Esd safe что это

Паяльная станция

Мой рассказ о паяльной станции в первую очередь адресован тем, кто ещё не имеет таковой и, возможно, желает в ближайшее время её купить.

Действительно, не каждый начинающий радиолюбитель начал практическое знакомство с электроникой, имея под рукой паяльную станцию. Многие учились паять и обычным электрическим паяльником.

Свой рассказ о паяльных станциях я начну с обзора паяльной станции «Lukey 936D». Да, в продаже полно комбинированных паяльных станций (паяльник + фен), но термовоздушную паяльную станцию я купил ранее. Поэтому мой взор пал на паяльные станции без фена, только паяльник и ничего более.

Вот так выглядит паяльная станция «Lukey 936D». В комплекте идёт также подставка для паяльника и целлюлозная губка.

Данная станция относится к аналоговым с цифровой индикацией. Микроконтроллеров в ней нет! Честно говоря, когда покупал, то смутно представлял себе устройство современных паяльных станций – для меня это был «чёрный ящик».

Глядя с верхушки нынешних знаний, отмечу, что цифровые паяльные станции лучше, хотя бы тем, что более точно поддерживают температуру жала. Уже гораздо позже я приобрёл цифровой паяльник с термостабилизацией.

В реальности устройство паяльной станции весьма простое. Чтобы связать невидимой нитью понимания теорию и практику, приведу вначале схему паяльной станции Lukey936D, а затем покажу фотки реальных деталей и элементы схемы.

Схема паяльной станции Lukey 936D.

Кликните для увеличения по картинке (откроется в новом окне).

Пояснения к схеме:

• Перемычка J1 – это встроенная в разъём подключения паяльника перемычка. Механический элемент защиты на случай, если паяльник не подключен.
• Керамический нагреватель паяльника показан в виде конструктивно объединённого элемента из спирали нагревателя TH и тонкоплёночного термистора R.
• Силовая часть показана отдельно: трансформатор T1, плавкий предохранитель F1 (F1AL250V) и выключатель питания SA1.
• На схеме не показаны элементы защиты (ESD SAFE).

Теперь заглянем под «капот».

Схема индикации реализована на микросхеме DH7107GP (полный аналог ICL7107). Да, эта микросхема довольно часто применяется в измерительных приборах, но в данном случае она используется для отображения температуры с терморезистора (термистора). То есть в роли термометра.

Плата индикации температуры с россыпью семисегментных индикаторов.

Микросхема DH7107GP в панельке, + к параметру ремонтопригодность.

В случае чего микросхему DH7107GP можно заменить даже отечественным аналогом – КР572ПВ2.

На схеме я не стал приводить полную схему индикатора температуры, ограничился лишь обозначением модуля на схеме.

Силовая часть.

Силовая часть состоит из силового трансформатора мощностью где-то 60 — 70 Вт. Он имеет две вторичных обмотки. Одна вторичная обмотка выдаёт 26V – это для питания нагревателя паяльника и схемы управления. С другой снимается двухполярное напряжение 9V – оно необходимо для работы индикатора паяльной станции.

Плата управления.

А как же паяльная станция стабилизирует температуру жала? Ответ прост, вся изюминка в микросхеме HA17358 (она же LM358). Это операционный усилитель, который используется в качестве компаратора – то есть схемы сравнения. Гляньте на печатку, найдёте много знакомых радиодеталей. При желании и небольшом опыте такую станцию может собрать даже начинающий радиолюбитель.

В качестве задатчика температуры используется обычный переменный резистор на 100 кОм. Он устанавливается на передней панели. Из-за него бывают проблемы. Если цифры на дисплее постоянно скачут, то проверьте именно этот резистор. Возможно, отошёл или плохо «контачит» ползунок этого резистора.

На плате управления есть несколько подстроечных резисторов. На схеме они обозначены как PR1 и PR2. Без надобности крутить их не советую. Они задают режим работы станции.

