамбль’ питается переменным напряжением через ‘твердотельное’ реле DC-AC с оптронной развязкой, управляемое уже платой принтера.

Есть соображение по эффективности данной конструкции? Насколько она оправдана?

Какие резисторы должны быть (есть роскошный выбор)?

Какие меры безопасности следует предпринять?

Популярные вопросы

Постобработка PET-G

Всем доброго времени суток!

Уже около года я печатаю только пластиком PET-G от ABSmaker. Пластик шикарный. Прочный, с превосходной ме.

Отключается один из двигателей H-BOT

Доброго времени суток.

Возникла проблема при постройки собственного принтера. Плата SKR 1.3, прошивка MARLIN 2, драйвера A4988. При.

нужна консультация

Ответы

Зачем регулятор если есть твердотельное реле,к тому же можно переделать регулятор в твердотельное реле.Принцип будет тот же.

Ну, твердотельное реле – это развязка. Регулятор же – меняет напряжение питания элементов; сам он работает от сети. Я имею в виду рабочую схему без переделок. Цепь: Ramps -> Твердотельное реле -> Регулятор (50-220) + Керамические элементы.

смысл регулятора если плата управления управляет температурой включит если мало отключит если дошло до нужной температуры.Хватит только твердотелки. Нужно только расчитать всё по закону ОМА .

Тут-то и собака порылась. Нужно разогреть стол максимум до 150 градусов. Напряжение 220. Какие характеристики нагревательных элементов должны быть? Ну, разумеется, греть нужно за 7-10 минут; резкий нагрев ухойдокает стекло на столе. Да, терморезистор будет контролировать нужную температуру, но опять-таки следует предусмотреть такой набор резисторов, чтобы стол больше 150 градусов не грелся; а тепло успешно рассеивалось алюминием.

Исходить из мощности нагревателя ,тут как резисторы соединять если последовательно то мощность остаётся одной и той же при условии что она у всех резисторов одинакова.Если параллельно то она возрастает по мере добавления резисторов,будет складываться .Если резисторы допустим по пять ватт и в параллель то будет 5 умножить на количество вот ваша мощность если все резисторы одной мощности ,а если разная то сложение мощностей ,но ещё будет уменьшатся сопротивление нагревателя что приведёт к возрастанию тока потребления.Тут если требуется быстрый нагрев то это в плюс .Регулятор который вы хотите я по нему сомневаюсь про два киловатта ,хотя сам пользуюсь Китаем. Даже если симистор выдержит то радиатор мал, потребуется добавить радиатор а ещё принудительное охлаждение не помешает.
Есть задумка сделать нагреватель из плоского ленточного нагревательного нихрома.Расположение змейкой.

Выкидываем регулятор. Забудьте про него.
Какая цепь суммарного сопротивления и мощности должна быть, чтобы пластина разогревалась до 110 градусов за 7-10 минут от сети переменного тока 220-250В?

Нагревателей сколько? Мощность каждого какая ? Сопротивление какое каждого?

нагревателей – сколько надо (уместится на площади в 200х200 мм) – мощности от 5 до 20 Ватт. Сопротивления тоже – на выбор!
Вот здесь смотрел (покупать буду в другом месте, где дешевле):
http://avrobot.ru/index.php?cat=306

И ка будет соединено

а время нагрева составит 20 секунд? 😉

Эти формулы-то для меня вообще не проблема; я их знал ещё до школьного курса электротехники. А вот, что посерьёзнее, кажется нарыл вот здесь:

достаточно подставить удельную теплоёмкость сплава AMГ3M (из которого изготовлен лист), массу его, конечную температуру, и получаем, что:

Ток в цепи резисторов не должен превысить 0,3 А при напряжении 220 В, при этом суммарная мощность цепи не превысит 70 Вт. Исходя из данных, можно уже рассчитать элементы.

Я верные выводы сделал?

