Ferro de soldar alimentado por bateria de lítio construído pelo usuário: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Recentemente, encontrei uma fonte excedente para dicas de soldagem alimentadas por bateria Weller (r) BP1.

A solda eletrônica às vezes requer uma visita de reparo ao local e as ferramentas de campo podem ser um desafio.

Costumo construir minhas próprias ferramentas, descobrindo soluções prontas para o uso muito caras.

Eu tinha um velho Sears queimado? Chave de fenda elétrica para trabalhos domésticos do final dos anos 90

e decidiu destruir esse caso e manter a chave oscilante momentânea bidirecional.

Nenhuma das baterias Ni-Cad que alimentam minhas ferramentas mais antigas sobreviveu além de 10 anos.

Eu tenho uma série de células 18650 2.2AH de íon de lítio recuperadas e

Decidi juntar tudo para construir meu próprio ferro de soldar movido a bateria em uma tarde de domingo.

A imagem mostra um caso mais antigo de uma chave de fenda de 1990 que tinha duas células Ni-Cad, conector de recarga coaxial, interruptor de alternância de duas vias e um bom orifício redondo na ponta da chave de fenda para um Jack fêmea RCA.

O usuário pode criar QUALQUER estojo parecido com uma caneta, e outro post no Instructables.com mostra um projeto semelhante em uma lata ALTOIDS metálica.

Etapa 1: Explicação do circuito

No esquema mostrado, leia da ESQUERDA para a DIREITA.

A recarga USB vem de QUALQUER porta USB para um MINI-B, em um carregador TP4056.

A saída do carregador é conectada ao TANQUE da bateria de lítio. Usei uma bateria de lítio de um laptop Dell, mas qualquer 18650 pode ser usado, embora eu sugira a capacidade de 2 AH como prática.

À direita da bateria está o botão momentâneo para permitir que a corrente flua para o LED branco e a ponta. Esse é o botão que você pressiona para fazer o TIP aquecer.

Entre a bateria, o switch e as conexões RCA ao TIP, usei fios 14AWG (1,6 mm) para lidar com a corrente de até 1,8 Amperes.

No lado direito está minha própria representação da dica Weller BP1 encontrada aqui https://www.weller-toolsus.com/weller-bp1-conical-t…. O LED branco está em 'paralelo' com o TIP.

Usei interconexões ou tomadas e plugues RCA para 'estender' a ponta quente para fora do gabinete conforme ela fica quente. Também gosto de tornar minhas ferramentas "úteis" no campo, de modo que as conexões RCA ajudam na troca de dicas.

Eu * soldados * fios AWG14 (1,6 mm) diretamente na bateria, mas o usuário pode usar o suporte de bateria 1S 18650 se não se sentir confortável com a soldagem direta em um 18650 sem abas. Aviso: as células 18650 podem ser perigosas se houver um curto-circuito acidental: apenas CETs / EET experientes, sdeve soldar diretamente a uma célula; 18650 tipos podem ser obtidos com "abas" de solda nas extremidades.

Etapa 2: construir sequência (sugerido)

(1) Solde os fios AWG14 PRETO para negativo e VERMELHO para positivo de 18650. Não mais do que 30 segundos de cada lado. use pré-umedecimento / estanhagem e é provável que você precise usar solda LEAD tipo 63/37 para esta tarefa. (desculpe RoHS).

Profissionais: usar SAC305 será frágil; Vejo muitos casos em que ferramentas portáteis se desfazem ao longo do tempo com o material de reclamação RoHS livre de chumbo usado nas juntas.

(2) Corte o comprimento e solde RED AWG14 em um lado da chave SPST momentânea.

(3) Corte o comprimento de RED AWG14 do outro lado da chave SPST momentânea para o centro do ponto de conexão RCA TIP.

(4) Corte um comprimento maior de BLACK AWG do negativo da bateria até o ponto de conexão do cilindro RCA.

