Тот, кто увлекается электроникой, знает, что пайка играет важнейшую роль практически во всех его проектах. Однако вряд ли кому-то понравится вдыхать дым, который выделяется при нагревании припоя и флюса. У этого дыма ужасный запах, он может навредить здоровью, но опасности, связанные с ним, можно ослабить, воспользовавшись дымоуловителем. Это устройство, улавливающее ядовитые испарения, пригодится даже тому, кто паяет нечасто.
Хороший дымоуловитель можно и купить, но стоить он будет более $70. Я, узнав об этом, сделал такое устройство сам, использовав 120-миллиметровый компьютерный вентилятор и корпус, напечатанный на 3D-принтере.
Общие сведения о проекте
Меня вдохновила замечательная модель для 3D-печати, которую спроектировал rdmmkr. Я доработал эту модель под свои нужды в Autodesk Fusion 360. В моём случае использован вентилятор 120x25 мм, а исходный проект рассчитан на вентилятор 80x38 мм. Я, кроме того, оснастил устройство регулятором скорости вращения вентилятора.
Вот — видеоурок к этому материалу.
Благодарю компанию NextPCB за поддержку в работе над этим проектом.
Материалы и инструменты
Для этого проекта вам понадобятся следующие материалы:
- Вентилятор на 12 В
- Регулятор скорости вращения вентилятора
- Разъём питания
- Клавишный выключатель размером 15x10 мм
- Светодиод размером 5 мм
- Резистор на 580 Ом
- Провода, 22 AWG
- Термоусаживаемая трубка
- Закладные гайки М3
- Фильтр на основе активированного угля
- Двусторонняя клейкая лента
- Винты M3x12
- Винты M5x8
- Резиновые ножки
Вот — список необходимых инструментов:
Шаг 1. Принципы работы устройства
Главный компонент дымоуловителя — это вентилятор 120x120x25 мм, из тех, какие обычно используются для охлаждения компьютеров. Вентилятор втягивает испарения из области, где производится пайка, они проходят через фильтр с активированным углём. Фильтр очищает воздух: удаляет неприятные запахи, адсорбирует ядовитые газы и обеспечивает безопасную рабочую среду.
Питание на устройство подаётся от 12-вольтового адаптера постоянного тока через разъём питания. Для управления скоростью вращения вентилятора используется регулятор скорости. Светодиод размером 5 мм с токоограничивающим резистором на 580 Ом сообщает о состоянии питания. Между разъёмом питания и регулятором скорости находится клавишный выключатель, позволяющий управлять подачей питания на все компоненты устройства.
Шаг 2. Подготовка проводов вентилятора
В этом проекте я использовал вентилятор для корпуса компьютера Arctic F12. К его разъёму идут 3 провода. Они подключаются к линиям GND, 12V и Signal. Нам нужны лишь два из них, обеспечивающих питание вентилятора, то есть — 12V и GND.
Для того чтобы подготовить вентилятор к дальнейшей работе с ним — нужно отрезать разъём и часть провода, отвечающего за подключение вентилятора к Signal. После этого надо зачистить изоляцию на проводах, подключаемых к регулятору скорости.
Шаг 3. Подготовка светодиода
Красный светодиод, используемый в проекте, позволяет узнать о том, включено устройство или выключено. Прямое напряжение подобных светодиодов обычно находится в диапазоне 1,5 — 2 В. Нам надо запитать светодиод от линии с напряжением в 12 В. Сделать это можно, применив токоограничивающий резистор. Рассчитать параметры резистора можно с помощью этого онлайн-калькулятора.
Перед пайкой элементов нужно укоротить выводы светодиода, учитывая то, что более длинный вывод представляет анод, подключаемый к «плюсу» источника питания. Именно к этому выводу нужно припаять резистор, а к резистору — красный провод. К другой ножке резистора, подключаемой к «минусу» источника питания, надо припаять чёрный провод. После этого нужно изолировать места пайки, воспользовавшись термоусаживаемой трубкой.
Шаг 4. Подготовка разъёма питания
В моём проекте для подачи питания на устройство от адаптера на 12 В используется разъём питания 5,5x2,1 мм.
Подготовку разъёма к использованию в проекте надо начать с нанесения небольшого количества паяльного флюса на его выводы. К положительному (короткому) выводу припаивается красный провод, а к отрицательному выводу — чёрный. После этого места пайки изолируют с помощью термоусаживаемой трубки.
Шаг 5. Подготовка регулятора скорости вращения вентилятора
Сначала я попытался смонтировать регулятор скорости прямо на передней панели дымоуловителя. Но, к сожалению, он там не поместился. Поэтому я решил отделить переменный резистор от платы регулятора, соединить их проводами, а потом уже смонтировать.
При выпаивании переменного резистора стоит воспользоваться отсосом для припоя.
Резистор и плату надо соединить пятью проводами и изолировать места пайки с помощью термоусаживаемой трубки.
Шаг 6. Проектирование корпуса дымоуловителя
Корпус дымоуловителя, вид спереди
Корпус дымоуловителя, вид сзади
Я спроектировал корпус дымоуловителя в Autodesk Fusion 360. Размеры компонентов измерены с помощью штангенциркуля, после чего эти размеры учтены при проектировании корпуса.
Корпус состоит из 5 частей:
- Правая часть корпуса.
- Левая часть корпуса.
- Картридж фильтра.
- Передняя панель.
- Решётка вентилятора
Шаг 7. 3D-печать корпуса
Печать частей корпуса я выполнил на моём 3D-принтере Creality CR-10 Mini с использованием синего и жёлтого PLA-пластика. Главная причина, по которой я выбрал именно эти цвета, заключается в том, что они подходят под расцветку моей паяльной станции Hakko. На печать основных деталей корпуса ушло около 10 часов. На печать остальных деталей понадобилось около 4 часов.
Вот какими настройками я пользовался:
- Скорость печати: 60 мм/с.
- Высота слоя: 0,2 мм (хорошо подходит и 0,3 мм).
- Плотность заполнения: 20%.
- Температура экструдера: 210 °С.
- Температура стола: 55 °С.
Шаг 8. Подготовка основных частей корпуса
Перед сборкой основных частей корпуса их стоит зачистить наждачной бумагой. После этого в соответствующие места корпуса нужно поместить закладные гайки и закрепить их, нагрев паяльником.
Шаг 9. Установка разъёма питания
Разъём питания помещают в предусмотренное для него отверстие, располагающееся в правой части корпуса. Затем его фиксируют гайкой. Для окончательной фиксации разъёма используется горячий клей.
Шаг 10. Установка вентилятора
Вентилятор надо вставить в одну из частей корпуса, а потом — поставить на место вторую часть корпуса. Части этой конструкции должны плотно прилегать друг к другу. Прежде чем продолжать работу — нужно убедиться в том, что вентилятор правильно ориентирован в корпусе — то есть — что он втягивает воздух спереди и выбрасывает его сзади.
После того, как детали корпуса соединены, нужно подвести провод вентилятора к тому месту корпуса, где будет смонтирована панель управления.
Шаг 11. Подготовка картриджа фильтра
Готовый картридж
Вентилятор, используемый в нашем дымоуловителе, будет втягивать ядовитые газы, выделяющиеся при пайке. Но если не принять соответствующие меры — те же газы вернутся в помещение, в котором производится пайка, они будут так же вредны для здоровья, как и в момент их образования. Эту проблему можно решить, пропустив воздух через фильтр с активированным углём.
Я вырезал фильтр, предварительно измерив размеры картриджа. Здесь, для повышения эффективности очистки воздуха, использованы два куска фильтра.
После того, как вырезаны необходимые куски фильтра, их помещают в картридж и соединяют его части.
Шаг 12. Закрепление решётки вентилятора
Теперь надо закрепить решётку вентилятора на задней части устройства. У моего вентилятора уже была такая решётка, в комплекте с ним шли 4 винта M5x10, поэтому я ими воспользовался. А если нет винтов — решётку вполне можно прикрепить к корпусу клеем.
Шаг 13. Подключение электронных компонентов и сборка устройства
В ходе окончательной сборки устройства нужно установить переменный резистор регулятора скорости, светодиод и выключатель в соответствующие места передней панели. Потом нужно спаять все соединения в соответствии с принципиальной схемой устройства, не забыв при этом об изоляции и защите мест пайки с помощью термоусаживаемой трубки.
Положительный провод от выключателя нужно подключить к входу регулятора скорости DC IN +, отрицательный провод от разъёма питания надо подключить к входу регулятора DC IN -. Затем провода вентилятора надо подключить к выходам регулятора MOTOR OUT + и MOTOR OUT -.
Компоненты, смонтированные на передней панели, нужно зафиксировать горячим клеем. После этого можно установить на место переднюю панель устройства и закрепить её парой винтов M3.
Шаг 14. Итоговые испытания устройства
Теперь дымоуловитель готов к итоговым испытаниям. Осталось лишь подключить к соответствующему разъёму, расположенному с его правой стороны, кабель адаптера питания, включить адаптер и щёлкнуть выключателем. После этого должен включиться светодиод. Установить скорость вентилятора на максимум можно, переведя ручку переменного резистора в крайнее правое положение.
Если теперь поднести к дымоуловителю паяльник, на котором имеется немного флюса, от которого идёт дым, можно заметить, что этот дым втягивается вентилятором. В моём случае оказалось, что устройство хорошо показывает себя тогда, когда паяльник находится в 10 — 15 сантиметрах от него.
Возможности моего дымоуловителя ограничены используемым в нём вентилятором (воздушный поток — 74 CFM, 126 м3/час; скорость вращения — 1350 об/мин). Низкий уровень показателя CFM вентилятора означает, что для обеспечения эффективной работы дымоуловителя его нужно размещать достаточно близко к месту пайки. Если эту дистанцию нужно увеличить — можно поискать вентилятор, обеспечивающим более высокий уровень воздушного потока.
Пользуетесь ли вы дымоуловителями при пайке?
Комментариев нет:
Отправить комментарий