Просто с таким нагревом сгореть не долго. Какое сопротивление и мощность нагревателей
у вас ? и размер стола ?

Раньше когда нагревателей экструдера не было ставили два резистора по два вата в параллель
по 10 ом

вот по ссылке – любые:
http://avrobot.ru/index.php?cat=306

Если взять десять резисторов по 100 ОМ и 5 Ватт и соединить параллельно то получим мощность 50 ватт и сопротивление 10 ом от этого и плясать я думаю что меньше резисторы не нужны ,единственно нужно по больше поставить допустим Ватт от 150 до 300 сделать

ну, логично. Спасибо за мозговой штурм!

Пожалуйста просто сложные расчёты нужен диаметр провода и длинна а мы его не узнаем пока резистор не расковыряем. Тут вопрос больше практический.

ну, да. Зачастую приходится многого достигать опытным путём

При таких температурах стола тройки будет маловато, вы хотите покрыть весь стол кераммичестими резисторами, если нет то перепады температуры на на столе будут существенными, и чем дальше друг от друга будут эти резисторы тем сильнее будет разница, алюминий конечно хорош в качестве теплорассеивателя , но и он имеет свои пределы, нужно рассчитать толшину пластины исходя из количества источников тепла и расстояния между ними, вот нихром это совсем другое дело, можно распределить той же змейкой по всей поверхности стола, но и тут мощной нихром потребует хорошей изоляции, а как извесно изолятором обычно используют керамику, сколько это прибавит к весу вашего стола? Делали нечто подобное правда там там использовалось немного другое оборудование и для других целей (схожее с ультиком) стол сначала опускался на блин как от электроплитки разогревался , далее уже поддерживал температуру собственным маломощьным нагревателем, при этом блин отключался автоматически при достижении определенной температуры.

Нашёл другие резисторы. Силовые. Там выбор куда шире! Да и предназначены он именно для нагрева:
http://www.chipdip.ru/catalog/resistors-2w/?p.428=ah

Ставьте керамику, опробовано, работает. Только все в параллель и на равном расстоянии. Для стола 200×200мм хватит мощности 250 ватт чтобы стол за 5-7 мин был 100 градусов. Только керамику клеить на силиконовый теплопроводящий клей. Резисторы должны быть нагружены процентов на 70 своей мощности во избежание внутреннего перегрева. Сопротивление подбирать по закону Ома. Никаких регуляторов не надо! Только твердотельное реле!
Под стол приклейте на клей БФ-2 керамическое одеяло (если есть) для теплоизоляции и лучшего прогрева стола, а также из соображений безопасности. сильно мощные резисторы не берите (10-15ватт за глаза), лучше по чуть-чуть, но равномернее по всей площади стола.

Как вариант могу посоветовать магазин http://elitan.ru.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Инфракрасная паяльная станция своими руками

Рано или поздно перед радиомехаником, занимающимся ремонтом современной электронной техники встаёт вопрос покупки инфракрасной паяльной станции. Необходимость назрела в связи с тем что современные элементы массово “откидывают копыта” короче говоря, производители как и мелочевки так и больших интегральных схем отказываются от гибких выводов в пользу пятачков. Процесс этот идёт уже достаточно давно.

Такие корпуса микросхем называются BGA – Ball grid array, проще говоря – массив шариков. Такие микросхемы монтируются и демонтируются бесконтактным способом пайки.

Раньше, для не особо крупных микросхем можно было обходиться термовоздушной паяльной станцией. А вот крупные графические контроллеры GPU термовоздушкой уже не снимешь и не посадишь. Разве что прогреть, но прогрев длительного результата не даёт.
В общем, ближе к теме.. Готовые профессиональные инфракрасные станции имеют запредельные цены, а недорогие 1000 – 2000 зелёных недостаточный функционал, короче допиливать всё равно придётся. Лично по мне, инфракрасная паяльная станция – это тот инструмент, который можно собрать самому и под свои нужды. Да, не спорю, есть затраты по времени. Но если подойти к сборке ИК станции методично, то будет и необходимый результат и творческая удовлетворённость. Итак, я для себя наметил, что буду работать с платами размером 250х250 мм. Для пайки телевизионных Main и компьютерных видеоадаптеров, возможно планшетных ПК.

