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Löt-handtasche für den Außeneinsatz

Immer wenn man etwas löten möchte, und kann es nicht einfach zum Lötplatz bringen, geht das generve los. Man muss das ganze Zubehör zusammensammeln, trägt das wohin, und dann fehlt es doch an irgendwas, was man vergessen hat, das Licht taugt nicht, es gibt nur grobes Werkzeug…

Deshalb wollte ich mir ein Set zusammenstellen für den Einsatz abseits des Lötplatzes.

Daher kurz überlegt, was man am nötigsten braucht.
*den Lötkolben, Temperaturgeregelt.
*Lötzinn und Flussmittel und Abstreifer
*Entlötlitze
*Elektronik-knips
*Spitzzange
*amtliches elektrisches Licht

Für den Komfort noch ein kleiner Lüfter, der einem den Lötrauch davonbläst, damit man das nicht im Gesicht hat.
Und Akkubetrieb.

Für den Akku soll ein 18V Werkzeugakku herhalten, Lidl hat da das günstigste was man kaufen kann, und wo die Akkus einen guten Ruf haben.
Für den Akkusockel kann ich praktischerweise bereits auf eine 3D-Konstruktion zurückgreifen und drucke diese noch mal aus.

Ein paar Schalter sind vorrätig, auch einen 50er Lüfter gibt der Bauteilevorrat noch her. Mit etwas Hirnschmalz komme ich auf die Idee, wie ich das mit dem Licht mache: Ein bewegliches Kühlmittelrohr wird mit einem G4/MR16 Lampensockel verheiratet, und ergibt zusammen mit einer 12V LED-Lampe eine in alle Richtungen verstellbare Beleuchtung. Als Lötkolbenhalter kann eine wieder eine Rohrniete aus einer Einweg-Kabeltrommel dienen.

Drumherum braucht es noch etwas Struktur.
Ein Holzrahmen als Träger wird aus einem übriggebliebenen Stück 10er Sperrholz und einem Stück Kabeltrommel zusammengeschraubt.
Akkulötstation

Mit dem Zwischenstand geht es ins Labor, denn wenn man das amtlich machen will, darf ein Tiefentladeschutz für den Lithium-Akku nicht fehlen, und eine Anzeige die zum Nachladen auffordert ist auch ganz hübsch.
Im Bild ist das Gehäuse für die Schalter und die Befestigung der Lampe bereits erledigt, aber noch nichts angeschlossen. In die Öffnung ganz rechts soll die Akkuanzeige mit 3 Leds.

Der Lötkolben besteht aus einem Handgriff für T12 Lötspitzen mit integrierter Elektronik.

Akkulötstation

Als Einzelstück habe ich die Elektronik nur auf Lochraster aufgebaut, und Bauteile bunt gemischt in allen Bauformen, je nachdem was der Vorrat so hergegeben hat. Für die Überwachung der Akkuspannung habe ich mir den ICL7665, der hat invertierte Schaltausgänge um sich eine Hysterese in die Schaltschwelle zu basteln, und braucht sehr sehr wenig Strom. Hält aber leider die 20V vom Akku nicht aus, deshalb ist noch ein LM2936 Längsregler vorgeschaltet, der ebenfalls einen sehr kleinen Ruhestrom besitzt. Größte Verbraucher in dieser Schaltung werden also die Status-LEDs sein.

Akkulötstation

Die Akkuüberwachung geht an, sobald ein schalter „am Pluspol“ betätigt wird, und schaltet dann über den Mosfet noch den Minuspol vom Akku zu, wenn die Akkuspannung ausreichend ist.
Die beiden winzigen grünen Platinchen sind DC/DC-Wandler auf 12V für LED-Licht und Lüfter.

Akkulötstation

Für den Lötkolben habe ich mir einen ausschwenkbaren Halter ausgedacht, im CAD konstruiert und mit dem 3D-Drucker hergestellt. In diesen wird ein Stück der Rohrniete eingeschoben als wärmebeständige Lotkolbenablage. Ein kleiner Neodym-Magnet hält ihn im hochgeklappten Zustand oben fest.
Der Lüfter soll mit einem Kugelgelenk frei schwenkbar werden.