Кроме прочего на основной печатной плате можно обнаружить диодный мост на диодах 1N4007 (или сборка DB107) и два интегральных стабилизатора положительной (L7805ABP) и отрицательной (79M05D) полярности на 5V. Двухполярное напряжение ±5V нужно для питания индикатора.

По принципиальной схеме можно понять, как работает паяльная станция. Микросхема LM358 сравнивает эталонное, заданное оператором значение с тем, что оно получает от терморезистора в керамическом нагревателе. Далее если температура нагревателя ниже заданного, микросхема подаёт сигнал на открытие симистора VS1 (BT131-600 или 97А8). При этом индикаторный светодиод HL1 горит постоянно. Симистор VS1 открывает более мощный VS2 (BT-136-600E) и тот подаёт ток на нагревательный элемент TH1 керамического нагревателя.

После того, как нагреватель наберёт температуру, светодиод начинает мигать — на нагреватель подаются небольшие порции тока — лишь для поддержания нагрева. Если же паяльником не пользуются, то нагреватель полностью отключается от схемы питания. Это видно по потухшему светодиоду HL1.

Электростатическая защита.

Пару слов хотелось бы сказать о защите. Металлические элементы паяльника заземлены. Если разобрать паяльник, то можно обнаружить, что металлическая часть штуцера контактирует с пружиной.

Она в свою очередь подключена к заземляющему проводу сетевой вилки. Этот же провод подключен к магнитопроводу силового трансформатора.

Таким образом реализована функция «ESD SAFE» – защита от электростатического разряда и электромагнитных импульсов. Правда, толк от такой защиты никакой, если в вашей квартире, доме или мастерской электросеть не имеет заземления (третьего провода электропроводки).

Как оказалось, нагреватель в паяльнике качественный, керамический типа HAKKO 1321 (A1321).

Именно тип нагревателя меня интересовал более всего. Перед покупкой я проверил, есть ли заветная «ступенька» у нагревателя. Стоявшая рядом «Lukey 936A» оказалась с нихромовым нагревателем.

Сам паяльник от станции в устройстве не представляет ничего особенного. Вся электрическая часть состоит из запаянного на плату керамического нагревателя и соединительного шнура с разъёмом типа «папа».

Вот так подключены элементы паяльника к разъёму. Как уже говорилось, перемычка встроена в разъём.

После первого включения я был приятно удивлён скоростью нагрева жала. До этого пользовался обычным паяльником ЭПСН на 40 Вт, и меня жутко раздражало то, что приходится ждать несколько минут пока жало наберёт температуру. Когда паяешь что-то серьёзное — нет проблем, можно и подождать. А вот когда надо проводок быстро запаять или ещё чего.

Но кроме приятных моментов меня поджидали и разочарования . Первое – это сменные жала. Те, что я купил, оказались не самыми удобными для пайки, да и качества были сомнительного. Пришлось брать другие. Второе — плохая теплопроводность жала. Как я с этим справился читаем далее.

Как выбрать паяльную станцию?

Освоив пайку обычным паяльником с медным жалом, начинающий любитель электроники задумывается о покупке более современного оборудования – паяльной станции.

Как выбрать? Ведь выбор просто поражает. Я расскажу, по каким критериям я сам выбирал себе станцию хобби-класса.

Керамический нагреватель или нихромовый?

Если погулять по интернет-магазинам и почитать описания к паяльным станциям, то можно заметить, что у многих указан тип нагревательного элемента – керамический. Но это не совсем корректно. Как ни странно, но и качественные керамические (японские типа Hakko-1321) и нихромовые нагреватели (тайваньские) подходят под это описание. У нихромовых спираль тоже запечатана в керамику, но в отличие от нагревателей Hakko-1321, устройство и характеристики у них совсем другие.

Устройство нихромового нагревателя.

Нихромовый нагреватель изготавливается так. Берётся стержень из керамики, на него наматывается спираль из высокоомного нихромового провода ближе к концу опорного стержня. Ширина намотки около 2 см. Также в опорный стержень запрессована термопара – она находится на торце опорного стержня. Затем всю эту конструкцию также запечатывают в керамику. Получается керамический нагреватель из нихрома с термопарой. На таких обычно есть надпись TAIWAN (Тайвань).

