中華製ステーション型はんだごてを作ってみました。
Qiitaの下記記事で紹介されているものです。。
https://qiita.com/nanbuwks/items/bd594a1acf8ab1d90b60
本記事は、上記記事を参考に組み立てたときにわかりにくかった箇所のメモ等をまとめたものです。
これまで、HAKKOのステーション型はんだごて936というのを20年程使っていましたが、どうも温度設定の割に熱量の不足を感じていました。このこて1本で、0.5mmピッチのデバイスから、2A3等の真空管をはんだ付けを1本でこなしていましたが、どうもベタグランドやコネクタ類のはんだ付けに力不足を感じるようになっていました。
今回組立てたはんだごては、HAKKOのT12というこて先とヒーターが一体型のもの（の互換品）で、最大入力電力は70W（936は50W)です。類似のキットのメーカーのページには8秒で300℃に達するなんて書いてあります。（話半分かと思っていたら本当でした）
- 特徴
はんだごてキット！ はんだごてをはんだづけしよう！
T12規格 70W 温度調整はんだごて
ステーション型で手持ち部分は軽い！
デジタル制御！ なおかつ制御は STM互換マイコンでファームウェアHackできるぞ
AVTOKYO彫刻済 - いろいろセット！
普通に買うと高いこて先が3タイプ
アース付きACプラグと、アースなし用の変換アダプタ
ハンダゴテ台もセット！ すぐに使えるぞ！
T12の構造は以下のようです。接点が3つしかありません。これでどうやって温度コントロールするのか不思議でしたが、ヒーターと熱電対が一体化され直列に接続されているようです。ヒーターがOFFの期間に熱電対で温度を測定するようです。
組み立てに必要な情報はQiitaの記事のみ。
キット内にドキュメントは一切なし。メーカーのサポート情報も一切なし。
潔いなぁ。
以下は、QiiTAの記事を参考に組み立てたときにわかりにくかった箇所のメモです。
- 6pinコネクタへの収縮チューブのかぶせ方
このコネクタのはんだ付けが、普段コネクタ類のはんだ付けの経験がない方には最初の鬼門だと思います。コネクタのピッチが狭いので、熱収縮チューブで絶縁が必要です。最低2, 4, 6ピンに8mm程度の収縮チューブをかぶせて隣同士との接触を避ける必要があります。
はんだ付けの際には、配線とコネクタの接点に予備はんだをし、さらにはんだスタンドやマスキングテープ等、あらゆる手段を駆使して動かないように固定しておくのが成功のコツです。
また、はんだ付け中に収縮チューブに熱が伝わると悲しいことになるので、ヒートクリップ等で熱を遮断しておくとよいと思います。
- はんだごて側の黒色の線の接続がわかりにくい
はんだごて側の配線は、はんだこてを裏から見て、左、上、右に端子がありますが、左が赤、上が緑、右が青と黒と傾斜SWがつながります。
傾斜SWは、金と銀のリードが出ていますが、銀をこて先に接続します。
左と右がヒーター、上の端子がこて先をアースに落とす配線です。
３ピンとも大き目のチューブで絶縁したほうがよいです。
このファームウェアでは、傾斜SWの向きを逆に取付ても実害はないようです。
Sleep状態から、こて先を下から上に向けたときにSleepが解除されるか、こて先を上から下に向けたときにSleepga解除されるかの違いになるようです。
Sleepへの移行は、こての向きに関係なくデフォルトで5分です。（時間はメニューで変更可能） - はんだごての一番先の太いチューブの中に、シリコンチューブがあるが、これはこて先を換えたときに取り換える必要あり？ちょっと手間です。
こて先の交換は、先端からこて先のみを引き出すのが正しいようです。（シリコンチューブは内部に残る） - パネルに取り付ける６ピンコネクタのスプリングワッシャはパネル側に取り付けた方がよいです。基板がパネルに対し水平になります。
- OLEDを、パネルと密着するように取り付ける
基板をパネルに取付てから、OLEDの端子をはんだ付けするとパネルと密着できます - 付属していたつまみは、長すぎて奥までいれるとクリックできない。これはちょっとよろしくないですね。