Итак, начал я с нечистого листа и дверцы от старой антресоли, прикрутив к этому будущему основанию 4 ножки от древней пишущей машинки.

Основа при помощи приблизительных расчётов получилась 400х390 мм. Дальше необходимо было примерно рассчитать компоновку исходя из размеров нагревателей, ПИД-регуляторов. Таким нехитрым “фломастерным” способом я определил высоту своей будущей инфракрасной паяльной станции и угол скоса передней панели:

Далее уже берёмся за скелет. Тут всё просто – изгибаем алюминиевые уголки согласно конструкции нашей будущей паяльной станции, закрепляем, связываем. Идём в гараж и с головой закапываемся в корпуса от DVD и видиков. Хорошо делаю, что не выбрасываю – знаю, что пригодятся. Глядишь, дом из них построю:) Вон из пивных банок строят, из пробок и даже палочек от мороженого!

Короче говоря, на облицовку лучше не придумаешь, чем крышки от аппаратуры. Листовой металл стоит не дёшево.

Бежим по магазинам в поисках антипригарного противня. Противень необходимо подобрать согласно размерам ИК-излучателей и их количеству. Я ходил по магазинам с небольшой рулеткой и измерял стороны дна и глубину. На вопросы продавцов типа – “Зачем вам пироги строго заданных размеров?” Отвечал, что неподходящие размеры пирога нарушают общую гармонию восприятия, что не соответствует моим моральным и этическим принципам.

Урааа! Первая посылочка, а в ней особо важные запчастюлины: ПИД-ы (страшное слово-то какое) Расшифровка тоже не простая: Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный регулятор. В общем, разбираемся с их настройкой и работой.

Далее жестянка. Здесь как раз и пришлось попотеть с крышками от DVD-юков дабы всё получилось ровно и солидно, для себя делаем. После подгонки всех стенок необходимо вырезать нужные отверстия под ПИД-ы на передней, под кулер на задней стенке и в покраску – в гараж. В итоге – промежуточный вариант нашей ИК паяльной станции стал выглядеть таким образом:

После тестирования регулятора REX C-100 предназначенного для преднагрева (нижнего нагревателя) выяснилось, что он не совсем подходит для моей конструкции паяльной станции, потому как не рассчитан на работу с твердотельными реле, которыми он и должен управлять. Пришлось его доработать под свою концепцию.

Урааа! Пришла посылка из Китая. Теперь в ней уже было самое основное богатство для постройки нашей инфракрасной паяльной станции. А именно – это 3 нижних ИК излучателя 60х240 мм, верхний 80х80 мм. и пара твердотельных реле на 40А Можно было и на 25 ампер взять, но всегда стараюсь всё сделать с запасом, да и ценой они не сильно отличались..

Глаза боятся, а руки делают. Стараюсь не забывать эту старую истину, также как и про курицу, та что по зёрнышку…Что имеем в итоге – После установки излучателей в противень, установки твердотелок на радиатор, обдуваемый кулером и соединении всего, получилось уже что-то более-менее похожее на инфракрасную паяльную станцию.

Когда дело с преднагревом начало подходить к концу и были сделаны первые тесты на нагрев, удержание температуры и гистерезис, можно было смело приступать к верхнему инфракрасному излучателю. Работы с ним оказалось больше, чем я предполагал изначально. Было рассмотрено несколько конструктивных решений, но всё же более удачным на практике оказался последний вариант, который я и воплотил.

