Dnes nezapojíme ani jeden obvod. Namísto programování arduin, espů nebo rpíček budeme jako starý dobrý Béďa žhavit drát. Každý začínající bastlíř totiž dříve či později a chtě nechtě sáhne po páječce – a to třeba jen proto, aby spojil několik drátů dohromady.
Tentokrát si tedy představíme všechny základní typy páječek, jejichž cena se pohybuje od stokoruny na čínském Aliexpressu až po tisíce, za které získáte kvalitní pájecí pera s přesnou regulací teploty a třeba i možností uložení několika různých profilů pro různé situace, jak to umějí české mikropájky Diametral.
Transformátorová páječka
Ať už jsou mezi vámi zkušení elektrotechnici, anebo absolventi klasické filologie, snad každý se v životě setkal s trafopájkou – pájecí pistolí, kterou na zahraničních e-shopech najdete zpravidla pod názvem soldering gun.
Její konstrukce je naprosto primitivní. Uvnitř plastového těla není v podstatě nic jiného než velký a těžký transformátor. Vstupních 230 V je přivedeno na jeho primární vinutí a na okruh toho sekundárního je připojená samotná pájecí smyčka – hrot. Když trafopájku zapnete, obvodem začne protékat velmi vysoký proud a hrot díky vyššímu odporu přemění energii na teplo.
Klasická trafopáječka, její typický hrot a primitivní nitro, jak jej prezentuje Wikipedie
Hlavní výhodou trafopájky je bezkonkurenční rychlost. Když ji sepnete, špička hrotu se téměř okamžitě rozehřeje až na několik set stupňů, přičemž zároveň během několika sekund bezpečně vychladne. Ostatní páječky se naopak žhaví na stanovenou teplotu až desítky sekund nebo i celé minuty a ještě déle chladnou.
Na stranu druhou, trafopájka má i několik úskalí. Tím prvním je hmotnost. Trafo je opravdu těžké, což může dělat problémy zejména subtilnějším geekům. Na stranu druhou, můžeme to považovat za jakousi formu bezplatné posilovny a činku pro nerdy.
Druhou slabinou je odhad správné teploty. Pokud sepneme spínač na příliš dlouhou dobu, hrot se zahřeje až příliš, což v lepším případě jen přepálí samotnou pájecí hmotu a sníží vodivost spoje, anebo v horším případě zničí některé citlivější součástky. Ostatně v dokumentaci každé elektrické součástky se dočtete, jaké snese při pájení teploty.
Do třetice a čtveřice. Při zapnutí a vypnutí pájky se může v obvodu vytvořit silný elektromagnetický pulz (spike), který opět může způsobit neplechu některým velmi citlivým součástkám – často se píše třeba o GPS a dalších rádiových přijímačích.
Zatímco jednoduchý hrot brzy degraduje a praskne, tzv. věčný hrot má díky speciální ochraně mnohem delší trvanlivost.
A na úplný závěr, základní pájecí hrot postupně degraduje, odtává společně s pájkou, a tak relativně brzy praskne a musíte jej vyměnit. Tento neduh lze vyřešit nákupem tzv. věčného hrotu, který seženete v každém pořádném elektroobchodě za pár desetikorun.
Věčný hrot je díky speciální ochranné konstrukci odolnější, takže vydrží mnohem déle. Na jemné pájení se hodí třeba nejmenší 0,8mm věčný hrot, který po čase vyměníte hlavně proto, že jej všemožné zprohýbáte a příliš zašpiníte, než aby prasknul.
Elektrické pájecí pero, tedy mikropáječka
Druhou možností jsou tzv. mikropáječky neboli pájecí pera. K dispozici jsou v mnoha provedeních, přičemž k těm nejrozšířenějším patří samostatné pero připojené rovnou ke zdroji 230V napětí, které na zahraničních e-shopech koupíte doslova za pár dolarů, a pájecí stanice, kdy je pero připojené k základně, která má buď jen primitivní otočný regulátor pro nastavení teploty, anebo rozměrný displej a řídící čip pro hromadu dodatečných funkcí.
Nedílnou součástí pájení jsou „třetí ruce“ – tedy variabilní držák, který na zahraničních e-shopech seženete za pár dolarů. Tento má i lupu vyzbrojenou sadou LED svítidel.
Jak už jsem napsal výše, pájecí pero má mnohem větší tepelnou setrvačnost, namísto tenké smyčky trafopájky, která se hned rozžhaví a zase vychladne, totiž disponuje mohutnějším hrotem s větší tepelnou kapacitou. Levné a slabé mikropájky za stovku dosáhnou teploty 200 °C třeba až za minutu a ještě déle chladnou, proto se mikropájka nevypíná, ale odkládá do speciálních držáků.