Nach längerer Pause von diesem Projekt ging es jetzt doch langsam zum Abschluss über, zur Vervollständigung habe ich noch ein kleines billiges Digitalmultimeter dazugelegt, und angefangen das Zubehör mit allerlei Haltern am Holzgerüst zu befestigen.

Akkulötstation

Jetzt fehlen also nur noch die kleine Zangen, die ich dabei haben wollte.
Der 3D-Drucker liefert einen passenden Werkzeughalter, von ebay gibts das billigste Set an feinmechanischen Zangen. Die waren sogar erstaunlich brauchbar, nur eine hatte zu Anfangs noch etwas geklemmt. Den kleinen Saitenschneider habe ich nachgeschliffen, der schneidet nun auch dünne Litzen.

Akkulötstation

Damit hat das im Spätsommer begonnene Projekt nun auch dieses Jahr noch einen Abschluss gefunden.

SMD-Lötstation zur Wiedervorlage

Leider war die SMD-Lötstation nicht lange im Einsatz, da brannte mir die Lötspitze mit leuchtend gelben Glühen ab.

Es war ein Kabelbruch in der Thermoelementeleitung. Problematisch war die Schaltungsauslegung, da bei Unterbrechung der Sensorleitung der Meßverstärkereingang nach Masse gezogen wird, was für den PWM-Regler bedeutet die Lötspitze ist kalt. Deshalb dreht er die Heizung ordentlich auf.

Dagegen hilft ein Widerstand von 700k~1M zwischen dem Sensorleitungspin der Lötkolbenbuchse und +5V. Am OPV-IC hat man beides beieinander. Damit wird bei Unterbrechung der Sensorleitung der 10bit-ADC-Meßwert hochgezogen nach 1023.

Von Version 1.3B nach 1.4 hat Martin Kumm einen 100k Widerstand nachgerüstet, allerdings wird die schwebende Sensorleitung damit nach Masse gezogen statt nach +5V, also nach „kalt“, wodurch die Lötspitze jetzt nicht mehr zufällig, sondern definiert zum abbrennen gebracht wird. Zusammen gibt das einen schönen Spannungsteiler der etwa ein halbes Volt ergibt, weshalb ich den 100k Widerstand beibehalten habe.

Nun hat sich herausgestellt, das mit einer neuen Lötspitze bei der Einstellung von 200°C das (bleihaltige) Lötzinn noch nicht schmelzen will. Eine Kontrolle mit einem Thermoelement ergab, das hier auch noch 40 grad zur Anzeigetemperatur fehlen.

Wie kalibriert man das eigentlich? Es ist eine offset/gain einstellung in der Firmware vorhanden. Ich habe erstmal den Offset auf -15 Grad umgestellt und keine Änderung bemerkt. In der Größenordnung von 40 Grad schließe ich jetzt mal einen Meßfehler als Ursache aus. Es hat sich gezeigt, das die #defines zwei mal vorhanden sind, und man den zweiten Parametersatz zum Justieren benutzen muss.

Dann kam ich drauf, das die Anzeige ohne Lötkolben etwa 380 Grad anzeigt. Nach Anlegen einer neuen globalen Integer Variable „adcDebug“ und Ausgabe dieser mit den seriellen Diagnosedaten musste ich leider feststellen, das der ADC in meinem Aufbau bei dieser Temperatur bereits am oberen Anschlag ist. Das heißt, sollte ich jemals eine Zieltemperatur über 380 Grad einstellen, meint die Regelung es ist noch zu kalt und gibt der Lötspitze ordentlich Strom.

So wird das nix, denn 40 Watt in dieser kleinen Stricknadel, da gibt das wieder dieses gelbe Glühen und dann stirbt das Thermoelement in der Spitze und die 40 Euro sind kaputt.