(5) Solde os fios de bitola menores do LED branco "em paralelo com" pontos de conexão RCA, ANODE para positivo, CATHODE para negativo. (as imagens da polaridade do LED são)

Neste ponto, pressionar o interruptor deve iluminar o LED e você pode testar a DICA com cuidado.

(6) Corte e solde e prenda o par de fios de bitola pequena da BAT + ao positivo da bateria, usando o método de pré-umedecimento / estanhagem, se necessário. Solda prenda a placa BAT-pad TP4056 ao negativo da bateria.

Conecte uma fonte de alimentação USB ao conector USB Mini-B no final do TP4056. Observe o LED vermelho sólido, indicando carregamento. A tensão de corte na bateria deve ser em torno de 4,10 - 4,25 Volts DC. A tensão nominal para um 18650 deve ser 3,6 - 3,7 Volts DC.

A imagem da polaridade do LED é de tonytrains.com.

Etapa 3: Operação

Pressionar a chave momentânea faz com que a corrente flua da bateria 18650 para o Led branco e continue através da ponta de solda BP1 por meio das interconexões RCA. o aquecimento deve ocorrer em 8-10 segundos, de 25ºC até 385+ C. Evito o aquecimento por mais de 30-45 segundos, pois isso é difícil para a célula 18650; Eu gosto de aquecer em intervalos de 30 segundos com cerca de 15-20 segundos no estado desligado. Eu só uso essa ferramenta para tarefas de campo curtas.

Eu tinha percebido que a temperatura externa (baixa no inverno) afetaria a operação. Eu tentei soldar em um automóvel frio -10C e tive que pegar meu gás butano após a 20ª conexão ou assim.

As operações de soldagem devem ser realizadas em ambientes internos em uma sala devidamente ventilada. Os vapores de solda são um perigo conhecido para a saúde; sempre use ventilação para exaurir os vapores. Precauções óbvias para proteção dos olhos e da pele são assumidas por profissionais da área; use proteção para os olhos e a pele durante a soldagem para proteger contra respingos, da mesma forma que faria para a soldagem.

A primeira foto ilustra o conjunto completo da ferramenta de solda.

A segunda foto mostra como reaproveitei uma capa seca de caneta "Sharpie" (r) (c) para cobrir a ponta da minha ferramenta enquanto ela é transportada em meu estojo de ferramentas. Isso é opcional e depende da imaginação do usuário / criador. Lembro-me de minhas experiências com canetas de gás butano, a sensação de queimação enquanto procuro outro item na caixa de ferramentas e a dor duradoura como a explicação para minha necessidade pessoal de uma capa (fictícia).

Etapa 4: Lista de materiais

A lista de materiais inclui

(1) Uma caixa de algum tipo, provavelmente cilíndrica que é confortável como uma caneta

(2) Jack fêmea BP1 Weller Tip RCA afixado a uma extremidade da caixa cilíndrica (acima)

(3) LED branco, talvez o tamanho de 5 mm, T1-3 / 4 (0,2 )

(4) fio de grande diâmetro (1,6 mm, 14AWG) comprimentos curtos de VERMELHO e PRETO (ou Azul e Verde para europeus)

(5) Interruptor Momentâneo, Pólo Único, Lançamento Único, capaz de 2A

(6) Bateria 18650 Li-ION, como os tipos que são recuperados de laptops (são necessárias precauções de manuseio separadas)

(7) Placa de carregamento TP4056, que gerencia o carregamento de 2,5 a 4,2 Volts DC do 18650

Opcional

(8) 18650 "suporte" de célula única

(9) Tampa ou cobertura para TIP durante o transporte de sua ferramenta

Weller (r) vende o BP1 em https://www.weller-toolsus.com/weller-bp1-conical-… por US $ 8 e vejo a parte no ebay

O TP4056 está amplamente disponível nos sites ebay, Amazon e Alibaba.

A troca momentânea pode exigir um pouco mais de esforço para obter a fonte, mas muitos entusiastas devem ser capazes de obtê-la localmente.

