SMD-Lötstation für wenig Geld

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Februar 17, 2017 by linguasite

Vor einiger Zeit habe ich einen Bauvorschlag für eine Micro-Lötstation mit Weller-Aktivspitzen vorgestellt (Typ RT für WRMS-Stationen). Die Lötspitze ist für etwa 40 Euro zu haben und es gibt sie in verschiedenen Ausführungen von ultraspitz (0,1 mm) bis zur Meißelform mit 1,5 mm Breite.

Was diese Lötspitze so speziell macht, ist der Aufbau mit integriertem Heizelement einschließlich Temperaturfühler sowie die geringe Masse, was sie dank der 50 Watt Leistung sehr schnell aufheizen lässt. Am Ende befindet sich ein gewöhnlicher 3,5mm-Klinkenstecker mit drei Kontakten, an denen Masse, 12V und Messfühler angeschlossen sind. Im Prinzip lässt sich ein einfaches Klinke-Verlängerungskabel aufstecken und schon hat man einen fertigen Lötkolben in der Hand.

Diese Konstruktion fand ich nicht besonders ergonomisch, deshalb habe ich mir aus einer Cinch-Kupplung und etwas Karbon-Rohr einen gut ausbalancierten und trotzdem leichten Griff gebaut. Das Silikon-Kabel ist 5mm dünn und sehr flexibel. Allerdings habe ich keine Bezugsquelle für das Kabel alleine gefunden und deshalb einen PT100-Temperatursensor mit ausreichender Kabellänge gekauft und in zwei Teile gestückelt, um den Sensor anderweitig verwenden zu können.

griff

Aufbau des Lötspitzenhalters:

Für die Schaltung der Lötstation gibt es inzwischen mehrere Vorschläge, etwa aus dem Amateurfunkmagazin oder in der Heise-Publikation „Make:“. Mein Plan war ursprünglich, eine Luxus-Version mit OLED und allen möglichen Extrafunktionen zu bauen und außerdem noch eine Spannungsversorgung für meinen guten alten Weller WTCP einzubauen. Wie so viele Projekte im letzten Jahr musste die Idee aber anderen Prioritäten weichen. Jetzt brauchte ich allerdings den neuen Lötkolben möglichst schnell, also habe ich eine extra einfache Schnellversion gebaut, die sich mit Bauteilen aus meinem Vorrat realisieren ließ.

Den Anfang hat ein Leistungsschalter von Pollin gemacht: Der BTS432E2 ist ein High-Side-Switch (Datenblatt), der sich direkt mit einem TTL-Signal ansteuern lässt und keine weitere Beschaltung benötigt. Die Leistung ist zwar reichlich überdimensioniert, aber dafür bleibt er vollständig kalt.

bts432e2

Die Steuerung übernimmt ein Wattduino-Board, das im Prinzip Baugleich mit dem Arduino pro mini ist, also auf einem ATmega328P basiert.

In der Lötspitze ist ein K-Type-Temperatursensor verbaut, der eine Spannung von bis zu ca. 7mV liefert. Diese Spannung lässt sich allerdings nur messen, wenn das Heizelement abgeschaltet ist, da dort sonst ein Teil der Heizspannung anliegt. Für die Verstärkung dieses Signals lässt sich im Prinzip jeder einfache OP verwenden. Vorteilhaft ist Single-Supply-Fähigkeit und eine möglichst große Ausgangsspannung. Rail-to-Rail-Typen sind ideal, hatte ich aber gerade nicht vorrätig. Mein Dual-OP TLC272ACP liefert bei Maximaltemperatur (400°C) ca. 3,5V am Ausgang, was auch völlig ausreicht. So lässt sich zwar nicht die volle A/D-Auflösung des ATmega nutzen, aber die Genauigkeit ist groß genug für diesen Zweck. Der Widerstand R4 im Schaltplan dient übrigens dazu, bei unterbrochener Verbindung zum K-Element die Sensorspannung hochzuziehen, damit der Controller abregelt und die Spitze nicht überhitzt wird.

