Elwik JS-30 – schemat regulatora temperatury, triak, PID, naprawa lutownicy

Pytanie

Lutownica elwik js30 schemat regulatora

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Oryginalny schemat regulatora lutownicy Elwik JS-30 nie jest publicznie dostępny; producent nie udostępnia dokumentacji serwisowej.
• W praktyce stosuje się dwa rozwiązania:
  1) najprostszy zewnętrzny regulator fazowy na triaku (tzw. „ściemniacz”),
  2) dokładniejszy, zamknięty regulator z czujnikiem temperatury (np. termoparą) i sterowaniem w zerach.

Szczegółowa analiza problemu

1. Charakterystyka lutownicy JS-30

• Typowa moc 30 W, zasilanie 230 V AC.
• Brak wbudowanego pomiaru temperatury – sama lutownica jest elementem grzejnym (nichrom lub ferromagnetyk).
• Transformator występuje w wersjach „JS-30Z” z zewnętrznym zasilaczem, w klasycznej JS-30 nagrzewanie jest bezpośrednio z sieci.

2. Układ otwarty – regulator fazowy (najczęściej spotykany)

Sercem jest triak, którego kąt załączenia w każdym półokresie ustala się RC-układem z diakiem:

230 V~  ───L────┬─────────────┐
                │             │
                │            (T2)
              [TRIAC]─┬───────┘
                │     │
                │    ┌┴┐ D
                │   [D1] Diak
                │    └┬┘
                │     │
                │   ┌───┐  C1 100 nF/400 V
                │   │   │─────────┐
       R1 4.7kΩ │   │   │         │
230 V~  ───N────┴───P1 470 kΩ─────┘

Parametry typowe:
• Triak BT136-600 lub BT138-600, min. 4 A.
• C1 = 100 nF (X2, 275 V AC)
• D1 = DB3 (30 V)
• P1 220–470 kΩ + rezystor szeregowy 4.7–10 kΩ (ogranicza prąd diaka).
Po zmianie R · C przesuwamy moment zapłonu → średnia moc grzałki maleje lub rośnie.

Zalety: ekstremalnie proste; wystarcza przy lutowaniu elementów o niskiej pojemności cieplnej.
Wady: brak stabilizacji – temperatura zależy od obciążenia, zakłócenia EMI.

3. Układ zamknięty – sterowanie w zerach z PID

Elementy kluczowe: termopara typu K w grocie (lub termistor 100 Ω w tulei), wzmacniacz pomiarowy (MAX31855, INA826), mikrokontroler (np. ATtiny, STM32), SSR lub triak z detekcją zera (MOC3063 + BT137). Sterujemy całymi półokresami (burst-firing), co minimalizuje RFI i pozwala na dokładny algorytm PID:

Pętla:
1) odczyt T_actual,
2) e(t) = T_set – Tactual,
3) PID → długość okna sterowania \( t\{on} = K_P e + K_I\int e\,dt + K_D \frac{de}{dt} \),
4) włączenie grzałki na \(n\) całych półokresów w 0-cross.

Dokładność ±5 °C przy prostym filtrze i kalibracji.

Aktualne informacje i trendy

• Małe stacje (<70 W) przechodzą z regulatorów fazowych na pełnookresowe PWM/zerocross dla spełnienia EMC (Dyrektywa 2014/30/UE).
• Coraz częściej stosuje się gotowe moduły SSR z optotriakami MOC30xx i mikrokontrolerem, umożliwiające wymianę grotów z czujnikiem typu T12 (Hakko).
• Open-source projekty (STM32-Soldering-Station, T12-Quicko) są powszechnie dostępne i tanie (przykładowo płytka z AliExpress ≈ 50 zł).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• RC-stała dla 50 Hz: \( \phi = \arccos \left(1 - \frac{V_{BO}}{V_{M}}\right) \); czas ładowania \( t = \frac{\phi}{\omega} = R_{\text{eq}} C \ln\left( \frac{V_M}{V_M - V_{BO}} \right) \).
• Transformatorowe wersje JS-30Z mogą wymagać triaka 4A/600V klasy „snubber-less” (BTB04-600 SL) – obciążenie indukcyjne.
• EMI: dławik 2×47 µH w torze L i N + kondensator X2 100 nF wygasza zakłócenia.
• Kalibracja PID: metoda Zieglera-Nicholsa – krok zasilania, obserwacja oscylacji, wyznaczenie \( K_u, T_u \).

Aspekty etyczne i prawne

• Praca bez galwanicznej separacji od sieci – konieczność podłączenia przewodu PE i obudowy klasy II lub metalowej z uziemieniem.
• Zgodność z PN-EN 55014-1 (EMI AGD) przy sprzedaży gotowego regulatora.
• Zachowanie bezpieczeństwa termicznego: groty przekraczają 400 °C – ryzyko poparzenia i pożaru.

Praktyczne wskazówki

1. Zacznij od inspekcji PCB – często awarii ulega triak lub pękające luty przy grubej ścieżce zasilającej.
2. Jeśli brak schematu, sfotografuj płytkę w wysokiej rozdzielczości, zdejmij maskę lakierem i odtwórz ścieżki w KiCad – 30 min pracy daje schemat serwisowy.
3. Przy budowie własnego regulatora:
   • zastosuj bezpiecznik topikowy 250 mA T;
   • rozdziel wysoki i niski potencjał na PCB (≥6 mm);
   • użyj izolowanego regulatora obrotu (gałka plastikowa, potencjometr montażowy 0,25 W).
4. Testuj temperaturę zwykłą termoparą typu K + multimetr (±2 °C) lub kamerą termowizyjną.
5. Jeśli zależy Ci na mobilności, wstaw regulator do gniazda wtyk-gniazdo (tzw. „przelotka” sieciowa).

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Regulacja fazowa obniża moc, ale nie linearyzuje temperatury – poniżej ~50 % ustawienia grot może nie wyjść z „zimnego stanu”.
• Transformator pierwotny przy zbyt małym napięciu w fazie nasyconej generuje harmoniczne → buczenie.
• Wymiana JS-30 na grot typu T12 (Hakko) plus sterownik PID to koszt ~250 zł i dramatyczny wzrost precyzji; rozważ przed rozbudową starej lutownicy.

Sugestie dalszych badań

• Implementacja sterownika PID z autotuningiem (biblioteka Arduino PID _v1).
• Zastosowanie czujnika Hall’a do detekcji przepływu prądu i pomiaru skutecznej mocy.
• Druk 3D rękojeści z kanałem na termoparę – lepsza dynamika czujnika.
• Analiza porównawcza emisji EMI faza-angle vs. zerocross w środowisku EMC-lab.

Krótkie podsumowanie

Nie istnieje oficjalnie opublikowany schemat regulatora JS-30; naprawę zaczyna się od inwentaryzacji elementów na płytce lub budowy zewnętrznego regulatora. Najprostszy i sprawdzony sposób to fazowy układ triak + diak, jednak jeśli wymagana jest stabilna temperatura, warto przejść na sterowanie zerocross z czujnikiem temperatury i PID. Kluczowe jest zachowanie bezpieczeństwa sieciowego i zgodności z EMC – to obecny standard w branży lutowniczej.