Переделка usb паяльника под аккумулятор

Обновлено: 07.07.2024

Вы наверняка встречали на алиэкспрессе USB-паяльник (или же паяльник на 3хАА батарейках), работающего от 5 вольт, так же наверняка видели огромное количество видео на ютуб по переделке таких паяльников на литий-ионные аккумуляторы. Тем не менее я хочу поделиться своим опытом по переделке двух таких паяльников, потому, что мои переделки отличаются от всех других переделок повышением мощности паяльника в 4 раза. Но обо всем по порядку.

Израсходовав несколько комплектов щелочных батарей (одного комплекта хватает примерно на 30 минут) я задумался о переделке паяльника на литий-ионные аккумуляторы, что вскоре было исполнено. Установил 2 аккумулятора 18650 параллельно, так же установил драйвер зарядки li-ion аккумуляторов. Далее я провел некоторые подсчеты и измерения и получилось следующее:

сопротивление жала паяльника 3.1 ома, при нагреве оно изменяется, но в вычислениях я это не учитывал
напряжение от 3хАА батареек 4,5 вольта (падение напряжения при работе я не учитывал), напряжение аккумуляторов 3,6-4,2 (падение напряжения я так же не учитывал)
расчетная мощность при работе от батареек (4,5/3,1)*4,5=6,5 ватт (хоть иногда на упаковке паяльника указана мощность 9 ватт), при работе от аккумуляторов от (3,6/3,1)*3,6=4,2 до (4,2/3.1)*4,2=5,7 ватт (здесь я не принял в расчет внутреннее сопротивление батареек и аккумуляторов, но расчеты теоретические, призваны показать как изменились параметры паяльника)

Как видите, параметры паяльника после переделки изменились не значительно, нагрев по прежнему занимал около 15 секунд. В таком виде паяльник проработал более года. Затем я купил абсолютно такой же еще один, и вот с ним я решил поэкспериментировать. Согласитесь, паяльник мощностью 6 ватт слабоват для большинства задач. Потому второй паяльник я решил запитать от 2 аккумуляторов соединенных последовательно. Вот теоретические расчеты мощности:

сопротивление жала по прежнему 3,1 ома
напряжение теперь в 2 раза выше, от 7,2 до 8,4 вольт
расчетная мощность от (7,2/3,1)*7,2=16,8 до (8,4/3,1)*8,4=22,8 ватт (мощность возросла в 4 раза)

При этом передо мной встал вопрос о зарядке последовательно подключенных аккумуляторов при помощи все того же драйвера зарядки. В итоге родилась вот такая схема последовательно-параллельного переключения аккумуляторов:

Далее я проверил эту схему в обоих режимах с заряженным и разряженным аккумуляторами

Как видите, протеус показал иные расчетные значения, он то учел падения напряжений. На схеме не указан драйвер заряда аккумуляторов, но и так понятно, что заряжать аккумуляторы надо в параллельном режиме.

Во втором паяльнике я воплотил параллельно-последовательную схему на тумблере типа ON-OFF-ON. Тумблер ложится между указательным и безымянным пальцами и совсем не мешает при работе. Холдер для аккумуляторов предназначался для установку на плату, с обоих сторон у него стоят одинаковые пружинящие пластины, поэтому аккумуляторы можно ставить в любом положении, что немного напрягает и заставляет вспомнить что куда подключено при каждой смене аккумуляторов. Можно заметить, что этот паяльник больше предыдущего, как раз из-за тумблера. На фото паяльники кажутся кривыми, это так и есть.

В обоих случаях холдер приклеен к передней части паяльника при помощи термоклея, который не очень хорошо держится на глянцевой поверхности холдера и периодически отваливается. Поэтому я опять же периодически подматываю паяльники изолентой, а в крайних случаях разбираю и переклеиваю.

