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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.

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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