Паяльник – для многих пустой звук, но для большинства мужчин – это незаменимый в быту инструмент. И даже неважно, занимаетесь ли вы починкой электроники, или просто пытливый ум рукам покоя не дает. В данной статье речь пойдет о создании паяльника своими руками из подручных материалов. Но сразу оговоримся, что проще все же купить, это будет надежнее и безопаснее для вашего здоровья.
1 ) Как сделать паяльник своими руками – принципиальная схема паяльника
Как вы видите, паяльник очень прост в плане конструкции и все, что вам необходимо для его самостоятельной сборки в домашних условиях, вполне найдется в каждом доме.
Как сделать паяльник своими руками – что понадобится
Наша действующая модель паяльника будет работать от аккумуляторной батареи на 12-14 вольт. Это гораздо безопаснее, нежели использовать в самодельном паяльнике напряжение в 220 вольт.
- Li-ion аккумуляторная батарея (вполне подойдет от электроинструмента или старого ноутбука).
- Отрезок одножильного медного провода диаметром около двух миллиметров и длинною в пять – шесть сантиметров. Она понадобится нам для намотки спирали.
- Термостойкие трубки из стекловолокна с разным диаметром в 3,8 и 1 миллиметр для изоляции нагревательного элемента от металлического кожуха (можно взять от электрочайника).
- Нихромовая проволока диаметров 0,3 миллиметра (можно взять от старого фена для волос). Длину провода будем подбираться опытным путем в зависимости от мощности паяльника и батареи.
- Отрезок телескопической антенны от радиоприёмника диаметром 4 миллиметра и длинной 3 сантиметра.
- Отрезок медной одножильной проволоки для жала, диаметром 3,8 миллиметра.
- Провод для подключения питания к паяльнику.
- Деревянная или пластмассовая трубка для ручки.
Как сделать паяльник своими руками – сборка
- Для начало мы займемся изготовлением нагревательного элемента.
Намотаем на отрезок проволоки нихромовую нить и путем подбора длины спирали добьемся нагрева в приделах 300 – 450 градусов по Цельсию.
- Возьмем все тот же отрезок одножильного медного провода и наденем на него термостойкую трубочку.
На трубку намотаем подобранный нами отрезок спирали.
- На кончики спирали одеваем более тонкие трубочки и всю конструкцию помещаем внутрь еще одной, более толстой трубки. Вынем медный провод (он свою роль выполнил и больше нам не нужен).
- Все, нагревательный элемент готов. Теперь его осталось вставить внутрь медной трубки от антенны и поместить в нее наше жало. Жало закрепляем в трубке саморезом.
- Наш паяльник практически готов. Осталась присоединить к концам спирали питающий провод, вставить всю конструкцию в ручку и подсоединить к источнику питания.
Важно: между ручкой и трубочкой антенны нужно поместить какой-нибудь негорючий материал, чтобы избежать возникновения пожара. ЗМП для этой цели вполне подойдет.
Подведем итоги всего выше сказанного. Для создания паяльника никаких особых знаний и дорогостоящих компонентов вам не потребуется. Но подобные самоделки стоит делать только в том случае, когда нужно что-то припаять, а паяльника под рукой просто нет. И элементарно нет времени на походы по магазинам с целью его приобретения. Во всех других случаях его проще купить, тем более, что стоит он не великих денег. А вот в плане безопасности, заводской гораздо надежнее всякого рода самоделок.
Домашнему мастеру приходится выполнять разные работы, соединять детали всевозможными способами. Среди них метод пайки провода, металлов и пластмасс остается одним из наиболее доступных.
Несмотря на большое количество в продаже промышленных моделей вашему вниманию предлагается ознакомиться с технологией изготовления удобного электрического паяльника своими руками, уяснить принцип его конструкции.
По предлагаемой статье несложно изготовить такой паяльник.
Неоспоримым преимуществом этой модели является практически мгновенный вывод в рабочее положение пайки из холодного состояния и быстрое остывание нагревательного элемента при отключении.
Это значительно уменьшает дымы и запахи, сопровождающие длительный разогрев обычного наконечника, используемого в резистивных моделях.
Электрический паяльник, взятый за образец
Вот такой раритетный экспонат уже четвертое десятилетие продолжает успешно работать в домашней мастерской практически без всяких поломок. Диэлектрическая рукоятка удобна при пайке, кнопка включения очень легко управляет нагревом, а лампочка накаливания освещает любое затененное рабочее место.