• Разогревается несколько минут;
• При интенсивной эксплуатации нихромовый нагреватель перегорает в среднем за полгода. В случае если вы паяете не часто, то паяльник с нихромовым нагревателем может прослужить и 4, и 5 лет.
• Использование термопары в качестве датчика температуры снижает точность настройки температуры жала.

Нихромовые нагреватели стоят в таких паяльных станциях, как Lukey 702, Lukey 898, Lukey 852D+FAN. Плюсом этих станций является то, что они цифровые.

Как делают качественные керамические нагреватели?

Качественный керамический нагреватель состоит из опорного стержня, на который наносится тонкий слой резистивного вещества и тонкоплёночный терморезистор. Далее всё это запекается в керамическую оболочку при высокой температуре. Поверхность нагревателя получается гладкой на ощупь, а на просвет виден витиеватый узор — тонкоплёночный слой нагревателя и терморезистора.

• Чувствителен к температурному перекосу (это когда неравномерно нагревается);
• При образовании трещин выходит из строя;
• Стоит дороже, чем нихромовый нагреватель (в 2 — 4 раза).

Насколько я знаю, качественные японские нагреватели HAKKO 1321 стоят в паяльных станциях Lukey 936D (у самого такая), Lukey 936+, Lukey 936D+, Lukey 852D+, Lukey 868, Lukey 853, Lukey 853D. Перед покупкой лучше проверить! О том, как это сделать, читайте далее.

Чем лучше нихрома?

• Быстрый нагрев. Одним из неоспоримых преимуществ керамических нагревателей я считаю быстрый нагрев при включении – несколько секунд! На деле 10 – 30 секунд и уже можно паять. Для тех, кто паял ранее только обычным ЭПСНом – это шок ;
• Долговечность. По сравнению с нихромовыми нагревателями обладает большим временем эксплуатации;
• Прецизионный терморезистор более точно измеряет температуру жала;
• Высокая мощность и хорошая теплоотдача.

Незнающему человеку отличить качественный керамический нагреватель от нихромового довольно сложно. Внешне они выглядят одинаково, так как их основа – керамика.

Как определить, что перед вами: керамика или нихром?

У нагревателя со спиралью из нихрома на торце своеобразная «капелька» – он как бы закруглённый.

У керамического же нагревателя на торце есть характерная «ступенька». В керамических нагревателях также встроен прецизионный тонкоплёночный терморезистор – датчик температуры. Узор в керамике от термодатчика и нагревателя виден даже невооружённым глазом. Вот взгляните.

Чтобы убедиться полностью – включите паяльник и оцените скорость нагрева жала. Если долго разогревается, то это нихром.

В своей Lukey 936D я обнаружил керамический нагреватель HAKKO 1321 (А1321) – на нагревателе соответствующая надпись.

Ещё когда выбирал её в магазине, обратил на это внимание. А вот у более дешёвой Lukey 936A (она без цифрового индикатора) я обнаружил нихромовый нагреватель с каплей на торце и надписью TAIWAN (Тайвань). Поэтому её покупать не стал. Жутко не люблю, когда паяльник долго разогревается

У станции Lukey 936+ (не А) уже керамический нагреватель Hakko-1321, а не нихром. Маленькое такое различие в названии, а какая разница в цене и качестве.

А вот уже нагревательный элемент паяльной станции A-BF GS90D на 90 Вт. Он также керамический, со ступенькой.

Если приглядеться, то на корпусе можно обнаружить надпись А1329 DC и «узоры».

Выглядит эта паяльная станция как обычный паяльник без отдельного блока. Несмотря на это, этот паяльник – настоящая термостатированная паяльная станция. Правда, без гальванической развязки – трансформатора в ней, естественно, нет 🙂

Контроль температуры жала (термостатирование).

Хорошая паяльная станция имеет нагреватель с температурным датчиком и посредством обратной связи поддерживает заданную оператором температуру жала. Если расковырять паяльник от той же Lukey 936D, то можно обнаружить, что керамический нагреватель имеет 4 вывода, два красных идут на спираль нагревателя, а два синих вывода идут от тонкоплёночного терморезистора.

