simplyman100500 (simplyman100500) wrote,
simplyman100500
simplyman100500

Category:

Все о паяльных станциях Lukey



Предысловие
Думаю, нет такого радиолюбителя, для которого слово Lukey не несет никакой смысловой нагрузки. В силу экономической доступности, паяльные станции этого производителя стали по истине народным продуктом. Более того, их можно встретить не только в домашних лабораториях радиолюбителей, но и в зарекомендовавших себя сервисных центрах! Это и понятно, ведь далеко не каждый может себе позволить раскошелиться на покупку станции производства именитых брендов таких как Ersa или Goot, а Lukey вроде бы как тоже паяльная станция и вроде как даже паяет, так что же еще нужно? Все бы было здорово, да вот беда: как и в большинстве изделий китайской электронной промышленности, следствием дешевизны есть масса конструктивных и схематических недоработок, из-за чего эти станции не только наделены искуственным интеллектом (т.е. работают, как хотят, а не как от них требуется), но и являются пожароопасными! Целью поста есть поделиться личным опытом эксплуатации станции Lukey 702, владельцем коей я являюсь, а так же собрать в одном месте всю доступную информацию по доработках паяльных станций Lukey. Здесь я расскажу о том, как мной была проведена полная модернизация Lukey 702. Так как проблемы и пути их решения у всех продуктов этой фирмы сходны, изложенные здесь инструкции применимы и к другим ее моделям. Более детальную информацию по другим моделям вы можете найти в архиве, ссылка на который дана в конце поста. Там же находятся прошивки, схемы и прочие интересности. После скачивания архива его нужно распаковать и открыть файл под названием !FAQ.doc, в котором и содержится все необходимое. Если у вас есть чем дополнить сам ФАК либо этот пост - милости прошу в каменты.

    Краткое содержание !FAQ.doc:

1. Модели станций Lukey, и различия между ними.
2. Конструктивные доработки.

  • Силовая часть

  • Доработка паяльников

  • Доработка термофена с турбиной

  • Разъемы

3. Внутрисхемные доработки

  • Сервисмануалы, схемы и внутренности паяльных станций (Lukey 702, Lukey 702 SMD, Lukey 868, Lukey 852D)

  • Как устранить мерцание лампочки во время работы фена

  • О питании

  • Доработки для калибровки

  • Переделываем Lukey 702 в Lukey 868

4. Перепрошивка паяльной станции Lukey 702.
5. Настройка паяльной станции.
6. Информация для размышления.
7. Информация про термофен.
8. Самодельные причиндалы к паяльной станции.
9. Маленький FAQ по LED-индикаторам для паяльной станции.

Приступим
Для начала рекомендую посмотреть вот это видео. Здесь вы найдете ответы на следующие вопросы:

  1. Как выбрать паяльную станцию?

  2. Различие моделей, производимых Lukey.

  3. Чем отличается компрессорный термофен от турбинного?

  4. Чем отличается нихромовой нагреватель (Тайвань) от терморезистивного (Хакко)?

  5. Какие жала подходят для паяльных станций Lukey?

Заранее скажу, что лучший метод модернизации поделок от Lukey - выбросить все внутренности, и в родном корпусе собрать новую паяльную станцию по нормальной схеме. Далее вы поймете почему.
Питание
Ну а теперь к делу. Начнем мы с конца, а именно с организации питания станции, так как в основном именно от него зависит точность поддержания температуры паяльника и фена, а также качество работы устройства в целом. Обратим внимание на то, что сетевой кабель входит в корпус напрямую, без разъемного соединения, что лично мне доставляет определенные неудобства во время эксплуатации. Так же в паяльной станции не предусмотрен сетевой выключатель, от чего, при включении в розетку, понижающий трансформатор и плата устройства сразу же оказываются под напряжением. Кроме того, на входе сетевого напряжения в устройство отсутствует предохранитель, что противоречит всем требованиям пожарной безопасности. По классике жанра, вступительное слово, ругающее китайское изделие, ограничивается тремя тезисами, но это не наш случай, поэтому вот вам тезис четвертый: симисторная схема, на которой реализован регулятор мощности фена, во время работы изрядно гадит в питающую сеть всевозможными помехами, причем без тени смущения и каких-либо преград. Благодаря им работу фена можно слышать в колонках ресивера и видеть на экране телевизора. Все вышеуказанные проблемы можно решить одним махом с помощью подобного ЭМИ-фильтра. К преимуществам такого подхода также можно отнести органичность внешнего вида готовой конструкции: вмонтированный фильтр в заднюю стенку корпуса выглядит не как колхозная поделка народного умельца, а так, будто сам производитель уготовил для него там место.