Ну и в заключении:

паяльник стал нагреваться за 5 секунд +
при этом теплоемкость жала остается маленькой, он быстро меняет температуру -
паяльник способен нагреться до слабого вишневого свечения (примерно 600-650 градусов) +
при этом жало может быстро обгореть, поэтому периодически убираем палец с кнопки -
я этим паяльником спаивал 3 провода 1,5 мм 2 каждый, при этом приходилось прогревать эту скрутку 10-15 секунд +

У этих паяльников большой запас мощности, который почему то не используют при производстве.

P.S. Конструктивная критика приветствуется, при этом претензии насчет внешнего вида паяльников не принимаются.

mefi73 Опубликована: 28.01.2017 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Всем радиотехникам, особенно тем, кому часто приходится заниматься пайкой мелких деталей хорошо известно, что на известном китайском сайте можно заказать очень удобную для этого вещь - USB паяльник. Работать с ним одно удовольствие - быстро греется, быстро остывает после выключения, моментально прогревает и пропаивает ножки мелких микросхем.

Но при работе с ним можно заметить и некоторые недостатки. Самый главный из них - иногда происходит сильный перегрев, при котором даже канифоль нельзя зацепить на жало - канифоль сразу вскипает и начинает испаряться, а жало остается совершенно сухим. И второй недостаток- из-за того, что паяльник сделан из таймера и датчика колебания, когда его ставишь чтоб подготовить какой-нибудь элемент для пайки, паяльник переходит в режим выключения, ты берешь паяльник а он уже остыл.

Схема переделки

Все файлы и сама схема в архиве. Для переделки Вам понадобятся:

микроконтроллер attyni 13A;
кнопка;
3 SMD светодиода;
SMD резисторы с номиналами: 1К - 3 шт., 670 Ом, 15 кОм
SMD конденсатор 100 нФ,
электролитический конденсатор 10 В примерно на 270 мкФ
тонкие провода (я использовал проводки от АТА шлейфа для подключения жестких дисков)
полевой транзистор (не буду писать модель - идеально подходит тот, который изначально установлен на родной плате).

Принцип действия

Принцип работы паяльника такой: Есть 1 кнопка - длинное нажатие - вкл-выкл, короткое нажатие - переход в разные режимы нагрева 1-2-3-4. Изменения режима сделан с помощью ШИМ сигнала разной заполненности.

1 режим - идеален для пайки пластмассы и переноса канифоли на проводники, обычной пайкой удобно заниматься во 2 или 3 режиме. 4 режим можно включать, когда необходимо запаять более толстые провода.

При изменении режима режим сразу сохраняется в ПЗУ, включение осуществляется в тот же режим с которого его выключали (если даже выключение осуществлялось вырыванием питающего провода).

После установки режима паяльник в этом режиме стоит включенным в течении 12 минут. После истечения этого времени световая индикация паяльника переходит в режим обновления режима (моргание трех светодиодов) Если увидев этот режим пользователь нажмет кнопку - паяльник заново начнет отсчет 12 минут. При этом нажатие кнопки не меняет режим нагрева.

Если же пользователь после начала морганий не нажмет на кнопку, через 3 минуты паяльник выключается. После этого паяльник можно включить длинным нажатием, и с того режима, на котором паяльник работал до выключения.

Обращаю внимание - в процессе отладки пробовались разные тайминги, и режимы нагрева. И по моему мнению - эта версия оказалась самой удачной. Все, кто заинтересовался, повторяйте, делайте - не пожалеете. Всем удачи!

Как управлять подъемным электромагнитом - теория и практика создания схемы подходящего контроллера для этих целей.

Модуль драйвера BLDC двигателя жесткого диска - принципиальные электрические схемы включения и обзор готовых блоков.

Рассчитанный на низкое (5 В) напряжение питания паяльник потребляет большой ток, что приводит к значительному падению напряжения на подводящих его проводах, не говоря о том, что питание такого паяльника через миниатюрный аудиоразъем явно неоправдано. Но нужно признать, что этот разъём создаёт и некоторые эксплуатационные удобства, поэтому я решил его оставить.