Померив сопротивление на парах этих выводов, я получил следующие данные (комнатная t°):

• Нагреватель – 3,3 Ω (Ом);
• Терморезистор – 50~51 Ω (Ом).

Вывод: да, это настоящая керамика .

Откровенные подделки имеют нагреватель с 2 выводами. Вот простейший паяльник без термостабилизации.

• В цифровых паяльных станциях контроль температуры осуществляется микроконтроллером. Сигнал с термодатчика в нагревателе оцифровывается и сравнивается с тем значением, которое задал оператор. Плюс цифрового управления – точность. Все цифровые паяльные станции имеют кнопки для установки температуры. Реже – энкодер. Например, Lukey 702 имеет нихромовый нагреватель, но цифровое управление. Поэтому и заслужила уважение среди радиолюбителей.
• В аналоговых паяльных станциях для поддержания заданной температуры используется компаратор, например, на базе микросхемы LM358 (HA17358), а в качестве задатчика температуры используется обычный переменный резистор. К таким станциям относится Lukey 936D. Разбирал лично и убедился в этом. Аналоговый контроль температуры хуже, так как дополнительную ошибку вносят механические элементы (переменный резистор), сопротивление контактов термодатчика, контактов разъёма, изменение параметров элементов. Некоторые модели аналоговых станций требуют калибровки перед использованием.

Стоит различать регулировку мощности и термостабилизацию. Возможно, кто-то уже делал так называемый регулятор температуры жала паяльника. Простейшие его схемы просто уменьшают мощность, подаваемую на нагреватель паяльника, и не имеют обратной связи по температуре. Благодаря снижению мощности можно снизить и температуру жала.

Применялись такие приставки в основном для электрических паяльников с медным жалом. При простое, жало такого паяльника сильно нагревается и выгорает. Чтобы как-то уменьшить такой эффект и применялась регулировка по мощности. Если сильно уменьшить мощность, то теплоёмкости жала может не хватить и припой будет залипать. Пайка будет затруднена.

Паяльники с термостабилизацией отслеживают именно температуру жала (обратная связь). Остыло — побольше мощности, перегрелось — меньше.

Мощность паяльной станции.

Весьма важный параметр. Для начала нужно представлять, зачем нужна паяльная станция. Можно ведь и вёдра паять:). Для пайки радиоэлектронных компонентов достаточно паяльной станции на 40-60W, но лучше иметь и помощнее. Для себя, кроме Lukey 936D (нагреватель А1321 на 50W, 24V), я приобрёл ещё и A-BF GS90D (нагреватель А1329 на 90W, 220V). Хотел на 110 Вт купить – модель A-BF GS110D, но для неё желательны жала 900L, хотя подходят и 900M.

Как видим, у обеих станций нагревательные элементы на разное рабочее напряжение. У 936-ой низковольтный (24V), а у A-BF GS90D — высоковольтный (220V). Если безопасность на первом месте, то лучше использовать паяльную станцию с низковольтным нагревателем. Так, например, насколько мне известно, ранее в детских кружках радиолюбителей запрещалось использовать паяльники на 220V, допускалось паять только низковольтными на 36V.

Также при ремонте чувствительной аппаратуры, например, мобилок, лучше использовать станцию с низковольтным паяльником. Тут тебе и гальваническая развязка от электросети через трансформатор, и заземление жала. Убить статикой элемент будет крайне трудно.

Сменные жала.

Выбирая паяльную станцию, стоит подумать о том, насколько доступны сменные жала для данной модели паяльника. Самые распространённые – это жала серии 900M. Вот они на фото.

Советую прикупить хотя бы ещё одно жало для паяльной станции. Родное жало, как правило, не ходовое – конусообразной формы.

Если не собираетесь дымить паяльником каждый день, то можно купить медные жала 900M. Они намного дешевле, но довольно быстро «выгорают». Медь со временем растворяется в припое и, максимум, что можно сделать с жалом – это заточить его напильником. Можно на пробу взять медные жала разных профилей и поработать ими. Если каким-то работать очень понравится, то уже потом купить качественное, невыгораемое жало.