     Но есть у него также и недостаток: вышеприведенный фильтр, будучи земляком станции Lukey, свою основную функцию - подавление ЭМИ-помех - выполняет неудовлетворительно, поэтому, если вы не можете позволить себе потратить 30 - 70$ на качественные изделия (фирмы Schaffner, например), можно собрать еще один фильтр и подключить его последовательно китайскому. Вариантов схем существует великое множество, и они легко ищутся в Интернете. Лично я не стал заморачиватся, и просто выпаял дроссель из платы древнего ЭЛТ-монитора, и навесным способом припаял к нему два Х2 конденсатора. Всю эту конструкцию я установил в корпус паяльной станции впритык к боковой стенке, и обильно полил любимым клеем дяди Сяо термоклеем. В сборе это выглядит так:



    И пусть вас не смущает отсутствие экрана на самодельном фильтре. Дело в том, что, если электропроводка, от которой питается станция, не имеет отдельного заземляющего провода, то и на фабричном фильтре экран так же бездействует. Подключить экран к общему проводу устройства - тоже не вариант, ибо у схем контроллеров паяльника и термофена земли раздельны. То же относится и к электростатической защите, о наличии которой сообщает гордая надпись ESD safe на лицевой панели некоторых моделей. Она реализованна банальной прокладкой тоненьких проводков от металлических деталей корпусов паяльника и фена до одного из шурупов крепления понижающего трансформатора БП станции. Туда же подводится сетевой заземляющий провод. Соответственно, если ваша проводка без заземления, электростатическая защита станции работать не будет. Для подавления помех, наведенных трансформатором и ЭМИ-фильтром на провода, идущие к плате, мотаем ими 2-3 витка на ферритовое кольцо, которое располагаем как можно ближе к разъему. Также можно на самой плате после разъемов напаять дросселей/ферритовых бусин.
    Далее рассмотрим собственно сам блок питания. Несмотря на то, что качество питания играет решающую роль в точности поддержания температуры паяльника и фена, схема, по которой собран БП не выдерживает никакой критики! Здесь китайцы сэкономили абсолютно на всем: начиная от трансформатора и заканчивая стабилизаторами и источниками опорного напряжения. Трансформатор намотан на Ш-образном сердечнике из стальных пластин, причем не самым качественным образом. Именно поэтому, при подаче на него сетевого напряжения, он начинает гудеть. Схема трансформатора следующая:


    Из 10-вольтовой обмотки мы получаем два двухполярных напряжения +-5 В для питания схем контроллеров фена и паяльника. Да-да, я не ошибся! От одной обмотки с двумя выводами мы получаем два двухполярных напряжения для питания измерительных схем станции! Китайцы даже отвод от середины поленились сделать! Дальше у нас идет 29-вольтовая обмотка, которая питает схему управления оборотами турбины фена, и 26-вольтовая, питающая нагреватель паяльника. А теперь рассмотрим схему двухполярных стабилизаторов +-5 В. В канале фена и паяльника она имеет идентичный вид. Как любил говорить Задорнов, "готовы?!" - вкушайте!)