Eu mostro um momentâneo C&K tátil apenas porque esses interruptores são solidamente construídos e duram muito tempo.

Eu NÃO recomendaria uma chave SPST de fechamento que trave na posição LIGADA, pois isso pode levar ao desgaste da PONTA.

(Vou experimentar uma dica ao longo de 30 minutos para ver e relatar).

Etapa 5: Detalhes

Os componentes da minha lista estão disponíveis globalmente.

As placas TP4056 são ótimas para carregar apenas uma célula 18650 até 4,2 Volts.

Um 18650 tem mais corrente e capacidade do que três células de zinco ou alcalinas de 1,5 V que foram usadas no projeto original das ferramentas Weller BP6xx.

Uma pequena chave momentânea é necessária para ligar a corrente e, assim, aquecer a ponta Weller BP1.

A ponta normalmente funciona a partir de 4,5 V, mas esse pacote de células triplas logo cai para 3,5 Volts e ainda aquece aquela ponta de 2,4 Ohm rapidamente. [3,85 V nominal, 1,8 pico e 1,6 A constante após atingir a temperatura, cerca de 2,4 Ohms, cerca de 6 Watts]

Esta DICA BP1 em particular é única porque o barril de conexão se encaixa em um conector fêmea RCA de tamanho padrão.

Em comparação, outro TIP conhecido como cônico BP10 ou cunha BP11 (6V) é um pouco maior no pino central e não se encaixa.

Decidi fazer um invólucro com um conector RCA fêmea para permitir a substituição rápida do TIP em campo.

Eu tinha alguns "juntadores" de barril de metal ou dois conectores RCA femininos consecutivos na loja. A ponta aquece até perto ou mais de 400 graus Celsius, portanto, o uso de conectores de metal ajuda a dissipar o calor da operação prolongada. Fixei essa junta no final da minha caixa. Você não precisa usar a junta como eu fazia se a sua caixa fosse metálica; você pode implementar um conector fêmea RCA para montagem em superfície com lingüetas de solda. Usei um plugue RCA MACHO na conexão interna da extremidade interna da junta RCA.

Eu não coloquei um resistor de queda no circuito de LED BRANCO paralelo. 47 Ohms em série teria sido uma escolha prudente, entretanto, a maioria dos LEDs brancos funcionam bem de 3,25-4,25 Volts DC, e um resistor de 47 Ohms é desnecessário. LEDs de outras cores terão tensão direta mais baixa e queimarão em 4 V neste circuito. O LED ilumina a área do TIP e informa ao operador que a corrente é aplicada ao TIP. Fiz um orifício na extremidade da ferramenta, colei o LED com cola quente e "apontei" ou apontei a luz do LED para a área da PONTA. Dica: não solde no escuro. por favor.

Eu soldava minhas pontas 18650 a fios de bitola grande 14AWG (1,6 mm), para lidar com 2 Amperes de corrente enquanto aquecia a ponta. Com a chave momentânea SPST em série, a corrente flui para o RCA interno. Esse plugue extra poderia ser eliminado e uma fêmea RCA poderia ter sido montada na caixa, mas eu queria ser capaz de fazer a manutenção dessa junta RCA se ela derreter no futuro.

Por último, encontrei uma placa TP4056 na minha oficina e colei-a no final da caixa que re-propus para este projeto. Qualquer caixa longa que se pareça com um lápis de solda servirá. BAT + conecta-se à extremidade positiva do 18650 e BAT- conecta-se à extremidade negativa. Vejo que meu 18650 carregou de 2,6 V quase morto para totalmente em 5,5 horas, mas cada modelo de Li-ION é diferente. Essa placa TP4056 tem dois LEDs e o AZUL parece ser a indicação de quando o carregador atingiu o corte total. Eu olhei para a corrente USB e ela estava funcionando a 500mA no máximo normal (na verdade, a 570mA), mas esta placa TP4056 suportaria uma taxa de carga de 1000mA se eu conectasse a uma fonte de alimentação de parede capaz de fornecer uma corrente maior. O ponto é que a placa TP4056 não permitirá que um Li-ION "sobrecarregue" "cozinhe demais".