Защита от статического электричества.

Наверное, уже видели такую надпись – «ESD SAFE». Обычный электрический паяльник не имеет защиты от статического электричества и электрического разряда. Кроме того, медный стержень отлично передаёт все электромагнитные всплески из электросети на паяемый элемент, ведь нихромовая спираль – это, по сути, катушка индуктивности.

В паяльных станциях суть ESD SAFE сводится к следующему. Штуцер, который фиксирует печатную плату с нагревателем и втулку, которая контактирует со сменным жалом, заземляют — подключают к третьему, заземляющему выводу сетевой вилки. В этом не трудно убедиться, если замерить сопротивление от жала до третьего вывода вилки.

Беда в том, что не в каждом доме смонтирована электропроводка с заземлением. Так что имейте это в виду, если впредь будете работать с особо капризными электронными компонентами.

Также в качестве защитного «экрана» от электромагнитных импульсов выступает и керамический нагреватель. Керамика – отличный изолятор.

Ремонтопригодность.

Это качество можно оспорить, так как сейчас цена паяльных станций хобби-уровня невелика и вряд ли кто-то станет ремонтировать неисправную. Но всё же. Основная рабочая деталь паяльных станций – это нагревательный элемент. Он легко меняется, если родной вышел из строя. С обычными паяльниками такого трюка не пройдёт, так как если сгорела нагревательная спираль, то такой паяльник можно смело выбрасывать.

ESD Safe Soldering Iron Stands

Discover the importance of ESD Safe Soldering Iron Stands, their key features, standards, and selection guide for a safer soldering environment.

Understanding ESD Safe Soldering Iron Stands

When dealing with electronic components, one of the key factors that can significantly affect their lifespan and performance is Electrostatic Discharge (ESD). It’s a sudden and momentary electric current that flows between two objects at different electrical potentials. This article sheds light on a crucial tool for soldering – ESD Safe Soldering Iron Stands.

The Importance of ESD Safe Soldering Iron Stands

ESD safe soldering iron stands play a critical role in ensuring the safety of electronic components during soldering processes. With their electrostatic discharge properties, these stands help in minimizing the potential risk of damaging sensitive electronic parts due to uncontrolled ESD events.

The static electricity generated during the soldering process can be surprisingly high, and can indeed harm the intricate electronic components. Therefore, using an ESD safe stand not only safeguards the equipment but also optimizes the overall performance of the task.

Features of ESD Safe Soldering Iron Stands

• ESD Safe Material: The stand is usually made of materials that resist static charge buildup.
• Design: They come with a well-designed place to hold the hot soldering iron safely.
• Stability: These stands have a heavy base, ensuring they stay in place during soldering tasks.

While many soldering stations come with integrated stands, an ESD safe soldering iron stand is a must-have for anyone dealing with static-sensitive components. It doesn’t just offer a place to rest your hot iron, but also significantly reduces the chances of static electricity buildup which can lead to catastrophic ESD events.

Standards for ESD Safety

Several standards and regulations govern the production and use of ESD safe equipment. For instance, the ANSI/ESD S20.20 standard provides guidelines for developing an effective ESD control program.

The standard specifically mentions using _ESD control items, including ESD safe soldering iron stands, to reduce the risk of ESD damage. Ensuring that your soldering setup meets these standards is vital for the safety and longevity of your electronic components.

Selecting an ESD Safe Soldering Iron Stand

When selecting an ESD safe soldering iron stand, it’s essential to consider a few key factors. Beyond just the stand’s ESD safe properties, its overall construction and design are also crucial. The stand should be sturdy and stable, capable of securely holding your soldering iron. Moreover, it should be made of heat-resistant materials to prevent any damage or deformation due to the heat from the soldering iron.