    Однополупериодная схема выпрямления с виртуальной землей плюс архималые емкости сглаживающих конденсаторов, и стабилизатор отрицательного плеча напряжения на одном стабилитроне!!! Как вам?) Микросхемки 7805 конечно же без радиаторов, а о том, что электролиты здесь далеко не Low ESR, я даже вспоминать не буду! Вследствии этого, мало того, что схемы контроллеров питаются напряжением с дикими пульсациями, так еще и точность поддержания температуры паяльника и фена линейно зависит от скачков напряжения в сети. Более того, из-за такого стабилизатора станция даже в разных розетках может работать по-разному! Именно такое питание и есть причиной того, что работа станции зависит от фаз Луны, направления экваториального ветра Марса под воздействием Венеры, настроения Ктулху, погоды, и бог знает чего еще! Кстати, температура окружающей среды действительно влияет на работу станции, так как от нее зависят характеристики стабилитрона. Конечно же самый оптимальный вариант модернизации этого безобразия - выбросить все к чертовой бабушке и сделать по-человечески: заказать нормальный тор и на отдельной платке собрать нормальный стабилизатор. Можно смастерить и импульсный блок питания, но лишь в том случае, если у вас имеется большой опыт в их построении, ибо, в силу их шумности, можно получить результат от никакого до отрицательного. Питательная революция у меня запланирована на ближайшее будущее, а пока я установил 7805 на радиаторы, увеличил емкость С13 до 1000 мкФ (делать это следует именно в такой последовательности, ибо с увеличением емкости фильтрующих конденсаторов, так же растет и напряжение после них, а микросхемные стабилизаторы в станции и без того работают на пределе своих возможностей). Перед тем, как увеличить емкость С8, нужно правильно подобрать сопротивление R14, иначе напряжение после стабилитрона сместится в бОльшую сторону. Также наставил блокирущих конденсаторов между выводами питания и выводами земли микроконтроллеров и операционных усилителей. Для этих целей лучше всего подходят керамические SMD-конденсаторы с диэлектриком NP0 (aka C0G) емкостью в 100 - 470 нФ. Также не забывайте о том, что в таких конденсаторах емкость на высоких частотах обратнопропорциональна их габаритам, поэтому нужно выбирать кондесаторы в корпусе не менее, чем 1206.  Ну и на последок все штатные электролиты заменил на полимерные конденсаторы. Но перед тем как производить манипуляции во вторичных цепях питания, учтите то, что после этого вмешательства нужно будет откалибровать станцию. Процесс калибровки будет описан дальше. Так же вы его можете найти в архиве, который находится в конце поста.

Почему самовозгорается фен
Для ответа на этот вопрос рассмотрим схему регулировки температуры нагревателя:

    На первый взгляд ничего криминального нет. Стандартная схема симисторного регулятора, которую используют в большинстве диммеров, и прочих регуляторах освещения, состоящая из собственно самого симистора, снабберной цепи на R3, C4, делителя напряжения управляющего электрода на R17, R28, предохранителя и оптосимистора, развязывающего цепи микроконтроллера от силовых. Характеристики симистора ВТА20 внушают доверие, более того, он даже установлен на небольшой теплоотвод! Правда, без термопасты конечно же. Казалось бы, к чему тут можно придраться? Выше я упоминал, что на плату паяльной станции подается 220 В сразу после того, как вы воткнули вилку в розетку (конечно же, если вы не вмонтировали сетевой выключатель). Так вот приходит оно как раз на разъем J2, а именно на контакты L и N (фаза и ноль соответственно), и, как видим по схеме, уже отсюда подается на понижающий трансформатор (контакты Т - Т) и на нагреватель фена (контакты F - F). А теперь давайте внимательно рассмотрим прохождение провода от контакта L. Не нужно быть гением схемотехники, чтобы понять, что на верхних выводах симистора и оптосимистора, при включенной вилке в розетку, всегда присутствует сетевое напряжение. Казалось бы, ну и что? Да вроде ничего, но давайте представим, что в сети происходит кратковременный выброс напряжения, длительностью в пол секунды, от чего, как известно, не застрахована ни одна электросеть. Что произойдет в этом случае? Так как в схеме нет ничего, что способно подавить такой импульс, основной удар придется на симистор и оптосимистор, и кто-то из них явно не выдержит, так как они чувствительны к крутизне нарастания напряжения. Суть этого явления заключается в том, что от полупроводникового кристала оных элементов нужно отводить излишки тепловой энергии, выделяемой им во время работы, и если кристалл будет нагреваться быстрее, чем способен отвести тепловой переход кристалл-корпус, симистор пробьется. В следствии такой аварии, в обычном светильнике просто зажжется лампа в полную мощность, но в нашей паяльной станции просто начнет работать нагреватель фена на все свои 700 Вт, и при этом без какого-либо обдува. И длиться это будет до тех пор, пока его не отключат от сети, либо пока он не сгорит вместе с квартирой (тьху-тьху-тьху, канешна). Наглядно это можно увидеть на видео по вышеприведенной ссылке. Сетевой выключатель конечно же значительно снижает вероятность развития подобного сценария, но не застраховует вас от возникновения такой ситуации во время работы. Полностью избавиться от всех вышеуказанных негараздов нам поможет самый обычный варистор, установленный, как показано ниже:

Снимок.JPG

    Место установки варистора на схеме и на плате немного отличается, но это не важно. Лишь бы он был впаян между предохранителем и симистором. Для своей станции я выбрал варистор диаметром 7 мм, напряжение срабатывания 275 В и длительность срабатывания 25 нс. Таким образом, если в сети возникнет импульс напряжением свыше 275 В и длительностью свыше 25 нс, варистор откроется, отправив тем самым его в нагреватель фена а не на симисторы. Нагреватель же, в силу своей иннертности, такого импульса даже не почувствует. Однако стоит заметить, что такое включение варистора пригодно лишь для сетей, где могут быть только кратковременные скачки сетевого напряжения. Если у вас может наблюдаться долговременное повышение (например если ваш дом за городом или в частном секторе), тогда необходимо припаять еще один варистор после предохранителя в установленном вами сетевом разъеме. Вот такая маленькая радиодеталька копеечной стоимости может уберечь вас от многотысячных убытков.
Почему мерцают лампочки во время работы фена
Опять же причиной этому есть примитивность схемы управления нагревателем. Всем, кто знает, что такое ШИМ, следующий абзац можно пропустить.

    Как известно, цифровая электроника - это электроника, работающая на дискретных сигналах. Это значит, что в цифровых приборах сигнал может быть только в двух состояних: логического нуля (сигнал отсутствует, т.е. на линии 0 В) и логической еденицы (сигнал присутствует, т.е. на линии 5 В). Микроконтроллер, управляющий работой фена, так же относится к цифровым устройствам (если это для кого-то новость:)), и на его выходах может быть только два напряжения - 0 или 5 В (лог. 0 и лог. 1 соответственно). Вполне резонный вопрос - если на выходе может быть только два напряжения (точнее, два состояния), то как мы с их помощью вообще можем что-то регулировать? Ответ прост - с помощью длительности следования этих импульсов. Для пояснения возьмем пример нашей станции. Возьмем осциллограф и подключим его к выходу контроллера, управляющего схемой регулировки температуры фена. Если этот выход будет постоянно находиться в состоянии логической еденицы, на осциллографе мы увидим прямую на уровне 5 В, при этом симистор схемы регулировки будет полностью открыт, и на нагреватель пойдут все сетевые 220 В, что будет соответствовать 100% мощности фена. Если же мы на выходе раз в пол секунды будем переключать состояние с 1 на 0 и обратно, то на осциллографе получим линию из квадратных пеньков одинаковой высоты (амплитуда 5 В) и длинны (пол секунды 5 В, пол секунды 0 В). Симистор, вслед за выходом микроконтроллера, так же раз в пол секунды будет открываться и закрываться, в следствии чего нагреватель будет работать на 50% своей мощности, так как за те пол секунды, в течении которых на него не поступало напряжение, он не успеет остыть полностью. Линия из пеньков, увиденная нами на осциллографе, в технике именуется меандром, а метод регулировки - широтно-импульсной модуляцией. Отношение длительности еденицы к длительности нуля называется скважностью, и в данном случае равно 50%. Чтобы уменьшить мощность фена до 10%, нам нужно уменьшить скважность до 10%. В этом случае линия на осциллографе изменит свой вид, и будет состоять на 10% из логической еденицы (0,1 секунды по уровню 5 В) и на 90% из логического нуля (0,9 секунды по уровню 0 В).

    Давайте теперь вспомним о том, что мощность нашего фена составляет ни много ни мало - 700 Вт. Вот на подергивания такой нагрузкой сеть и откликается краткосрочными просадками напряжения, из-за чего лампочки и мерцают. Вообще, если мерцание - это единственное, что доставляет вам неудобства, а искажения напряжения в сети, возникающие из-за работы фена, вас вовсе не смущают, то проблему эту можно решить простой заменой ламп накалывания на таковые с собственным источником питания (т.е. энергосберегайки, светодиодные, либо смотреть в сторону ЭПРА), в противном же случае снова придется лезть во внутренности станции. Но и здесь нам не придется выполнять много телодвижений. Всего-то нужно заменить штатный оптосимистор МОС3023 на тот, который умеет отслеживать переход сетевого напряжения через "0" (например MOC303x, MOC304x, MOC306x, MOC308x). Если это не поможет, можно в каком-нибудь месте цепи анод симистора (условный, конечно же, ибо, как известно, симистор пропускает обе полуволны переменного напряжения, поэтому его выводы правильно называть условный анод, управляющий электрод, условный катод, и если, при установке симистора в плату, поменять местами анод с катодом - на работу схемы это не повлияет никак, в отличии от тиристора) - оптрон - R17 - УЭ симистора вставить маломощный диод (например, 1N4007, FR107). Лично я не стал экспериментировать, и сделал все сразу:



    Направление установки диода значения не имеет, так как в той цепи проходит переменное напряжение, и здесь его задача сводится к пропуску только одного полупериода. У многих может появиться вопрос, не повлияет ли этот диод на мощность фена. Ответ отрицательный, так как во-первых запас мощности фена достаточно высок, и находиться далеко за пределами температуры 480 градусов, до которых его может нагреть станция, а во-вторых температуру фена регулирует контроллер, опираясь на показатели термопары внутри нагревателя, поэтому установка вышеуказанного диода просто увеличит скважность ШИМ-а. Если и после таких манипуляций ваши лампочки не перестанут мерцать, тогда уже стоит обратить внимание на качество розеток и электропроводки в том месте, где вы работаете со станцией.

Улучшаем поток воздуха турбинного фена

    Как известно, в этих станциях есть 2 типа фенов: турбинный и компрессорный. С компрессорным мне работать не доводилось, но говорят что у него поток воздуха слабее, чем у турбинного. Но рано или поздно настанет тот момент, когда паяя что-либо феном от Lukey 702, вопрос "куда уж слабее" станет ребром. В таком случае можно поступить так:

    1. Разбираем фен, все прводки укладываем в предназначенные для них пазы, пытаясь сделать так, чтобы они располагались как можно ближе к днищу корпуса, и как можно меньше находились на пути прохождения воздуха. Для фиксации наносим сверху тонкий слой термоклея. Им же проклеиваем по периметру щели на резиновом хоботке, направляющим воздух, который одевается на турбину. Выглядеть это будет примерно так:


    2. В верхней половинке корпуса фена есть решетка, сквозь которую турбина засасывает воздух. Во время изготовления этой детали на заводе, после отливки на решетке остается облой (тонкие лепестки пластмассы), который так же частично перекрывает воздух. Можно удалить его острым ножом, но лучше удалить поперечные перегородки под решеткой,



затем удаляем перегородки, образующие ячейки решетки в двух крайних рядах с одной и с другой стороны таким образом, чтобы только по центру остался ряд ячеек, а по бокам были прямоугольные вырезы (с фотографии ниже вы поймете, о чем идет речь). Получившуюся конструкцию снизу заклеиваем тонким поролоном, либо какой-нибудь воздухопрозрачной тканью. Я использовал кусок компьютерного пылевого фильтра "Самоклейкин", одна сторона которого имеет адгезивный (клеющийся) слой.



    Таким образом мы не только увеличим поток воздуха, но и отфильтруем его от пыли, благодаря чему увеличим срок службы турбины и нагревателя.
    3. Собираем фен и проклеиваем стык между двумя половинками его корпуса все тем же термоклеем, так как основная утечка воздуха происходит именно здесь. Делать это желательно именно термоклеем, чтобы потом фен можно было разобрать в случае необходимости. Собранный фен имеет такой вид:



    Излишки клея по периметру можно обрезать острым ножом.

Меняем нагреватель паяльника на Hakko 003
Преимущества нагревателя Хакко можно узнать из видео по вышеприведенной ссылке. Если вкратце, после такой замены в своей Lukey 702, я смог паять конденсаторы на материнских платах, что ранее было невозможно. Кроме того, благодаря отсутствию явления, известного под названием "холодный спай" или "холодный конец термопары", присущего для обычного нагревателя, а так же большему разрешению показателей терморезистивного датчика температуры нагревателя Хакко, контроллер станции может более точно устанавливать температуру на жале паяльника. Сами нагреватели выглядят так:



    Сверху - новенький Хакко, снизу - штатный ноунейм от Lukey 702.
На сим, пожалуй, завершу свое и без того многобуквенное повествование, хотя на эту тему можно еще писАть и писАть. Больше информации вы найдете в архиве, ссылка на который чуть ниже.

Ссылка на архив.
Tags: diy, апгрейд, паяльник
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 5 comments