Для управления нагревателем в доработанном паяльнике применён микроконтроллер. Он генерирует импульсы, следующие с постоянной частотой 1 кГц, но имеющие переменную длительность (ШИМ). Нажатиями на введённую при доработке в паяльник кнопку управления можно задавать четыре фиксированных уровня мощности нагревания шагами по 0.25 максимальной.

Микроконтроллер тактирован от внутреннего RC-генератора частотой 8 МГц, которая поделена на восемь. Текущий уровень мощности отображается скважностью мигания светодиода с частотой 0.5 Гц. В паяльнике сохранен вибродатчик, что позволяет в паузах пользования паяльником автоматически снижать мощность нагрева до минимума, а при первом же перемещении паяльника форсировано возвращаться к установленному режиму.

Исходная принципиальная схема паяльника изображена на рис. 1. Она была составлена в результате изучения его печатной платы. Имевшиеся на плате обозначения компонентов на этой схеме сохранены. Они будут полезны в дальнейшем при описании доработки платы. Нужно сказать, что в некоторых источниках диод D1 изображён на схеме как стабилитрон с напряжением стабилизации 5,1 В.

Однако в моих экземплярах паяльника были установлены, как показала проверка, обычные диоды. Новая схема паяльника показана на рис. 2. Позиционные обозначения компонентов на ней стандартные и не совпадают, как правило, с обозначениями на рис. 1. Для переделки паяльника необходимо его разобрать. Для этого выверните три винта-самореза и снимите с передней части ручки жёлтое кольцо.

Извлеките из корпуса печатную плату вместе с нагревателем и отпаяйте от неё идущие к нагревателю провода. Далее необходимо извлечь шарик-сенсор SNS из канала корпуса и отпаять от платы провод с пружиной, прижимавшей шарик. Демонтируйте с платы компоненты, обозначенные на схеме рис. 1 С1. С2, D1. IC1 и R3. После этого следует удалить с нее ненужные соединения и создать недостающие. Для удобства выполнения этой работы рекомендуется временно выпаять из платы светодиод LED.

Разорвите соединение контактной площадки, предназначенной для катода светодиода, и печатного проводника, соединяющего сток полевого транзистора с нагревателем. После этого можно впаять светодиод обратно, соблюдая полярность. Соедините проволочной перемычкой вывод катода светодиода с выводом 5 микросхемы DD1. Для этого в центре контактной площадки удалённого конденсатора С1, соединённой тонким печатным проводником с контактной площадкой для вывода 5 микросхемы, надо просверлить отверстие диаметром 0.6 мм.

Вставьте в это отверстие и припаяйте к контактной площадке отрезок лужёного провода и соедините его на обратной стороне платы с выводом катода светодиода, как показано на рис. 3(1).
Приведите в порядок печатные проводники, которые были связаны с удалённой микросхемой 101, на её место в дальнейшем будет установлен микроконтроллер DD1 ATtiny45-20SU. Выводы 6 и 7 микросхемы имеют общую контактную площадку, которую следует аккуратно разделить на две.

Контактная площадка вывода 1 через переходное отверстие под микросхемой была соединена с общим проводом на обратной стороне платы. Разорвите это соединение. разрезав и удалив печатный проводник, как показано на рис. 3 (2). Удалите проводник, соединяющий контактную площадку вывода 4 с цепью +5 В. и соедините её с общим проводом.

Для этого перережьте и удалите печатный проводник между контактной площадкой для катода удалённого диода D1 и переходным отверстием, как показано на рис. 4 (10). Затем установите проволочную перемычку (9) между контактной площадкой для катода диода D1 и выводом вибродатчика SV, соединённым с общим проводом.

Монтаж новых деталей можно начать с микроконтроллера DD1. Размер корпуса микроконтроллера немного больше, чем у удалённого таймера, поэтому выводы микроконтроллера могут немного выйти за границы контактных площадок. Слегка подогните эти выводы в сторону корпуса микроконтроллера, чтобы они вошли в границы площадок. Припаяйте их к площадкам, предварительно убедившись в правильной ориентации вывода 1. обозначенного на корпусе микросхемы точкой.