私は秋月の20円のつまみに交換しました。中にナット等を詰め物しても回避できるかも？
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00253/ - 電源基板と基板の接続がわからない
電源基板から出ている線がプラスもマイナスも赤色という中華仕様です。電源基板から2本出ている赤い線の奥側に＋のシルクがあります。一応テスターで電源から24Vが出力されていることを確認しておいた方がよいと思います。
電源と、制御基板の接続は以下の写真の様になります。
電源基板から出ている100kΩの抵抗は、5cm程度に切ったキット付属の(赤色の)リード線をはんだ付けし絶縁チューブで保護した後、制御基板のロータリエンコーダの足にはんだ付けします。（全部赤！）
- 全体的にはんだ付けは中級？以上の方向け
コネクタのはんだ付け等に、ある程度熱量のあるはんだごてと、ある程度の経験が必要と思います。
カスタムファームを開発されている方のGitHubから引用しました。6ピンコネクタのピン配が異なっていますが、ほぼこの回路だと思います。熱電対のアンプは半固定抵抗で、ゲイン調整ができるようになっていますが、設定メニューからゲイン調整が可能なのでここはいじらずにおきます。
このはんだごてで使えそうなカスタムファームウェアの入手先は以下です。現在検証中ですが、配布されているままのソースだと私の個体だと今のところ温度が安定していません。
制御基板とファームの書き換えに必要なST-Linkの接続は以下です。ヘッダピンはL字型のものをCPUと干渉しないようにナナメにつけています。RSTの配線はヘッダピンに出ていませんので、CPUとC1の接続箇所（C1の頭）に直接はんだ付けしています。
とあるジャンク市でMAX31855（K型熱電対アンプ）を仕入れてきたので、こて先の温度特性を計測してみます。センサーアンプは零点補正が不要(無調整）で、誤差も２，３℃と非常に優秀です。
熱電対は、HAKKOのはんだごて用センサ191-212（の互換品？）にを使用。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B07K1TVTXT/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1
マイコンと表示部は、みんな大好きM5Stackで。
こういうのが簡単に作れるのがよいですね。
注意点として熱電対と並列に10nFのコンデンサを抱かせないと、ノイズでMAX31855がエラーを吐きます。（MAX31855のマニュアル参照）
現状4700pFのコンデンサを抱かせていますが、エラーは完全に抑制できていません。
測定結果を以下に示します。
はんだごての当て方や、こて先への予備はんだの状況で温度は10℃ぐらいは変化します。
熱電対との熱結合を最大にするため、K型はんだごてにはんだを盛り、その中に熱電対の接合部を差し込む様な感じで、各測定点の最大温度を測定してみました。
ちなみに、現有のはんだごてステーションHAKKO 937の設定340℃の温度を測ってみると300℃と40℃も低いことが判明しました。入手して20年以上？、一度も校正していませんでした。
このはんだごては、設定メニューの中で、温度キャリブレーションができます。
設定値を1.00⇒1.03に変更し、3%程度マイナス側に補正しました。
最終的に、可搬性を考慮して（どこに持っていくのか？）マイコンと表示器をM5StickCにしました。
はんだごてにPowerがはいってからのこて先の温度推移を以下に示します。うたい文句通り、8秒でこて先が300℃に達しています。（温度設定が400℃の場合です）
自作温度計の精度が気になるので、アリエクで送料込み\1,252で買ったHAKKOもどきの温度計と比較してみました。330℃の設定で、測定した結果が±5℃程度なので、温度が大きくはずれていることはないと思います。
- 高性能なはんだごてができた。
- はんだ付けがますます楽しくなりそうです。
- カスタムファームウェアをいろいろ楽しめそうだ！
以上