A ferramenta pode ser recarregada de um "banco" de bateria portátil USB, mas muitos desses "bancos" cortam a saída em 1 Ampere, e essa corrente não é suficiente para aquecer uma ponta BP1 apenas com a corrente USB. Além disso, eu não queria uma ferramenta amarrada.

Agora eu (o cérebro) tenho que lembrar que a ferramenta precisa ser carregada * antes * de eu sair pela porta para um reparo remoto.

O TIP é fabricado pela Weller and Cooper Tools e a imagem de novembro de 2017 mostra uma ferramenta encontrada em uma loja de excedentes local por $ 20 Cad. ATUALIZAÇÃO em 11 de janeiro de 2018; Tentei encaixar um Li-Ion 18650 na loja que comprei Weller; ! não vai caber!

Etapa 6: Mais detalhes sobre o uso (esta é apenas uma leitura extra)

Eu comprei várias das pontas BP1 e construí outra versão muito mais compacta com o mesmo esquema em que a fêmea RCA foi soldada diretamente na 18650 e a coisa toda se encaixa em um corpo MARCADOR "mágico" com uma chave momentânea plana. Este é o design do meu bolso, embora eu não vá carregar um 18650 no bolso da calça; Eu experimentei o toque de uma chave de carro derretendo quando acidentalmente deu um curto-circuito em um 18650. Coloquei a versão de caneta de bolso em um estojo de plástico. Gosto de fazer ferramentas com itens descartados.

Uma nota: os modelos de ponteiras BP10 e BP11 precisam de voltagem (6) e corrente (1.8) um pouco mais altas e, embora essas ponteiras esquentem, não cabem nos conectores RCA. E esses dois ponteiros são mais caros do que o BP1.

Em um trabalho urgente recente conectando 9 fios a um PCB, eu notei que a caixa do 18650 estava ligeiramente elevada em torno de 34c (quente), então esta ferramenta deve ser usada para trabalho móvel. Acho que essa ferramenta é muito mais segura e controlável do que meu ferro movido a gás butano, que fica quente demais mesmo após o trabalho, com a tampa de segurança sobre a ponta.

Recentemente, pesquisei instructables.com e três outras postagens mencionam o Cooper / Weller BP645 original no qual este projeto se baseia, sem especificações técnicas reais e sem uma lista de materiais adequada ou informações de fornecimento de componentes.

Eu também tenho as ferramentas Weller BP6xx e BP8xx originais, mas descubro que esqueci as células alcalinas e iniciei uma tarefa com uma bateria meio descarregada. Embora rápido para substituir as baterias AA, eu desejava uma solução recarregável alimentada por íons de lítio.

Sinta-se à vontade para me fazer perguntas sobre * este projeto *, por favor. Espero que minha postagem tenha sido clara.

O segredo para soldar com sucesso está no conhecimento dos materiais que você está unindo, com um exame especial das propriedades eutéticas. Eu * raramente * revelei esse segredo para os alunos nos últimos 38 anos, mas os profissionais sabem disso.

Publiquei a folha de especificações BP1 do site da Weller / Cooper Tools para obter informações. Eu medi uma resistência média de 2,4 Ohms entre a ponta de conexão e o anel de retorno, em quatro TIPs BP1 que comprei.

Etapa 7: Solda SEGURANÇA

Não toque na PONTA durante o aquecimento. Evite queimaduras na pele. Não use shorts durante a soldagem para evitar gotejamento ou queimaduras acidentais.

Use PROTEÇÃO PARA OS OLHOS. Insista na proteção dos olhos para os visitantes do seu banco. Eu uso óculos e tenho respingos de solda chegando perto, atingindo minhas bochechas e testa.

Use a POSTURA adequada enquanto estiver sentado no banco. OK, então eu soldava sob um carro, com cuidado para evitar que qualquer solda derretida pingasse na minha pele ou nas roupas.