Eine Änderung der Vorverstärkung am Meßverstärker-OPV ist nötig. Der Meßverstärker läuft mit 680facher Verstärkung, und nachher wird per Software der ADC-Wert mit ~ 0,4 multipliziert und dann das Meßergebnis auf ganze Grad C gerundet.

Da kann man ganz ohne Not den 68k Widerstand gegen einen 33k austauschen und damit die Gegenkopplung des OPV erhöhen bzw. die Verstärkung etwas reduzieren. Danach habe ich den Offset zurück auf 25 (Referenztemperatur Thermoelemente) genommen und mit dem Multiplikator die Lötspitzentemperatur einjustiert. Nachher kam ich auf 0.65 (ADC_T0_TEMP_GAIN).

Damit reicht der Meßbereich jetzt bis 690 Grad und die Maximaltemperatur für die Lötspitze kann auch auf 450 grad hoch (wer weiß wozu mal es mal braucht).

Zumindest ist das Ding jetzt soweit Betriebssicher, eine neue teure Weller-Lötspitze hab ich auch, aber leider aus dem schlechten Gedächtnis raus eine zu große Spitze gekauft. Die RT3 war schön zum SMD-Löten, die RT4 ist doch zu groß.

Jetzt bleibts aber so, denn für das was eine Weller-lötspitze kostet baue ich lieber noch eine Lötstation mit „Hakko T12“ Lötspitze und chinesischen „Mini-STC“ Steuerung. Von den T12 Lötspitzen habe ich inzwischen ein paar verschiedene da von „dünn bis dick“.

Lediglich die Handhabung ist bei den kleinen leichten kürzeren Weller Spitzen noch etwas besser, da man damit mehr Gefühl beim arbeiten an solchem winzigen Fisselkram hat.

Weiterführende Informationen zur „china-hakko-T12-lötstation“

Wer einen Defekt in der Analog-Elektronik hat oder sich aus anderen Gründen für die Schaltung der Lötstation interessiert, der findet hier den Schaltplan:

http://ixbt.photo/?id=photo:1123131

Bei meinen Platinen war der Chip unbeschriftet oder abgeschliffen, ich habe jedoch herausgefunden das es sich um den STC 15F204EA Mikrocontroller handelt. Das ist ein 8051 kombatibles System on Chip.

Eine kleine Auflösung um das Rätselraten über die Bedeutung der Punkte auf der 7Segment-Anzeige liefert ein Angebot auf Aliexpress:
Mini STC soldering station display dots

Ein mehrsekündiges Drücken auf den Taster im Drehencoder öffnet außerdem ein zusätzliches Einstellungsmenü.

Eine Übersicht welche Lötspitzen es in der T12 Bauform gibt findet sich auch noch:
T12 Loetspitzen

Dabei muss man natürlich immer im Hinterkopf behalten, das die besonders schlanken Spitzen wie die J02 oder I, ILS oder BC1 durch den kleinen Querschnitt zwischen Heizelement und Spitze eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen und somit problematisch sein können beim Anlöten von Bauteilen die ein Pad an einer Massefläche haben.

Noch ein Nachtrag:
Die 3d-Konstruktion und die Oberflächenmodelle habe ich noch hochgeladen:
china-hakko-t12-gehaeuse.zip [1MB]
Die 3D Dateien stehen unter der cc-by-sa Lizenz.

Ich habe folgende zusätzlich zum Kit von ebay noch folgende Teile von Reichelt Elektronik verwendet:

Trafo art nr. EI66/23 118
KAZU 5R2 Kabelzugentlastung
Brückengleichrichter FBU4G
2x1000uF Siebelko 35V
Eurostecker-anschlusskabel
Wippschalter 1polig aus z.b. reichelt WIPPE 1801.6102

china-hakko-T12-lötstation

Nach der Lötstation mit den teuren Weller-Heiz/Lötspitzen habe ich nun noch einmal etwas neues probiert.

china-hakko t12 loetstation

Man kennt ja die chinesischen Hakko-T912 Lötspitzen clone, sowie die dazugehörigen Lötspitzen, die außerordentlich billig sind. (Dauerlötspitzen um 1 Euro).

