Kako napreduje ovaj moj projekat sa drajverom za lemilice sve više i više ulazim u samu materiju i sagledavam probleme za koje nisam znao ni da postoje. Uvek mi je bilo čudno što moram da setujem lemilicu na 300-350°C da bi nešto zalemio kada se standardna 60/40 kalajna žica topi na 180-190°C. Čak i bezolovne kalajne žice se tope na temperaturama ispod 250°C. Problem je u tome što onog trenutka kada vi krenete da lemite temperatura vrha drastično padne sa temperature na kojoj je bio te kada vi namestite lemilicu da lemite na 350°C lemno mesto ne prelazi 250°C!! Evo ga jedan grafik kako to izgleda na HAKKO lemilici (stara generacija HAKKO936, jedna od najpopularnijih profesionalnih stanica u svetu, i ubedljivo najvise klonirana lemna stanica na svetu, i novija generacija HAKKO FX888, obe lemilice imaju grejač i senzor u dršci dok je vrh obican komad bakra presvucen gvožđem i niklom, osnovna razlike između ove dve lemne stanice je što noviji HAKKO FX888 ima senzor postavljen na drugo mesto).

HAKKO FX888 i HAKKO 936 temperatura pri lemljenju

HAKKO FX888 i HAKKO 936 temperatura pri lemljenju

Ako ne razumete grafikon, evo kratkog objašnjenja. Od 0 do 10sec vidimo crvenu liniju koja je na 350°C. Ta linija predstavlja temperaturu vrha. To nije temperatura vrha koju vidi sama lemna stanica svojim senzorom vec je to prava temperatura vrha merena tako sto je u sam bakarni vrh ugradjen senzor. U desetoj sekundi je vrh dodirnuo prvu lemnu tacku (PCB via) i vidimo kako se manj temperatura lemne tacke sa 25°C do 250°C i kako temperatura vrha pada sa 350°C do 300°C. Zatim smo podigli lemilicu sa te tačke (kada je tačka nakvašena kalajem) i prešli na sledeću i tako zalemili 5 lemnih tačaka. Od osamdesete sekunde vidimo isto to samo sa HAKKO936.
Ono što možemo videti sa ovog grafika je da izmeštanjem senzora u povećanjem snage same lemilice ubrzavamo vreme lemljenja ali i dalje stvarna temperatura vrha mnogo beži od vrednosti nasetovane na samom drajveru (350°C u ovom slučaju).

Rešenje za ovaj problem se nalazi u boljem pozicioniranju senzora. Da bi to uradili, profesionalni lemni sistemi koriste različite sisteme za merenje temperature samog vrha. Od prastarog Weller štosa da u vrh ubaci magnet koji ima određenu kurijevu tacku te tako sam sebe održava na određenoj temperaturi do novih vrhova koji više nisu “glupi komad bakra” već se grejanje i merenje prebacuje iz drške u sam vrh. Ako pogledamo profesionalnu klasu HAKKO lemnih stanica, npr. HAKKO FX951 videćemo da se u dršci više ne nalazi “ništa”. Drška je u ovom slučaju bukvalno to – drška, ona ima na sebi kabl i prihvatač za vrh. Vrh u ovom slučaju više nije glupi komad bakra već u sebi sadrži i temperaturni senzor i sam grejač tako da pri proizvodnji vrha senzor može da se smesti u sam vrh, ne postoji problem kontakta između senzora i vrha a grejač opet može da bude adekvatne snage (ne kao do sada isti grejač za sve vrhove) i da bude koncentrisan “gde treba”. Ovakav vrh je naravno malo skuplji od “glupog bakarnog” ali, ne znam kako, proizvođači su uspeli da zadrže cenu vrlo realnom. Prosečan kvalitetni “glupi” vrh košta oko $5 dok prosečan “pametni” vrh (tip cartridge) košta oko $12. Ako uzmemo u obzir da kada zamenite vrh zamenili ste i senzor i grejač, to je vrlo prihvatljiva cena (samo još da su i same lemne stanice prihvatljive).

Ima mnogo proizvođača pametnih lemilica, ja dosta spominjem HAKKO (japanski brend, veoma kvalitetan možda u svetu najrasprostranjeniji, najvise kloniran…) iz razloga što ja imam jedan original i jedan klon i sa njihovim programom sam najbolje upoznat. Uz njih sam krenuo da pravim ovaj moj drajver kako bih probao programski da rešim mehanički problem izmeštenog senzora. Da probam da prepoznam kada je krenulo lemljenje i na vreme krenem da grejem vrh…. Kako mi za taj drajver treba sprava koja radi to što hoću da izvedem kako bi mogao da uporedim rezultate, a i pošto mi treba još jedna dobra lemilica rešio sam da se obradujem sa novom spravom i uzmem sebi jednu lemnu stanicu koja trosi ove pametne vrhove. Rešio sam u startu da izbegnem Evropske proizvođače (Ersa i ekipa) pošto su malo nenormalni sa cenama i finalna odluka je pala između HAKKO FX951 i PACE ST50 stanica. Japanski HAKKO je cca 30% jeftiniji i ima odličnu podršku ali PACE ima patentirane microwave vrhove koje HAKKO ne sme da prodaje u Evropi i Americi tako da ja ne mogu da dođem do njih…. Za razliku od HAKKO-a, PACE u Srbiji ima i regularnog zastupnika, momci su vrlo spremni da pomognu i savetom i na svaki drugi način, imaju servis. Uz sve to PACE vrhovi su i nešto jeftiniji od HAKKO vrhova tako da sam finalno odlučio da uzmem PACE ST50. Naravno uzeo sam ga u USA pošto je cena ipak dosta niža nego kada se na nju doda Srpska carina, transport, marža, pdv, porez na srpstvo, porez na Kosovo, porez na SPC, porez na to što kupujes spravu skuplju od 10$, porez što si ostao u Srbiji, porez što si glasao …

Da ne dužim, sprava izgleda ovako:

PACE ST50

PACE ST50

 

Ništa spektakularno, aluminijumski profil, prednja maska ima on/off prekidač, jednu ledaru, 3 dugmeta i led displej sa 3 sedmosegmentna “karaktera”. Ima sa strane mesto da se za samu bazu pričvrsti držač za dršku, nosač za policu, držač za vrhove … Pozadi ima šteker (onaj standardni “kompjuterski” tropinski) za 230VAC i ima šteker za “instant set-back caddy”.

Unutra je isto vrlo jednostavna. Kvalitet izrade je očigledan. Jedan torus za napajanje, sve uredno, PCB sa prednje strane, dvostran, populisan sa obe strane. MCU koji tera celu spravu je NXP P87C51RB+4A, dakle klasican OTP ’51. Cela sprava interno radi na 5V.

PACE ST50 skinut zadnji poklopac

PACE ST50 skinut zadnji poklopac

 

PACE ST50 skinut prednji poklopac

PACE ST50 skinut prednji poklopac

 

PACE ST50 PCB

PACE ST50 PCB

PACE ST50 pcb1

PACE ST50 pcb

PACE ST50 weird capacitor

PACE ST50 weird capacitor

Šta je ovaj kondenzator – nemam pojma, tj. vidim da je 6800uF ali je malo povelik za 6800uF 10V (cela plocka je na 5V znaci ne treba mu više), piše 50WV .. pretpostavljam da je to 50V mada ne kontam sta predstavlja ono W (ovo W je “Working Voltage”, imam ja drugare koji znaju kada ja ne znam :D ) … a dodatno me cudi cemu služi 50V ovoliki kond. Izgleda da on tuče DC u grejač a ne AC. Na gornjoj slici vidimo 10 tranzistora ili sta su već ( 7XMN / 4A06 ) na ulazu gde dolazi AC napajanje ..

Konektor sa zadnje strane sprave ima 3 pina: 5V, GND i još jedan. Taj jedan je pull up-ovan na 5V koliko sam ja izmerio i vezan je direkt na mcu na pin 5 (P1.3/CEX0). Ja sam probao da ga spustim na GND i ništa se nije desilo, tako da pretpostavljam da po tom pinu ide nesto više od on-off već da piči neki 1wire ili tako nešto.

Elem, obzirom na ovaj veliki kondenzator i precizni 0.050000R shunt na ploči, kao i odsustvo triaka pretpostavljam da lemilica definitivno tuče PWM-om DC u grejač.

Neke interesantne osobine

  • Vrhovi koštaju 10-15$ zavisi od vrha do vrha. Vrhovi postoje u dve osnovne verzije i to su “obični” vrhovi koji imaju gvožđe pa nikl preko bakra i “dijamantski” koji preko bakra imaju poseban sloj gvožđa koji je filovan dijamantskom prašinom. Fora sa ovom dijamantskom prašinom je da su vrhovi mnogo izdržljiviji nego kada preko bakra ide čisto gvožđe
  • PACE ima čuvene vrhove sa “udubljenjem” koji služe za lemljenje smd čipova. To udubljenje pomaže u čišćenju viška kalaja sa pinova i olakšavaju / ubrzavaju lemljenje višestruko. Ovu vrstu vrhova je patentirao PACE i u USA i Evropi tu vrstu vrhova pored njih sme da prodaje samo Weller pošto su platili PACE-u prava za korištenje. Ovi vrhovi su jedan od osnovnih razloga što sam se ja odlučio za PACE a ne za HAKKO
  • PACE ST50E (E je od Europe, tj 230V verzija) koristi IntelliHeat tehnologiju te na nju mogu da se okače 2 vrste drški. TD-100 drška za koju sam se ja odlučio koristi ove “pametne vrho0ve” dok PS90 koristi “obične glupe vrhove”. Pored klasičnih drški na ovu stanicu može da se okači i pinceta TT65 ili MT100. Sve drške i pincete imaju varijantu sa i bez azotne sredine za lemljenje
  • Auto SetBack opcija ove lemne stanice se aktivira ako za neko predefinisano vreme (bira se iz menija od 10 do 90 minuta) niste koristili lemilicu ona spušta temperaturu lemilice na 175°C kako bi produžila radni vek vrha. Iz ovog moda izlazite tako što stisnete crveni taster. Svaki put kada koristite lemilicu brojač za auto setback se resetuje i ta detekcija da li lemilicu koristite ili ne radi zastrasujuce dobro
  • Auto gašenje lemne stanice. Ako ste neko predefinisano vreme (bira se iz menija 10 do 90 minuta) ostavili lemilicu u setback modu lemilica ce se ugasiti. Odlična opcija za nas koji često ostavimo lemilicu da “nešto završimo” i onda se vratimo kući posle 3 dana
  • Menjanje vrhova na živo. Svi proizvođači lemnih stanica govore kako je bitno koristiti odgovarajući vrh za odgovarajući lem. Za lemljenje nekog TQFP-a ili MSSOP-a treba da se dohvatite MicroWave vrha ali ako lemite 0603 otpornik onda vam treba neki mini chisel a kada treba zalemiti trough hole konektor onda neki konus ili veći chisel tip rešava problem. Sa standardnim glupim vrhovima ovo znači da ili imate nekoliko štapova pa ih menjate, ili lemite prvo sve što vam treba sa jednim vrhom, sačekate da se ohladi, zamenite ga, pa lemite sa drugim .. Ono što TD-100 drška daje kao mogućnost je 2sec izmena vrha. Uz štap dolazi i posebna silikonska “traka” kojom lepo uhvatite vruć vrh, izvadite iz štapa, ostavite na tome predviđeno mesto na držaču drške, i zabodete u dršku novi vrh, sve to na živo i sve za 2sec

.