Ať už k pájení použijete trafopájku nebo pájecí pero, technika zůstává povětšinou stejná. Nejprve zahřejete místo, kam chcete nanést pájecí slitinu, no a pak už stačí přiložit trubičkovou pájku s tavidlem (kalafunou) v jejím nitru. Díky tomu by se neměla přilepit k páječce ale zteče tam kam má – tzv. se smáčí. V tomto případě k samčímu pinu, u kterého vytvoří malý kužel roztavené slitiny.
Začátečníka také při počátečním spuštění může překvapit zápach, kouř a zakalení hrotů, kdy se vypaluje jejich povrch a všechny případné nečistoty.
Pak tu jsou už jen samé výhody. Pero se dobře drží a hroty lze snadno měnit, takže vedle základního kuželu seženete i další tvary, které pomohou tomu, aby se pájka v místě kontaktu rozlila přesně takovým způsobem, jak to zrovna potřebujete.
Mikropáječka Diametral HBT-1050
Vrcholem jsou pájecí stanice. Pozor, rozhodně nejsou určené pouze profesionálům – nejlépe poslouží právě začátečníkům, kteří ještě nemají pájení v ruce, neodhadnou vhodnou teplotu a také okamžik, kdy se pájka začne přepalovat a výsledkem bude třeba snížená vodivost spoje, která způsobí problémy v celém obvodu.
To je ostatně i můj případ. Ačkoliv jsem bastlení propadl jako mnozí z vás, chybí mi klasický základ technické SŠ, a tak s pájecím umem bojuji dodnes a tiše obdivuji kolegu Tondu Trčálka z redakce Computeru, který s trafopájkou v ruce připojí na desku i drobný čip.
HBT-1050 od českého Diametralu aneb mikropáječka pro fajnovky
O něco lépe jsem se naučil pájet až s českou stanicí Diametral HBT-1050, za kterou sice zaplatíte oproti levným modelům z eBaye pořádný balík peněz – výrobce ji nabízí za 4 223 korun s DPH, s trochou nadsázky se však spíše než do dílny bude hodit do obývacího pokoje hned vedle Macbooku. Výrobce totiž základnu schoval do bílé a lesklé schránky s rozměrným čelním displejem, kterému vévodí rotační ovladač. Stanice vypadá spíše jako maličká Hi-Fi věž.
Pájecí pero s univerzálním a dostatečně tenkým hrotem. Samozřejmě jej můžete vyměnit za jiný. Pero se mi velmi dobře drželo.
HBT-1050 nabízí přesné nastavení rozsahu teploty v rozmezí 80 až 450 °C a konfiguraci několika profilů. V podstatě tedy u toho nejpoužívanějšího stačí stisknout jedno tlačítko a za pár desítek sekund je už pero připravené třeba na připájení samčích pinů na drobné destičce luxmetru BH1750, který vám právě dorazil v pěnové žluté obálce z čínského Šen-čenu.
Rozměrný displej, české menu a nastavení čtyř teplotních profilů T1-T4
Pájecí stanice od Diametralu dále disponuje režimem turbo, který hrot co nejrychleji rozžhaví na maximální teplotu, nebo naopak úsporným režimem, který sníží teplotu na polovinu, což se hodí pro případy, kdy budete mít pero delší dobu odložené v držáku. Zejména školy nakonec ocení funkci zámku, kdy lze konfiguraci zablokovat, aby ji nikdo neměnil.
Jedinou slabinou pájecí stanice je držák pera, které z něj snadno vypadne. Klasická konstrukce držáku je mnohem stabilnější.
Mikropáječka Diametral SBL530.1A
Pro srovnání mi od Diametralu dorazil ještě jednodušší a levnější model stanice. Základní tepelné vlastnosti SBL530.1A jsou stejné – pero rozžhaví hrot na 80 až 450 °C, jako displej nicméně poslouží pouze jednoduchý segmentový LED pro zobrazení aktuální nebo cílové teploty, k čemuž slouží jedno z funkčních tlačítek.
Klasická mikropájecí stanice od Diametralu SBL530.1A se segmentovým LCD displejem
Na stanici je vedle konektoru pera nakonec ještě další otvor pro připojení vypínací logiky jakožto volitelného příslušenství. Tento obvod je součástí držáku pera, takže když jej do něj odložíte, stanice to detekuje a po určité době sníží teplotu, aby se hrot zbytečně nepřepaloval.
Základní model mikropáječky možná není na pohled tak sexy jako bílá schránka vyššího modelu, nicméně je o tisícovku levnější a pero samotné je velmi podobné a opět samozřejmě s výměnnými hroty.
Pájecí pero stanice SBL530.1A. To ze stanice HBT-1050 se mi drželo lépe. Tyto detaily jsou nakonec zdaleka nejdůležitější.
Diametral není jediný výrobce a čínské e-shopy nabízejí nepřeberné množství i o řád levnějších variant, nutno ovšem počítat s tím, že tomu mnohdy odpovídá jejich kvalita a zpracování.