Leider haben die chinesischen Kopien einen gravierenden Nachteil, und das sind die Fertigungstoleranzen. Weil die größer als beim Japanischen Original sind, hat man einfach aus der Passung von Keramikheizelement und Lötspitze eine Wurfpassung gemacht.

Sehr schön zu sehen in diesem Video aus Australien: EEVblog #596

Das macht natürlich alles nicht viel Sinn, doch es gibt ja noch Alternativen: Die Chinesen bauen auch die Hakko-T12 Lötspitzen nach, und diese haben das Heizelement in der Lötspitze integriert. Hier sollte also kein solcher Luftspalt zwischen Heizung und Düse sein.

Ich habe mir für 16 Euro ein Set mit „digital“ Controller bei ebay aus china bestellt und zusammengebaut. Bei 20V ist die Heizleistung etwa 35..40W. Im vergleich zu meiner alten Elv LS-50 Lötstation lötet dieses chinesische Set ziemlich gut.
Es ist richtiges Silikonkabel dabei, der Griff ist handlich, wenn auch nicht so fein wie bei der Ersa iCon.

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SMD-Lötstation- Zusammenbau

Ist  nun die Elektronik einsatzbereit, und die gedruckten Gehäuseteile fertig, dann kann alles zusammengesetzt werden.

Als erstes als kleinen Trick auf der Netzteilplatine M3-Schrauben von unten durchfädeln und Muttern aufdrehen, und diese dann mit Heißkleber befestigen.

Muttern einkleben

An die hinteren beiden Muttern kommt man nachher definitiv nicht mehr dran, und die vorderen beiden machen bestimmt auch keinen Spaß beim auffädeln im Gehäuse.

Dann von hinten das Netzkabel durch die Gehäuserückwand stecken und anklemmen, und die Schleife über den Kippschalter an der Front einlöten.

Steuerung und Frontplatte

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SMD-Lötstation Leiterplatten (KiCAD Projekt)

Zur SMD-Lötstation habe ich eigene Leiterplatten erstellt, da das originale Projekt von Martin Kumm leider wegen der zweiseitigen Leiterplatte nicht so nachbaufreundlich war.
Meine Leiterplatte ist einseitig und benötigt nur 5 Lötbrücken. Sie kann also leicht „mit Boardmitteln“ hergestellt werden.

Die Leiterplatte enthält einen Fehler den ich bisher nicht beseitigt habe: Das Footprint des Arduino ist auf einer Seite um 1/10 Zoll (also eine Lochrastereinheit) zu weit nach außen versetzt. Ich habe das Problem bei meinem Aufbau durch Einlöten von kleinen flexiblen Leitungen aus Flachbandkabel umgangen, da es mir für das Einzelstück zu viel Arbeit war, nochmal die bereits fertig geätzte und gebohrte Platine neu herzustellen.
Wer Langeweile hat, dem ist es freilich freigestellt vor der Herstellung das Layout entsprechend zu korrigieren. Ich liefere die Libary mit dem vergurkten Arduino-Footprint zum ändern mit. (-> eigene)
(Der versatz kam durch anlegen des Bauteils im Metrischen Raster und totaler Verschiebung der Lötpads nach wieder öffnen im Imperialen Raster. Beim wieder Zurechtschieben der Pads in zöllische 1/10 Raster habe ich mich um 1/10 Zoll versehen.)

Zum Download des KiCad Projektes hier klicken: Kicad_SMD_Loetstation.rar [105 KB]

Noch ein Hinweis: auf der rechten Seite sind nebeneinander zwei Durchkontaktierungen mit winziger Brücke. Nicht einlöten. Erzeugt eine Masseschleife. Kann man aber als reserve Einlöten wenn unten am Rand die Leiterbahn nicht richig geworden ist, und an den Tastern kein richtiges Massepotential anliegt.
Im Leiterplattenlayout angezeigte Luftlinien zu den Taster-Lötpads auf der linken Seite der Taster können ignoriert werden, da diese Beinchen elektrisch parallelgeschaltet sind mit dem rechtsseitigen Anschluß, der mit einer Leiterbahn angeschlossen ist.

Nachtrag:

Verwendeter optokoppler (bei mir, müsster aber pinkompatibel sein):
TS912.
P-Kanal Mosfet wie im originalschaltplan.
7-Segment-Anzeigen: http://www.reichelt.de/SC-56-11-GN/3/in … av_tabdata
-> gemeinsame KATHODE
Schalter in der Frontplatte Links: http://www.reichelt.de/WIPPE-1831-3312/ … +1831.3312
Kabeleinführung mit Zugentlastung hinten: http://www.reichelt.de/KAZU-42/3/index. … entlastung
Gummifüße unten: http://www.reichelt.de/GF-2/3/index.htm … SEARCH=GF2
-> An die Befestigungsschrauben vom Trafo machen, sonst bekommt das Gehäuse keine Luft durch die Luftöffnungen!
Lötkolbenanschluß: http://www.reichelt.de/Mikrofonverbinde … rtnr=B+605
ist 5-polig, ich dachte mir 2 Kontakte parallel für den Strom und einer für das Thermoelement (bei mir 1+2 +12V, 3=Sensor 4+5 Masse)
Passender Stecker: M 605

Die Taster.. sind billige 6x6mm Kurzhubtaster mit langem Betätigungselement. Ich hab welche bestellt, die falschen geschickt bekommen, und dann andere aus meinem eigenen Bestand genommen und den Taster 1mm abgesägt. Ist jetzt 7,8mm ab Oberkante Taster.
-> Taster 9305

Das Gehäuse passt genau unter einen Lötkolbenablageständer von Reichelt.
http://www.reichelt.de/Loetkolbenhalter … TER+ZD-10S

Der sieht bei mir so aus:
Lötkolbenablage

SMD-Lötstation – Gehäuse im 3D-Druck

Passend zu meiner Variante der SMD-Lötstation habe ich ein Gehäuse entworfen.

Nach einigem Gebastel im FreeCAD wurden 3 Gehäuseteile fertig.

Ein Gehäuse mit Montagenocken für den Netzteil und Frontplatte, und geneigter Front.
Aussparungen für die Luftzirkulation und die rückseitige Netzkabeleinführung gehören natürlich dazu.

Gehäuse

Passend zu dem Abmessungen des Gehäusekörpers eine Frontplatte mit allen benötigten Ausschnitten und Leiterplattenhaltern für die Steuerelektronik.

Frontplatte

Dazu ein Tastenfeld für die Temperatur und StandBy-Funktion.

Tasten

Und zuletzt, weil ja am Ende doch wieder nicht alles zusammen passt:
Ein Adapterring, damit es doch irgendwie zusammen geht:

Gehäuseadapter

Und zuletzt: Ein Handgriff für den Mini-Lötkolben:

Kolbengriff

Wer das alles nachbauen möchte, kann hier die Konstruktionsdateien und die STL-Dateien im Rar-Archiv (0,5Mbyte) herunterladen.

Weitere Details in der Fortsetzung zum Zusammenbau.

SMD-Lötstation mit Weller-Lötspitze (mit eingebautem Heizelement)

Ich wurde auf ein Projekt von Martin Kumm aufmerksam: Die SMD-Lötstation.
Vielen Dank hier ersteinmal für das Veröffentlichen dieser Arbeit.

Da ich nun mehrere Sachen mit SMD-Bauteilen am basteln bin, entstand natürlich der Wunsch nach einem passenden Lötwerkzeug auf Augenhöhe mit dem Stand der Technik.

Der Schaltungsentwurf wurde bereits von Einigen erfolgreich nachgebaut, wie man in den einschlägigen Foren lesen kann, so sollte das doch auch mir möglich sein. Der Platinenentwurf ist leider für zweiseitige Leiterplatten, so daß der gemeine Hobbyist die Platine schwerlich selbst herstellen kann. Deshalb habe ich eine neue Platine entworfen.

SMD-Lötstation Leiterplatte

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