Lave as mãos após manusear a solda e o fluxo. Não segure a solda em seus dentes ou boca. Use uma 'terceira mão' ou torno de bancada para segurar a obra e a solda, se necessário.

Ventile a área de trabalho ou use um ventilador de filtração de bancada. Existem planos instrutivos para ventiladores de carvão ativado para remover o veneno dos vapores. Eu uso um exaustor de cozinha adaptado com modificações para aumentar o fluxo de ar e a purificação do ar Oreck (r). Eu também uso um ventilador de equipamento AC para mover o ar pela minha bancada e uso o filtro de ventilação do outro lado do fluxo de ar. Não se incline sobre o trabalho, pois os vapores entrarão nos pulmões pelo nariz e pela boca.

Algumas dessas precauções são óbvias e posso pensar em talvez outra meia dúzia de pontos "não".

Etapa 8: design aprimorado (adicionado em 10 de janeiro de 2018)

Adicionado um canal N Power MOSFET; razão = interruptores momentâneos esquentam com 2 Amperes.

Qualquer MOSFET de canal N funcionará. O MOSFET troca o negativo da carga (ponta BP-1).

Os LEDs brancos da série são conectados em paralelo com a ponta BP-1 para indicação; com o resistor de queda de 33 Ohm, a iluminação é muito fraca na tensão combinada de 6 V de duas séries de 18650 células.

Adicionada potência dupla 18650: aquecimento mais rápido e melhor operação em temperaturas externas frias (-30C às vezes; Canadá)

Caixa menor, carregamento externo 18650, LEDs brancos duplos, porta RCA fêmea que pode ser estendida com cabo de extensão RCA macho para fêmea.

Veja o PDF em anexo para todos os detalhes em uma folha. A primeira imagem foi meu protótipo; A segunda imagem é a construção atual em 'caixa de dólar para faixas de borracha' e eu fiz um cabo de extensão personalizado RCA macho para RCA fêmea.

Usando esta ferramenta: estou conseguindo um aquecimento mais rápido e cerca de 300 juntas. Uma tarefa recente envolveu cabos de alto-falantes de auditório. Consegui fazer todos os cabos de 16 alto-falantes 14 AWG (32 juntas) em um ambiente externo de -10C, com bastante energia sobrando. As extremidades dos cabos eram 14 AWG presas aos terminais de pino.

Faturamento de materiais na versão 2:

Canal N do MOSFET; Uau, encontrei muitos deles em placas-mãe de desktop DELL do final dos anos 2000. Principalmente 40T03. O canal N IRF também funciona. Essas coisas são MÁGICAS e fáceis de conectar.

Interruptores momentâneos, como o caro C&K da versão 1, esquentam com o uso repetido. Portanto, eu uso o MOSFET com resistor de 10K ohm entre a porta e o dreno para evitar travamento. Eu uso uma resistência baixa como 470 ou 560 para ativar o portão para positivo. Uau, muita corrente pode fluir sem aquecer o MOSFET de canal n.

Usei dois LEDs brancos (3,6 V para a frente) com uma queda de 33 Ohm no meio (obrigado gm280 por sugerir isso) por causa da tensão total de 8,4 V, mas os dois tendem a diminuir mesmo quando há bastante energia restante após o uso pesado.

O conector RCA ficará quente com o uso repetido; Eu fiz para mim uma "caneta" de cabo de extensão e pretendo fazer uma troca momentânea remota nessa "caneta".

A ideia era reaproveitar as partes do laptop; 18.650 células são abundantes, MOSFETs estão por toda parte na maioria das placas-mãe "verdes" modernas para modos de "hibernação", LEDs brancos agora estão por toda parte, resistores de carbono, aqueles pequenos interruptores momentâneos e assim por diante.

Eu uso um "suporte" 2S 18650 porque tenho um carregador externo 18650 AC externo de duas células. Agora tudo que tenho a fazer é lembrar de * RECARREGAR * minhas ferramentas após cada tarefa do site.