Припаяйте плюсовой вывод конденсатора СЗ (5) к контактной площадке нагревателя, а его минусовой вывод — к контактной площадке минусового вывода удалённого конденсатора С2. Новый конденсатор С2 (6) припаяйте между контактными площадками удалённых конденсатора С1 и резистора R3, соединёнными соответственно с общим проводом и цепью +5 В. Зачистив от лака печатные проводники около выводов 2 и 4 микроконтроллера DD1, залудите их зачищенные участки и припаяйте между ними конденсатор С1 (8).

Удалите печатный проводник между контактными площадками для вибродатчика и удалённого провода с пружиной. Между ними припаяйте резистор R2 (11). Резистор R1 (3) установите между контактной площадкой для анода удалённого диода и переходным отверстием. На верхней стороне платы зачистите от лака и залудите печатный проводник цепи +5В напротив переходного отверстия, соединённого с выводом 1 микроконтроллера, и впаяйте между ними резистор R3 (7). На нижней стороне удалите часть печатного проводника около вывода затвора транзистора VT1, зачистите места разрезов от лака и залудите их, затем впаяйте резистор R4 (4).

Кнопку SB1 соедините проводами с контактными площадками для удалённого конденсатора С2.
Нагреватель пока соединять с платой не следует. Вместо него на время проверки устройства припаяйте резистор сопротивлением 1 кОм любой мощности. Все вновь устанавливаемые резисторы — типоразмера 0805 для поверхностного монтажа. Конденсатор С1 — типоразмера 1206, С2 — типоразмера 0805, оксидный конденсатор СЗ — в корпусе типоразмера D. Кнопка SB 1 — SWT с длиной толкателя не менее 9 мм.

Следующий этап — программирование микроконтроллера. Если имеется подходящий программатор, то сделать это можно до установки микроконтроллера на печатную плату. Если программатора для микроконтроллера в корпусе SOIC-8 нет, придётся присоединить разъём для программатора тонкими проводами непосредственно к выводам микроконтроллера, уже установленного на плату. Схема подключения показана на рис. 5. Тип разъёма ХР1 — PLD-6.

Необходимо выбрать способ питания микроконтроллера во время программирования. Можно питать его от программатора через разъём ХР1, если программатор это позволяет. А можно, не соединяя контакт 2 разъема ХР1 с выводом 8 микроконтроллера, запитать последний через кабель питания паяльника. Прежде всего, необходимо запрограммировать конфигурацию микроконтроллера в соответствии с таблицей.

Далее коды из файла ZD_20U_9.hex загрузите в программную память микроконтроллера. Его EEPROM в рассматриваемом устройстве не используется, и её программировать не нужно. Если загрузка кодов прошла без проблем, провода программирования можно отпаять от микроконтроллера, предварительно выключив питание.

Соедините разъём XS1 паяльника с USB-разъёмом компьютера (пока нагреватель не подключён, потребляемый ток будет оставаться в допустимых для компьютера пределах) или с пятивольтным сетевым адаптером с выходным USB-разъёмом. В течение 15 с после этого осциллограф или мультиметр будет показывать полное напряжение питания. Оно требуется, чтобы форсировано разогреть нагреватель до рабочей температуры.

При этом светодиод светит непрерывно. Далее устройство перейдёт в режим половинной мощности. Светодиод станет мигать (вспышки и паузы по 1 с). На экране осциллографа будут видны прямоугольные импульсы с коэффициентом заполнения 0.5, следующие с частотой 1 кГц. Мультиметр покажет половину напряжения питания.

Приблизительно через 30 с устройство должно автоматически перейти в режим минимальной мощности (четверть максимальной) Светодиод станет вспыхивать каждые 2 с на 0.2 с. На экране осциллографа появятся импульсы с коэффициентом заполнения 0,25, следующие с частотой 1 кГц, а мульти-метр покажет четверть напряжения питания. Если печатную плату встряхнуть, на заменяющем нагреватель резисторе на короткое время должно появиться полное напряжение форсированного разогрева, затем устройство перейдёт в режим половинной мощности.