Сделать столик для удержания платы – очередная задача, требующая нагрева черепной коробки. Необходимо чтобы выполнялось несколько условий – равномерное удержание печатной платы, чтобы плата при нагреве не прогибалась. Кроме этого была возможность сдвигать влево-вправо уже зажатую плату. Зажим платы должен быть, как и крепкий, так и давать небольшую слабину, так как плата при нагреве расширяется. Ну и так же у столика должна быть возможность закрепить платы разных размеров. Не до конца еще доделанный столик: (нет прищепок для платы)

Вот и настало время тестов, отладок, подгонки термопрофилей под разные виды микросхем, и паяльных сплавов. За осень 2014 было восстановлено приличное количество компьютерных видеокарт и телевизионных Main-board

Не смотря на то, что паяльная станция кажется завершённой и прекрасно себя зарекомендовала, на самом деле не хватает еще нескольких важных вещей: Во-первых это лампа, ну или фонарик на гибкой ножке, Во-вторых обдув платы после пайки, в-третьих я хотел изначально сделать селектор для нижних нагревателей..

Конечно же, я написал не всё что хотел, потому как, при сборке было много мелочей, проблем и тупиков. Но зато я записал на видео весь процесс конструирования и теперь это полноценный обучающий видеокурс:

Нижний подогрев из утюга.

Подогрев из утюга.

Строго говоря, тема длиннопоста относится скорее к разработке, чем к ремонту.

Но поскольку разработка имеет практическую ценность в первую очередь для целей ремонта, я решил спросить у @gepka разрешения на публикацию в разделе ремонтников, с чем он любезно согласился.

Началось все с того, что мне принесли компактный дорожный утюг, с вопросом можно ли его починить. Разобрав его я увидел, что внутренние клеммы подгорели, регулятор из биметаллика частично оплавился, короче починить его я мог, но с только кастрацией термостабилизации. Поскольку стоимость утюга составляла что-то около 700 рублей, владелица решила, что ожидаемый результат все равно не стоит усилий и сказала, что можно выкинуть.

Я уже отрезал было шнур питания, но нечто внутри меня внезапно подтолкнуло уточнить, могу ли я забрать подошву. Разумеется нагреватель с подошвой для владелицы, как отдельная часть не представляли никакой ценности, и я получил добро делать со всем потрохами все, что мне заблагорассудится.

Я давно уже подумывал, что надо бы сделать что-то для нижнего подогрева, но поскольку я разработчик, а не ремонтник, мысли были вялые и аппатичные.

Но раз уж подвернулась оказия, было решено попробовать сделать подогрев из того, что упало в руки. Сразу оговорюсь, что я не ставил своей целью сделать устройство привлекательным. В данном случае мне требовалась только 1) функциональность и 2) безопасность прибора. Именно по этим двум причинам оно и сделано 1) невзрачно и в довольно короткие сроки 2) но все-таки в корпусе.

Прикинув, в какой корпус засунуть все потребное я остановился на корпусе CD-ROM.

LED семисегментник (текущая температура, установки, меню) тумблер отключения текущей работы (но не выключения устройства), индикатор работы и включенного нагревателя, ротационный энкодер с кнопкой, справа – разъем для обновления прошивки

Ну тут особо нечего рассказывать, любому человеку с руками и инструментом очевидно, как и что сделано, не буду останавливаться на этом. Подошва установлена на стойки, стойки закреплены к нижней стенке.

По силовой части – просто разъем Е14, выключатель, небольшая плата с предохранителем и фильтром мне показалась здоровой идеей, поскольку на момент сборки я не исключал, что буду использовать ШИМ на килогерцовых частотах, а шуметь относительно мощным потребителем в сеть – не лучшая идея. Позднее я обнаружил, что все, имеющиеся у меня IGBT имеют встроенный диод, что потребовало бы городить выпрямитель и, возможно, демпфер, а места внутри не так много. Так что отказался от этой мысли в пользу твердотелого реле.

Для управления полученным использован ротационный энкодер и семисегментник. МК взял первый, который удовлетворял потребностям по числу выводов. Удобнее всего показалось взять ATMega328p в виде готовой платы Arduino. Питание – обычный зарядник, кажется от nokia, с последующим DC-DC стабилизатором. Мог взять сразу на пять вольт, но на пяти вольтах как-то совсем вяло крутился вентилятор, а использовать длительное время нагреватель с питанием от 220в, при температуре в 200С, в самодельном устройстве руководствуясь «да авось не нагреется» мне показалось не лучшим подходом.

Примерно так я прикинул что у меня куда подключится (ну ладно, на самом деле сперва распаял как мне распаялось, а потом перерисовал, чтобы не путаться)

Вот так я скомпоновал модули.

Да, признаю, видок на троечку, как и аккуратность исполнения. Но поскольку повторять такое изделие мне наверняка более никогда не представится (а Вам часто приносят в ремонт утюги ?) – решил, что изготовление отдельного шилда нецелесообразно. Сомневаюсь, что при наличии альтернативы в виде дешевой плитки из Ашана кто-то из Вас пойдет покупать утюг, отрывать от него подошву и делать корпус по образу и подобию моего поделия.

Контроль температуры производится термопарой K-типа (можно было и по другому, но взял то, что было под рукой), термопара прикреплена в подошве снизу, на фото ее не видно, только шлейф с разъемами. Рассчет ОУ для контроля взят из интернета (в конце поста будут ссылки на источники – не вижу причин нагружать пост результатами чужих статей)

Рассчет термостабилизации – стандартный тепловой рассчет. Масса подошвы нам известна, (325 грамм, в моем случае) материал, как я предположил – сталь. Теплоемкость стали 460дж/(кг*градус). Текущую температуру берем через АЦП с термопары, зная на сколько градусов нам нужно подогреть – вычисляем мощность: 225вольт^2/сопротивление нагревателя= в моем случае 750Вт. Одна Ватт/секунда – один джоуль. В экселе прикидываем, проверяем экспериментально – все расчеты почти идеально подтвержаются практической работой.

Снятие данных с АЦП (Обратите внимание ! Спева читаем ADCL !)

ADMUX = 0x60|6; // выбран канал adc6, AREF=VCC чипа, результат измерений в ADCH,

// в ADCL 7,6 – младшие два бита.

ADCSRA|=0x40; // запускаем ADC на измерение (ADSC=1)

unsigned int get_temp()

unsigned char z,i;

adc=(z 0) press–; // таймер паузы нагрева

if (ind_no>4) ind_no=0;

PORTB=(4 =end_temp) beep(1000); // сигнал достижения температуры

run=2; // признак – продолжать выполнение, отключить сигнал.

Простите за форматирование, не нашел способа использовать разметочный тэг #CODE

В принципе это практически все главное, что Вам нужно от программы МК. Таймер, ноги, и меню, думаю все осилят. Если нет – не вопрос, выложу, не жалко, но разбираться Вам все равно придется, а это по опыту всегда лучше делать самому, а не ковыряясь в чужом коде.

Данные АЦП с термопары имеют практически идеальную линейную зависимость к температуре. Я не стал городить подстроечные резисторы для схемотехнической регулировки, а коррекцию производил вычислительно. Да, это потребовало использование float, чего я вообще-то очень не люблю, но в данном случае я очень далек от тому, чтобы упереться в производительность чипа, так что счел допустимым. Калибровка производилась вот этим (одолжил на пару дней у наших кондиционерщиков), Вы можете использовать все ту же термопару и мультиметр.

Правда диапазон прибора только до 200гр.С, а подогрев я рассчитывал до 250гр.С но в диапазоне от 30 до 200гр линейность практически идеальна, так что думаю, что и до 250 она такая же.

Пост получился немного скомканным, но я не знаю, что именно будет интересно, а углубляться в возможно совершенно очевидные вещи мне не хотелось. Лучше подробно отвечу в комментариях.