Pro naprostého začátečníka bude pájení ten nejkritičtější bod bastlení, protože zničený obvod na rozdíl od chyby v kódu jen tak snadno neopravíte. Je to opravdu jedna z mála oblastí, kde možná nemá smysl šetřit a kupovat tu úplně nejlevnější mikropáječku z Aliexpressu.
Plynové pájecí pero
Vedle elektrických mirkopáječek nakonec seženete i ty plynové – třeba model Parkside za pětistovku, který nabízí e-shop řetězce Lidl. Plynovými hořáky se často pájí velké plochy, třeba kovové trubky, model z Lidlu je však určený pro jemnou práci. V balení najedete hned několik tvarovaných hrotů a zásobník plynu lze doplnit propanbutanovou směsí.
Plynová mikropájka nepotřebuje zdroj napětí
Hlavní výhodou plynového pájecího pera je samozřejmě mobilita. Je lehké, můžete jej v ruce držet stejně jako propisku, nebude vám nikde zavazet žádný napájecí kabel a hlavně jej můžete použít v podstatě kdekoliv, kde nemáte žádný zdroj slušného napětí.
V sadě plynové mikropájky Parkside najdete tři různé hroty pro různé smáčení pájky
Já jej nicméně zmiňuji hlavně jako exotickou atrakci, pro pájení v citlivé elektronice bych jej totiž použil opravdu jen jako poslední možnost. Jednoduše z toho důvodu, že primitivní pero nemá přesný regulátor teploty, ale pouze čtyřstupňové nastavení síly hořáku – podobné tomu na běžném zapalovači.
Plynová mikropájka v akci. Hrot se za několik desítek sekund rozžhaví na 300 °C.
Těžko tedy odhadnete, kdy má hrot správnou teplotu. Buď bude příliš nízká, anebo naopak snadno přesáhne 300 °C a vy budete zbytečně přepalovat pájku. Zároveň platí, že oproti trafopáječce a v tomto případě i oproti elektrickému peru bude velmi dlouho chladnout.
Horkovzdušná pájecí stanice
Nakonec nesmím zapomenout na horkovzdušné pájení, kdy se cílová oblast nezahřeje kontaktem s horkým kovovým hrotem, ale proudem stejně horkého vzduchu z pistole. Tato technika se používá pro pájení drobných SMD součástek, jejichž kontakty pokryjete speciální pastou, která se pak nataví a zteče na kontakty právě působením velmi horkého vzduchu, jehož teplota může dosahovat stovek stupňů Celsia.
Horkovzdušná pájecí stanice za pětistovku Tondy Trčálka z Computeru. Je s ní spokojený a já mohu pouze potvrdit, že jsme s ní úspěšně spájeli několik SMD čipů – třeba holé moduly ESP-12.
Tvar proudu lze samozřejmě upravovat nejrůznějšími násadami, nicméně působení je přeci jen relativně plošné, a tak horkovzdušnou pistoli můžeme použít i k pravému opaku a odpájení součástek, kdy se v ideálním případě naráz roztaví pájecí slitina na všech pinech, takže součástku snadno odstraníte.
Stejně jako u mikropájecích stanic i v tomto případě seženete ty horkovzdušné na čínských e-shopech doslova za pár set korun, anebo v profesionálním provedení, kde se může cena vyšplhat do tisíců. Ty dražší nemusejí být tak rozměrné, lépe se drží a umožňují jemnější práci.
Vodivý inkoust
Na úplný závěr zmíním ještě jednu atrakci čínských e-shopů: vodivý inkoust, který lze jako vodivou masku použít k vytvoření obvodu třeba na povrchu, který nemůžete zahřát. Nabízí se třeba papír. Kvalita a provedení takových fixů je různá a s tím souvisí i jejich cena.
Já si na zkoušku pořídil toto vodivé pero na čínském Banggoodu v přepočtu asi za 200 korun a s udávaným objemem šesti mililitrů. Uvnitř pera by měl být podle výrobce měděný a niklový prášek společně s lakem, který během několika desítek sekund zaschne. Těžko říci, kolik snese wattů, to však ale s trochou nadsázky poznáte poté, co papír pod spojem začne doutnat a hořet.
Čínské pero s vodivým inkoustem, který se skládá z měděného prášku s niklem a laku, který do minuty zaschne a drží vodivou hmotu pohromadě.
Perem musíte na začátku hodně zatřepat, přesto přes kuličku tu a tam projde více či méně prášku, než potřebujete, takže zapomeňte, že na papíru, dřevě nebo jiném podkladu nakreslíte přesné a tenké čárky srovnatelné s tištěným obvodem.
Je to spíše legrace pro děti a jen za určitých okolností pomocník, který by mohl zapravit nějaký neduh třeba na tištěné desce.
A to je pro dnešek vše. Pájení je alfou a omegou bastlení a dříve či později se mu nevyhne naprosto nikdo. Oproti programování vyžaduje určitý řemeslný cit, jemnou motoriku a zpočátku trpělivost, dobrá páječka a vhodná trubičková pájka je tedy základ.