1. ESD Safe Properties: The primary consideration should be the stand’s ESD safe properties. It should be designed to resist static charge buildup.
2. Quality and Design: The stand should be well-built and designed, capable of holding the soldering iron securely.
3. Heat Resistance: It should be made of materials that can resist the heat of the soldering iron.
4. Compatibility: The stand should be compatible with your specific soldering iron model.

Conclusion

ESD Safe Soldering Iron Stands are an essential tool in any soldering setup, especially when dealing with static-sensitive electronic components. They play a pivotal role in minimizing the potential risks associated with Electrostatic Discharge (ESD). By investing in a high-quality, ESD safe soldering iron stand, you’re investing not only in the safety of your soldering equipment but also in the longevity and performance of the electronic components you’re working with.

Whether you’re a professional technician, an electronics hobbyist, or anyone in between, it’s crucial to understand the importance of ESD safety in your workspace. And incorporating an ESD safe soldering iron stand is a smart step towards a safer and more efficient soldering environment.

ESD Safe Containers

Explore the importance of ESD Safe Containers in protecting sensitive electronic components from electrostatic discharge, types of these containers, and their selection factors.

Understanding ESD Safe Containers

Electrostatic Discharge (ESD) is a sudden flow of electricity between two electrically charged objects caused by contact, an electrical short, or dielectric breakdown. In our high-tech world, this can pose a significant threat to electronic components, potentially causing damage or even total failure. To mitigate this risk, ESD Safe Containers are utilized in many industries, providing a vital layer of protection against electrostatic damage.

The Need for ESD Safe Containers

With the miniaturization of electronic components, their susceptibility to ESD damage has drastically increased. ESD can cause latent or catastrophic failures. Latent failures are deceptive because they don’t immediately render the device useless. Instead, they shorten the life of the product, leading to untimely failures down the line. Catastrophic failures, on the other hand, completely incapacitate the device immediately. Therefore, it becomes crucial to use ESD Safe Containers to prevent such situations.

Working Principle of ESD Safe Containers

• Antistatic Materials: These are typically insulative or resistive materials that have been modified to reduce the charge generation. They do this by increasing the rate at which charge dissipates.
• Conductive Materials: These materials “conduct” electricity, allowing electric charges to move freely across their surfaces or through their volume.

Types of ESD Safe Containers

The design and type of ESD Safe Containers can vary based on the requirements of the application. They can range from ESD safe bags, ESD totes, ESD bins, ESD storage boxes, and ESD trays.

1. ESD Safe Bags: These are commonly used to store and transport static-sensitive electronic components. They are typically made of a slightly conductive plastic, which allows electrostatic charges to leak off the surface gradually.

1. ESD Totes: These are larger containers ideal for transporting or storing larger or multiple ESD-sensitive items. They often incorporate conductive materials to maintain a static-safe environment.
2. ESD Bins: Bins are used for storing larger components or assemblies. Like other ESD safe containers, these also reduce the risk of ESD damage.
3. ESD Storage Boxes: These are often used in workstations for storing ESD sensitive items temporarily. They are designed to shield the contents from ESD and sometimes from physical damage as well.
4. ESD Trays: Trays are useful for organizing static-sensitive components during assembly or inspection processes. They are often made with conductive materials and can be stacked to save space.

Factors to Consider While Selecting ESD Safe Containers

When selecting ESD Safe Containers, a few essential aspects need to be considered. These include the type of ESD sensitive item, the environment where the items are to be used or stored, the conductivity of the material, and the durability of the container.

The Importance of Regular Testing and Verification

Even after implementing ESD Safe Containers, it’s vital to conduct regular testing and verification. This ensures the ongoing effectiveness of the ESD protection strategy. Factors like humidity, temperature, and wear and tear can impact the performance of ESD Safe Containers over time.

Conclusion

In conclusion, ESD Safe Containers play a critical role in preserving the lifespan and functionality of sensitive electronic components. They are a practical and efficient solution to protect such components from potential electrostatic discharge damage. By understanding the different types of ESD Safe Containers and factors to consider when selecting these containers, industries can substantially mitigate the risks associated with ESD. Regular testing and verification of these containers ensure they maintain their protective qualities, further strengthening the overall ESD protection strategy.