Weitere aktive Bauelemente, von einem Spannungsregler abgesehen, sind nicht notwendig. Der ATmega misst alle 100 Millisekunden die Temperatur und entscheidet dann, wie lange das Heizelement bis zur nächsten Messung eingeschaltet bleibt. Das lässt sich am zuverlässigsten mit einer PID-Regelung bewerkstelligen. Dafür gibt es eine leicht zu verwendende Arduino-Bibliothek, die sich sehr fein justieren lässt. Ein Lötspitzen-Thermometer ist hilfreich, um die ersten Einstellungen vorzunehmen.

schaltplan_exp

Zur Einstellung der Soll-Temperatur verwende ich einen Quadratur-Encoder und eine entsprechende Bibliothek zur Verarbeitung der Drehimpulse. Im Prinzip lässt sich mit diesem Aufbau die Lötstation vollständig umsetzen. Zusätzliche Komfort-Elemente wären noch eine LED zur Anzeige der Heizphase, ein Display für Soll- und Ist-Temperatur und eventuell noch Taster für Presets.

Die Leistungsversorgung übernimmt bei mir ein altes Notebook-Netzteil mit 12V und 4A. Ein paar Extras habe ich noch eingebaut. Mehr dazu sowie Details zu Programmierung, Platine, Halterung und Gehäuse zeige ich in einem folgenden Artikel. Außerdem erzähle ich dann, wie ich eine Standby-Funktion konstriert habe, die kein Kabel zur Halterung benötigt.

soldasmart-komplett

Teil 2: https://plaintron.wordpress.com/2017/02/25/smd-loetstation-teil-2/

Teil 3: https://plaintron.wordpress.com/2017/03/08/smd-loetstation-teil-3/


10 comments »

  1. […] geht es mit dem zweiten Teil meiner Projektbeschreibung. Inzwischen ist die Lötstation seit zwei Wochen im Einsatz und hat sich bestens bewährt. Der […]

  2. […] Update 2017: Inzwischen habe ich selbst eine einfache Version dieser SMD-Lötstation gebaut. Mein Baubericht in drei Teilen beginnt hier: https://plaintron.wordpress.com/2017/02/17/smd-loetstation-fuer-wenig-geld/ […]

  3. […] erwähnte Strippenhalter angebracht. Auf der rechten Seite ist mein alter Weller WTCP und die neue SMD-Lötstation mit RT-Spitze zu […]

  4. plaintron sagt:

    Was mich wundert: Dieser Artikel wird sehr oft gelesen und auch der Schaltplan heruntergeladen. Aber bisher hat niemand bemerkt, dass eine wichtige Verbindung fehlt. Dann muss ich den Plan ja auch nicht korrigieren 😀

  5. Lars sagt:

    Also ich würde die Station jetzt in den nächsten 7-10 Tagen gerne nachbauen. Hattest du den Schaltplan jetzt korrigiert oder laufe ich in eine Falle? 😉

  6. Hannes Dinges sagt:

    Kannst du noch ein bisschen auf den Griffel eingehen wie du den gebaut hast?
    z.B. mal in seine einzelteile zerlegen?

    Wie bekommst du denn Cinch der 2 polig ist und den 3 poligen klinke zusammen?

    Über details der Einzelteile würde ich mich freuen

    • plaintron sagt:

      Hi Hannes,

      die Cinchkupplung hat keine elektrische Funktion, sie dient nur als Knickschutz und Zugentlastung für das Kabel. Die einzelnen Litzen habe ich einfach durch das Innenloch der Kupplung durchgeführt. Der Reed-Kontakt sitzt auch in der Griffhülse der Cinchkupplung zwischen Messleitung und Masse.

      Oben im Artikel habe ich eine Skizze eingefügt.

  7. Hannes Dinges sagt:

    Danke für einfügen der Skizze und der Erläuterung.

    Eines bleibt noch und ja ich weiss dass ist eigentlich wurst… aber du hast in der Skizze Chinch geschrieben… Es heisst aber Cinch 😉

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