Если однократно нажать на кнопку SB1. включится форсированный разогрев. затем будет установлен режим трёх четвертей максимальной мощности. Светодиод будет светиться с повторяющимися через каждые 2 с паузами длительностью около 0.2 с. Коэффициент заполнения импульсов на экране осциллографа будет 0.75, а мультиметр покажет три четверти напряжения питания.

Нажатиями на кнопку SB1 проверьте переключение устройства на минимальную мощность из всех режимов. Здесь нужно отметить, что после автоматического перехода в режим минимальной мощности кнопка SB1 перестанет действовать. Необходимо выйти из него встряхиванием печатной платы и только потом переключиться на нужный режим.

На этом проверку можно завершить и отпаять от платы резистор, заменявший нагреватель. Провод от корпуса нагревателя рекомендуется припаять к плюсовому выводу конденсатора СЗ. Провод, идущий от изолированного от корпуса вывода нагревателя, припаяйте к контактной площадке, соединенной со стоком транзистора VT1.

Из корпуса удалите полностью штырь, на который была надета прижимавшая шарик пружина. Установите плату и кнопку SB1 в нижней половине корпуса. В его верхней половине несколько укоротите канал, в котором находился шарик. Теперь через него будет выходить наружу толкатель кнопки.

Канал укоротите кусачками так, чтобы между половинами корпуса не было зазора, но кнопка прочно держалась в канале. Завинтите саморезы и установите кольцо на свое место. Для питания паяльника удобно использовать сетевой адаптер на 5В с выходным USB-разъёмом и допустимым током нагрузки не менее 2 А.

Ссылка на покупку — $5.30

Представлять этот интересный инструмент, думаю, смысла нет. Неоднократно описывался здесь в обзорах.
Получен сегодня от почты Монголии :) очень быстро. Опробован. Полностью подтвердились определённые достоинства и недостатки изделия.

Главное достоинство — это быстрый, почти моментальный нагрев. И это достоинство тут-же оборачивается недостатком — без достаточного отвода тепла в процессе пайки паяльник жутко перегревается.

Контроль за поддержанием температуры как бы предусмотрен включением нагрева при касании сенсора на корпусе.
Также, если паяльник оставить в покое, то таймер обеспечит отключение через ( в моём экземпляре) 45 сек. примерно.
Что мы наблюдаем на практике:
— сенсор (опять же, в моём экземпляре, по крайней мере) жутко чувствительный. Срабатывает не то, что на касание, а на поднесение руки к паяльнику на 10-15 см. Т.е. паяльник выключится только если его полностью оставить в покое и убрать руки
— ввиду очень быстрого нагрева жала, задержка выключения паяльника

45сек. очень(!) велика. За такой период он гарантированно перегревается.
Не знаю, насколько описанные параметры автоматики питания паяльника характерны для изделий в целом, но факт проблем с перегревом упомянут и в других обзорах.

Исходя из сказанного, желательно:
— уменьшить чувствительность сенсора паяльника до уровня реакции на непосредственное касание пальцем
— уменьшить задержку таймера после освобождения сенсора для исключения неконтролируемого перегрева жала.

— уменьшение чувствительности сенсора:
подпаиваем конденсатор между контактом сенсора и землёй. Равноценно можно использовать и шину питания, что предпочтительнее для удобства пайки. Я использовал ёмкость 2.2nF для исключения наводок и уверенного срабатывания от пальца
— уменьшение задержки: уменьшаем номинал времязадающего SMD-резистора в обвязке таймера NE555. Установлен номинал 200к, параллельно которому (просто для удобства) нахлобучил 47к

В итоге выглядит так:

Работа с паяльником становится удобной. Можно контролировать нагрев по мере использования, не допуская холостого перегрева. Что, кстати, продлит срок службы нагревателя.

Читайте также: