Regelung für billige Heißluft-Station
Bis vor geraumer Zeit musste ich Bauteile in QFN oder ähnlichen Lötkolben unfreundlichen Gehäusen mit einem 08/15 Baumarkt-Heißluftföhn fest braten – es funktioniert, kein zweifel! Aber sonderlich schonend ist es nicht, und viel zu oft wurden die ICs einfach weg gepustet.
Okay, die richtigen Rework-stations mit denen man mal eben schnell ne GPU oder ähnliches tauschen kann und dabei noch die Reflow-Kurve einhält sind unbezahlbar... Also musste etwas günstiges her.
Entschieden habe ich mich für eine Aoyue 8208, eine günstige China-Heißluft-Lötstation mit Turbinengebläse.
Meine Erwartung: Eine günstig aufgebaute, aber trotzdem brauchbare Heißluft-Lötstation. Die Wirklichkeit: Ein Phasenanschnittdimmer fürs Heizelement, ein Linearregler an kleinem Trafo für den Motor. Lufttemperatur – ungeregelt. Inferno-Mode integriert: Bei minimaler Luftmenge und maximaler Temperatur (Vorsicht, Weißglut!) erhält man ein mehr oder weniger kontrolliertes Abfackeln.
Immerhin: Das Heizelement ist elektrisch vom Metallgehäuse isoliert, letzteres sogar geerdet! WOW! Auch nach längerem Gebrauch konnte ich keinerlei Schmelzspuren im inneren finden, wie oft bei billigen China-Heißluft-Lötstationen – geradezu vorbildlich für eben solche!
Die Zuleitungsdrähte zum Heizelement sind zwar etwas dünn, 300W bei Netzspannung sollten allerdings kein Problem sein. Immerhin ist die Außenhülle aus Silikon, wenn´s schon die Drähte an sich nicht sind...
Abgesehen von den oben aufgezählten Mängeln erhält man ein Solides Metallgehäuse und einen Plastikgriff, der viel robuster ist, als er wirkt und somit eine durchaus brauchbare Grundlage, zum Bau einer vernünftigen Heißluft-Lötstation.
Hier die Fertig modifizierte Station mit nach erfolgreichem Vermessen provisorisch aufgebrachter Temperaturskala (Bleistift FTW):
Um mit diesem Gerät ordentlich zu Löten, musste also eine andere Steuerung her. Eine Steuerung, welche die Lufttemperatur entsprechend eines eingestellten wertes regelt, unabhängig von Außentemperatur und Luftstrom.
Hierzu muss die Lufttemperatur natürlich gemessen werden. Das Heizelement eignet sich hierzu nicht, da sich der Widerstand über den Betriebstemperaturbereich hinweg nicht nennenswert ändert. Es empfiehlt sich die Verwendung eines Thermoelements, welches z.B. billig bei Ebay zu erwerben ist.
Die Zuleitungen des von mir verwendeten Thermoelements sind durch einen Glasgewebeschlauch elektrisch isoliert. Besser wären dünne Keramikröhren gewesen da Hitzefester – Falls jemand eine Bezugsquelle kennt, bitte melden ;) - aber es geht auch so. Das Thermoelement wird einfach Neben der Heizwicklung im inneren der Metallröhre bis kurz vor das Auslassgitter geschoben und zusammen mit den Versorgungsdrähtenzung am Gebläse vorbei in den Griff geführt. Im Normalbetrieb bietet das Glasgewebe genügend Schutz vor ungewolltem Kontakt der Messleitungen mit der Heizung. Alternativ kann man den Sensor auch außerhalb der Düse entlang führen, was jedoch bei der Verwendung von zusätzlichen Aufsätzen problematisch wird.
Hier ein Bild des zerlegten Griffstücks:
Da sich die Leitungen meines Thermoelements nicht löten ließen, habe ich sie mit einer Lüsterklemme an die nächstbeste zweiadrige Kupferleitung geschraubt, mit der ich die Messspannung zur Regelung führe. Ein geeignetes Kabel mit ausreichend vielen Adern ließ sich auf die Schnelle nun mal nicht auftreiben.
Kommen wir nun zur Regelung: Die Regelung für den Luftstrom habe ich einfach von der Originalplatine übernommen. Die Linearreglung heizt zwar ganz ordentlich, produziert dafür keinerlei Störstrahlung oder sonstiges. (Zudem reduziert das recyceln der Originalbauteilen die Kosten für die Regelung)
Die Temperaturregelung ist da schon etwas Komplexer: Man nehme z.B. einen OP07CN um das Messignal entsprechend zu Verstärken, einen halben LM358 + großen Kondensator zum kompensieren der Trägheit von Heizelement und Thermoelement, sowie einen zweiten halben LM358 um das Signal mit einem Sollwert zu vergleichen und einen MOC3031 oder vergleichbar zu steuern. In reihe hierzu kann man noch eine „Heizt“- LED hängen. Alles was noch fehlt ist ein Triac und zwei Widerstände. Idealer weise findet man einen geeigneten Triac auf der Originalplatine der Lötstation.
Im fertig eingebauten Zustand sieht das ganze dann so aus:
Ich habe der Einfachheit halber auch die Steckverbinder von der Originalplatine übernommen. Die selbst gebaute Regelung passt zu den Original-Haltestiften. Der kleine Printtrafo ist nötig, da sich aus dem verbauten Trafo keine negative Versorgungsspannung holen lässt.
Ein wichtiger Hinweis an dieser Stelle: Anwerfen der Station bei minimalem Luftstrom sollte man vermeiden, wenn man die Zuleitungen zum Thermoelement mit Glasfasergewebe isoliert hat, da die hierbei auftretenden Temperaturen auch für das Glasgewebe zu hoch sind!
Man sollte, bevor man die ersten Bauteile quält, die Lufttemperatur bei verschiedenen Poti-stellungen mit einem geeigneten Temperaturfühler vermessen, damit man weiß, was man da einstellt. Wie weiter oben zu sehen, habe ich das ganze in 50°C Schritten gemacht. (Bei Gelegenheit wird das Bleistiftgekritzel durch eine bedruckte Klebefolie ersetzt)
Zumindest der Teil der Steuerung, der für die Temperatur verantwortlich ist, lässt sich auf auf Stationen mit Membranpumpen übernehmen. Wer also ebenfalls über eine derartige Lötstaion verfügt, und mit dem "Regelverhalten" nicht zufrieden ist, kann diesen Umbau hier als Anregung nehmen. Falls Fragen auftauchen, scheut euch nicht, eine Mail zu schreiben!
Achja... Ganz wichtig!
WIR ÜBERNEHMEN KEINERLEI HAFTUNG FÜR SCHÄDEN AM GERÄT, SCHÄDEN AM NUTZER ODER SONSTIGEM! ANSCHAFFUNG UND UMBAU EINER SOLCHEN STATION AUF EIGENE GEFAHR!
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