Мощности в 65 ватт вполне достаточно для пайки транзисторов, микросхем, проводов и других радиотехнических изделий.
Единственное условие поддержания работоспособности - своевременно заменять рабочее жало - наконечник, которое под действием высокой температуры со временем перегорает.
Наконечник выгибается круглогубцами из медной одножильной монтажной проволоки с поперечным сечением 1,5 мм квадратных. На концах создаются кольца, затягиваемые по ходу вращения крепежных гаек. Для обеспечения хорошего электрического контакта места соприкосновения проволоки, шайб и силовой шины необходимо поддерживать в чистоте, отчищать от нагара ножом или отверткой при замене жала.
Принцип работы электрической схемы паяльника
Трансформатор
В основу конструкции положен обыкновенный трансформатор, состоящий из:
- первичной обмотки на 220 вольт;
- закороченной вторичной силовой обмотки из двух витков;
- магнитопровода.
Для удобства пайки можно создать дополнительную вторичную обмотку на 4,5 вольта, питающую лампочку накаливания от карманного фонарика или мощный светодиод. Когда пространство магнитопровода ограничено, то допускается для цепи подсветки делать низковольтное ответвление от первичной обмотки по принципу автотрансформатора. Создастся экономия пространства и провода.
Силовая вторичная обмотка выполнена из толстой медной шины, постоянно работает в режиме короткого замыкания на более тонкий наконечник из меди. За счет большого теплового воздействия тока КЗ происходит быстрый разогрев жала паяльника до рабочей температуры.
Отвод тепла в окружающую среду и на расплавление припоя в кратковременном режиме пайки обеспечивают тепловой баланс, исключающий перегрев обмоток трансформатора и наконечника до критической температуры.
Схема питания трансформатора
220 вольт подается через обычную электрическую вилку со шнуром. Внутри рукоятки паяльника размещают микровыключатель, задействованный через нормально отключенный контакт с кнопкой управления.
При нажатии на кнопку питания напряжение подается на трансформатор, а при отпускании - снимается. В целях обеспечения электроинструментом рекомендуется устанавливать не одиночный, а сдвоенный микрик в разрыв каждого провода питания.
В такой конструкции опасный всегда будет отсутствовать на трансформаторе при разомкнутых контактах выключателя.
Материалы, необходимые для сборки паяльника
Чтобы собрать самодельный паяльник потребуется разобрать несколько однотипных трансформаторов, которые раньше широко использовались в старых ламповых телевизорах, магнитофонах, радиоприемниках и другой подобной аппаратуре.
Их пластины из трансформаторного железа будут использованы для создания магнитопровода, а лакированные провода обмотки пойдут на намотку катушки первичной обмотки и лампы подсветки.
Для изготовления вторичной силовой обмотки потребуется медная шинка прямоугольного сечения. У меня оно составляет 3х8 мм. Можно чуть меньше, но сильно занижать не желательно- увеличивается электрическое сопротивление цепи. Более толстые шинки займут все свободное место, не позволят намотать первичную обмотку.
Если прямоугольной медной шинки найти не удается, то можно попробовать использовать круглый проводник соответствующего сечения.
Также для сборки потребуются:
- микровыключатель;
- электрическая вилка;
- шнур питания или провод;
- лампочка;
- рукоятка, которую можно использовать от пластмассовых игрушечных пистолетов;
- бумага или лакоткань для изоляции;
- кусок жести для корпуса.
Последовательность расчета деталей электрической схемы
Выбор мощности паяльника
Основным показателем эффективности конструкции является количество теплоты, выделяемой на жале в момент прохождения через него электрического тока. Его сила, специально увеличенная режимом короткого замыкания, как раз и разогревает медь наконечника.
Ток, проходящий через жало моего паяльника, немного превышает 200 ампер. Специально проверял токоизмерительными клещами. А вот напряжение, даже в режиме холостого хода, меньше десятых долей вольта. Поэтому оно не представляет особой опасности при пайке.
Произведение тока, проходящего по силовой обмотке на величину напряжения на ней, характеризуется вторичной или выходной мощностью трансформатора S2. Вот эта величина нас и интересует. Однако, для упрощения расчета будем начинать оперировать с первичной мощностью S1, определяющей потребление электроэнергии.
Она отличается на коэффициент полезного действия - кпд. Ее значение в 65 ватт взято за основу промышленного образца, показанного на первой фотографии. Для своих целей я выбрал 80 ватт.
Влияние КПД
Конструктивное соотношение между вторичной мощностью трансформаторов для радиоэлектронных устройств и кпд приведено в таблице.
| КПД | Мощность в ваттах |
| 0,95÷0,98 | ≥1000 |
| 0,93÷0,95 | 300÷1000 |
| 0,90÷0,93 | 150÷300 |
| 0,80÷0,90 | 50÷150 |
| 0,50÷0,80 | 15÷50 |
Набор магнитопровода пластинами из трансформаторного железа
Магнитные характеристики магнитопровода и трансформатора в целом определяются:
- объемом железа;
- и его свойствами.
На второй параметр мы особо повлиять не можем, ибо используем то железо от старого трансформатора, которое попало под руку. Поэтому применяем самую простую усредненную методику, не особо вдаваясь в сложные коэффициенты, поправки, графики.
Для паяльника мы можем выбрать магнитопровод одной из форм:
- прямоугольника;
- Ш-образный.
Площадь его сечения для каждого случая показана на картинке. Здесь же приведены формулы для расчета.
Выбрав первичную мощность паяльника в ваттах и зная форму магнитопровода вычисляем Qc - площадь сечения по эмпирической формуле.
Определив ее и измерив размер «А» на железе можно рассчитать глубину «В», которую потребуется набрать определенным количеством пластин.
Расчет провода для обмотки катушки
Определение диаметра
По первичной мощности, например, 80 ватт и напряжению 220 вольт не сложно рассчитать ток, который будет протекать по первичной катушке.
Где d - диаметр проволоки в мм, а I - ток в амперах.
Определение числа витков
Используем эмпирическую закономерность, называемую количеством витков на вольт - ω’. Ее вычисляют:
Первичная катушка
Qc уже вычислена раньше. Определив ω’ следует эту величину умножить на 220, ибо у нас в первичной обмотке действует такое напряжение, а не один вольт.
Вторичная катушка
Для цепи подсветки напряжение 4,5 вольта. На него и умножаем полученное значение ω’.
Обе вычисленные величины: диаметр и количество витков усреднены. Ими придется варьировать в небольших пределах с учетом того, что пространство в окне магнитопровода ограничено. Диаметр провода лучше сразу занизить - паяльник работает в кратковременном режиме.
А вот с числом витков поступать следует осторожнее. Они сильно влияют на вольтамперную характеристику паяльника и общую картину нагрева жала.
Силовая катушка делается двумя витками.
Сборка паяльника
Каркас обмотки
Обычную катушку для намотки провода можно сделать из трансформаторного картона или даже от обычных коробок. Только лучше выбирать плотный материал.
Внутри каркаса должны поместиться все пластины железа, а между их полостями снаружи следует уложить витки провода. Все обмотки между собой изолируют лакотканью или бумагой. Первичная и вторичные обмотки отделяются гальванической развязкой.
Силовая обмотка
Ее потребуется выгнуть из медной шинки. Такую работу поможет выполнить металлический шаблон из куска металла по габаритам полости каркаса для железа. Работу выполняют в слесарных тисках аккуратными ударами молотка по заготовке.
На картинке показана последовательность выгиба, начатая с одного конца шинки. Несколько проще выполнять ее одновременно с середины обмотки.
Когда шинка выгнута, то ее витки изолируют между собой полоской бумаги, а затем размещают внутри картонного каркаса. Останется намотать остальные обмотки, обеспечив их изоляцию, и надеть железные пластины, создав их плотное прилегание с минимально возможными зазорами.
Такое нехитрое приспособление, как паяльник – имеет свою конструкцию, и составляющие части. Самым маленьким по размеру, но не по важности – является жало. Именно от его качества зависит способность паяльника выполнять свои задачи.
Свойства рабочего наконечника:
- Теплопроводность. Важнейшая характеристика. Именно она определяет, сколько тепла от нагревателя будет передано в рабочую зону;
- Способность накапливать тепловую энергию. Характеристика в основном связана с размерами жала. Слишком тонкий наконечник при соприкосновении с массивной деталью моментально отдаст тепло;
- Прочность, а точнее – износостойкость. Никто не собирается забивать паяльником гвозди. Однако со временем жало изнашивается – под действием агрессивных флюсов или механическим путем;
- Защищенность от окисления. Даже тончайшая пленка окислов резко снижает способность наконечника передавать тепловую энергию к месту пайки.
Идеальным материалом для изготовления паяльного жала (с точки зрения теплопроводности) является медь или ее сплавы. Обратная сторона луны – крайне низкая износоустойчивость и подверженность коррозии.
Прямая противоположность – сталь и никелевые сплавы. Высокая прочность, отсутствие коррозии – но отвратительная теплопроводность.
Поэтому производители выпускают наконечники для паяльника из различных материалов, подстраиваясь под запросы рынка. А так же не перестают экспериментировать с композитными материалами, придавая инструменты все более высокие потребительские свойства.
Основные разновидности жал для паяльника
Медные
из медного прутка можно сделать хорошее жало
Подавляющее большинство паяльников комплектуются именно такими наконечниками. Медное жало достаточно универсально, имеет выдающуюся теплопроводность. И что самое главное – отличную теплоемкость.
Это означает, что при работе с массивными медными контактами или спайкой толстого кабеля, накопленное тепло не рассеется по заготовке, резко снижая температуру. Поэтому, для паяния объемных деталей выбираются паяльники с медным жалом, которое весит несколько сотен грамм.
Для его нагрева потребуется много энергии, но масса наконечника обеспечить стабильную температуру во время работы.
Существуют более изящные наконечники из меди. Классический вариант паяльника 40-60 Вт, знакомый многим.
С помощью такого жала можно паять практически все, за исключением современной элементной базы – планарных микросхем, SMD модулей и пр. Можно конечно придать утонченную форму наконечнику – но тогда жало будет моментально изнашиваться.
Главная проблема меди – в её мягкости и низкой термостойкости.
При высоких температурах поверхность быстро окисляется. Очистка жала традиционным способом ни к чему не приводит. Приходится зачищать его механическим путем, с помощью напильника или наждачной бумаги. При этом наконечник стремительно уменьшается в размерах.
Для сохранения рабочего состояния поверхности, ее покрывают тонким слоем припоя.
Как правильно залудить жало
Необходимо протереть его влажной губкой, нагреть и зачистить наждачкой или надфилем. Затем погрузить в баночку с канифолью и разместить сверху кусочек припоя. Олово само растечется по чистой поверхности наконечника.
Еще один способ – потереть разогретое жало о дерево, на котором есть флюс и припой. Дерево лучше выбирать хвойных пород.
Словосочетание «Паяльник из резистора» вполне адекватно соотносится со словосочетанием «Деньги из воздуха». Смысл един - получить что-то из ничего. Это не безумная попытка «опрокинуть» огромный ассортимент , который есть на прилавках магазинов торгующих электротехнической продукцией. Впрочем, есть пока, при этом не везде, а где есть сейчас может не быть потом. Жизнь штука изменчивая, тем более даже самый дорогой может сгореть в такой неподходящий момент - так сказать, на самом интересном месте. А резисторы ПЭВ (проволочные - эмалированные - влагостойкие) были, есть и будут. Так, что зарекаться не стоит.
Вот они «двое из ларца». Сопротивление левого, в прошлом резистора, а ныне нагревательного элемента 1019 Om, при напряжении 220V он потребляет 210mA и его реальная мощность составляет 46,2W. Сопротивление нагревательного элемента второго паяльника 1553 Om, при 220V токопотребление 140mA и это будет 30,8W. Использовать их весьма удобно и комфортно в тандеме с регулятором мощности. Нагреватели из резисторов ПЭВ выдерживают температуру нагрева несравненно большую, чем температура плавления олова. Подозреваю, что изобретён метод превращения этих резисторов в нагревательные элементы одновременно с началом их производства. Широкого применения, среди радиолюбителей, эта технология изготовления паяльников не получила и виной тому сложность в том чтобы подобрать а тем более сделать подходящие держатели (ручки) для таких паяльников. Трудность и в выборе материала и в самой конструкции.
Но если удаётся найти что-то подходящее для корпуса - держателя будущего паяльника, то процесс изготовления сводится к элементарной фиксации подводящих напряжение проводов методом их скрутки с контактами резистора.
Здесь корпус - держатель это бывшая соединительная вилка - «мама» от трёхпрограммного радио «Электроника».
А здесь держатель был им всегда, но только в устройстве сварки полиэтиленовой плёнки. Где также в качестве нагревателя использующего мощный резистор ПЭВ, причём изделие это промышленного изготовления.
Определение необходимого по номиналу резистора вовсе не обязательно вести с самого начала методом подбора, ориентировочно можно и посчитать. «Оттолкнуться» вполне допустимо и от замеров приведённых выше. Так при мощности паяльника 30,8W - сопротивлении резистора 1553 Om. А нужно, к примеру, ровно 30W. Считаем методом вычисления пропорции, только не прямой, а обратной. Ведь в данном случае уменьшение (мощности) достигается путём увеличения (сопротивления).
Для простоты возможных дальнейших расчётов предлагаю округлить величину в 1594,4 Om до 1600 Om - расчеты-то всё равно будут не совсем точные, +/- пару ватт по мощности.
- Р, Вт D L H d
- ПЭВ 3 14 26 28 5,5
- ПЭВ 7,5 14 35 28 5,5
- ПЭВ 10 14 41 28 5,5
- ПЭВ 15 17 45 31 8
- ПЭВ 20 17 50 31 8
Паяльник из резистора ПЭВ не нужно заземлять, его не пробьёт на массу, главное хорошо изолировать его контакты в месте соединения с проводами питания. Больше того - не обязательно для нагрева использовать 220V. Например: если возьмите для паяльника резистор ПЭВ 7,5 сопротивлением 75 Ом и подадите на него 12 вольт постоянного напряжения, то получите миниатюрный паяльник, удобный для , с токопотреблением 500 мА и мощностью нагревательного элемента чуть более 7 Вт. Ни у каждого возле дома есть магазин электротоваров и не все живут в городах, однако это не причина чтобы не иметь нужного паяльника. Рассуждал о насущном, Babay .
Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ПАЯЛЬНИК
Самый простой способ изготовления паяльника в бытовых условиях – с применением резистора. Собранный прибор будет предназначен для работы при напряжении в диапазоне 6-24 Вольт. Для сборки такого электрического инструмента подготовьте следующие приспособления и материалы:
- ПЭВ-резистор с ножками-выводами мощностью не более 7 Ватт и сопротивлением 20 Ом;
- пластина из текстолита;
- одно пружинное кольцо;
- провода питания;
- винты с шайбами;
- два прутка меди с различным сечением.
Совет. Первый толстый медный пруток должен соответствовать диаметру внутренней полости используемого резистора. Второй же должен быть тонким настолько, чтобы его жалом было удобно паять микросхемы.
Сборка электрического паяльника с резистором не потребует больших затрат времени. Так, сначала в торцевой грани толстого прутка из меди просверлите отверстие с мелкой резьбой под винт. В нескольких сантиметрах от противоположного торца по всему диаметру прутка вырежьте канавку и вставьте в нее пружинное кольцо – оно будет выполнять роль фиксатора.
Затем просверлите во второй торцевой грани толстого прутка отверстие под тонкий прутик и вставьте последний в полученную выемку – так вы получите стержень будущего паяльника. Далее установите стержень в резистор и зафиксируйте конструкцию винтиком с шайбой в заранее выполненном отверстии.
Вырежьте из текстолитовой пластины рукоятку для паяльника с посадками под резистор и провода. Винтиками закрепите ножки-выводы резистора на пластине, а затее подключите к ним провода питания.
Теперь осталось только скрутить самодельный электрический паяльник и проверить его на практике.
Инструкция №2: Паяльник с шариковой ручкой
Второй не совсем обычный, но такой же доступный способ соорудить паяльник своими руками – с применением шариковой ручки в роли рабочего корпуса. В данном случае вам потребуется:
- шариковая ручка;
- МЛТ-резистор мощностью не более 0,5 Ватт и сопротивлением 10 Ом;
- пластина из двухстороннего текстолита;
- провода питания;
- изолирующий материал – керамика или слюда;
- проволока из меди – 1 мм в диаметре;
- проволока из стали – 0,5-0,8 мм в диаметре.
Технология сборки паяльника:
Важно! Напряжение блока питания должно быть не выше 15 Вольт.
Как видите, сделать паяльник собственными руками под силу даже электрику-новичку, не имеющему профессиональных знаний и навыков в области электротехники. Перед вами две инструкции сборки инструментов разной сложности – подготовив все необходимые подручные средства и придерживаясь технологии, вы точно сможете смастерить функциональный прибор в домашних условиях.
Паяльник своими руками: видео
