T12 핸들 온도조절 인두기를 충전식으로 개조



알리 익스프레스에서 주문한 하코의 T12 핸들용 DIY키트가 있지만,
컴퓨터 파워로 DC 전원공급기겸 T12 인두기를 만들게 되면서 처음 조립해서 사용하던 인두기의 용처가 애매해졌다.

분양하기엔 너덜너덜한 상태라 조금 그렇고 나중에 충전식으로 개조하여 휴대용인두기로 만들 생각만 가지고 있었다.

작업은 어렵지 않으나 적당한 뒷커버와 실제 필요성이 부족해 미루고 미루다가,
얼마 전 실내 운동용 자전거 계기판이 망가져 자가 수리를 하면서 휴대용 인두기 생각을 하게 됐고,
마침 버려진 공구함에서 뒷 커버로 사용할 플라스틱을 재단할 수 있다는 생각이 맞물리면서 실행에 옮기게 됐다.



설계

인두기 온도컨트롤러의 메인 FET AOI4185 스펙을 보면 40V/40A까지 지원하고 있다.

AOI4185.pdf


하지만 배터리 수납 공간과 보유하고 있는 PCM회로와 밸런싱 케이블 등등을 고려해 볼때,,,

배터리는 4S2P로 구성하고 승압모듈(XL6009)를 사용하여 24V로 띄워서 사용하는 것이 효율 및 관리상 좋을 것 같다.
스텝업(부스터) 모듈인 XL6009 모듈은 5-45V/MAX 4A까지 지원하고 승압전원은 손실과 사용전류를 감안한 결과다.
(MT3608 모듈도 사용은 가능하나 허용 전류가 2A라 극적인 효과를 보기는 힘들다)

참고로 4S는 10.8V ~ 16.8V이지만 만충 후 승압모듈없이 초기 구동시 예열시간에 40초 이상이 소요되고,,
사용하면서 12V 이하로 떨어지면 인두기 성능이 급격이 떨어진다.

보통 권장하거나 옵션으로 판매하고 있는 SMPS가 24V/3A이다.



배터리 스폿

소니 18650 2100mA를 사용했다.
스마트 모빌리티 중고팩에서 적출한 배터리로 중고다.


4S2P로 준비

0.15T 니켈바를 사용해 스폿을 쳤다.
매번 배터리홀더를 사용하다가 스폿을 치니 잊고 있었던 스폿의 묵직한 느낌이 되살아난다.
살짝 쫄리면서도 나쁘지 않은 쾌감을 준다는...ㅎ


스폿 후 전압체크해보니 14.83V이다.
스토리지모드로 보관하던 배터리라서 셀간에 크게 이상이 없다.

2P이므로 4.2A이므로 이론상 대충 MAX로 한 시간 이상은 사용이 가능하니 부족하진 않겠다.



글루건으로 한번 더 고정해주고 테이핑해주었다.



PCM 작업
배터리를 위한 최소한의 보호 장치이다.
밸런싱 충전기를 사용할 생각이라 자체 밸런싱 기능은 없고 케이블을 별도로 뺐다.
위 그림에서 1S~4S까지의 단자에 두 선을 연결해주었는데,,
두꺼운 선은 출력선이고 상대적으로 가는 선은 밸런싱용이다.
밸런싱 전류는 상대적으로 작아서 굳이 굵은 케이블을 사용할 필요는 없겠다.

사용된 케이블은 모두 컴퓨터 파워의 케이블을 재활용했고, 18AWG로 MAX 16A까지 지원한다.







승압회로


최대 4A까지 지원하는 부스터모듈인 XL6009 이다.
인두기는 최대 3A를 넘기도해서 칩위에 미니 방열판을 달아주었다.



입력과 출력을 연결해주고,,
입력과 출력의 전압을 체크할 수 있도록 스위치와도 연결해주었다.



승압 전압은 24V로 근처로 조정,,
인두기 회로의 칩이 30V까지는 스펙상 지원하고 있다.

앞서 얘기했듯이 고압으로 갈수록 적은 전류에 인두기 성능은 높아지지만 승압모듈에서의 손실이 심해져 효율은 떨어진다.
450도까지 온도가 올라가는데 24V에서는 10초정도, 12V로 가까이 갈수록 60초 이상이 소요된다.



뒷면 커버에 마스킹 테이프를 씌우고 작업했고,


뒷패널은 공구함의 서랍으로 재단했다.
살짝 약한듯 하지만 크게 문제되지는 않았다.



완성사진을 보자

왼쪽부터 전원 ON/OFF 스위치
밸런싱용 항공단자(커버 필수, 쇼트시 불꽃놀이)
승압모듈 전후를 스위칭할 수 있는 3P 스위치
그리고 전압계

를 순서대로 달아주었다.



앞 공간에 승압모듈을 넣고 커버를 닫는다.
충전시 메인 전원은 이전에 전원 릴레이를 목적으로 달아주었던 상판의 DC잭을 사용하기로 했다.






밸런싱 케이블 제작


4S용 밸런싱 케이블
5C 실리콘 케이블(인두기 선을 조금 잘랐다 ㅎ)과 항공단자를 사용했다.

인두기 핸들용 실리콘 케이블인데 5선식이라 4S 밸런싱용으로 사용하기에 딱 좋은듯 싶다.
- 밸런싱 전류가 그리 높지 않기에 이정도의 얇은 케이블도 충분하다. -



완성 후 잠깐 충전 테스트



완성샷


이전에 인두 거치대를 달아두었는데 탈착이 가능하고, 사용시는 사진처럼 거치를 하면 되겠다.



전압계 옆의 스위치를 아래로 했을 경우 현재 인두기 모듈에 공급되는 전압을 표시한다.



전압계 옆의 스위치를 위로 올리면 배터리의 전압을 보여준다.
이 전압으로 배터리 용량을 가늠할 수 있다.









밸런싱 충전


iMAX b6로 충전하는 모습

밸런싱 케이블 연결시 셀간 전압을 보여준다.
모든 셀이 4.2V를 맞추어 배터리 성능을 최대한 사용할 수 있도록 하는 것이 밸런싱 작업이다.



인두기 위에 달아둔 DC잭에 메인 충전포트를 연결하고, 뒷면 항공단자에 4S용 밸런싱 케이블을 연결한다.

참고로 밸런싱 케이블 제작시 위 사진처럼,
아래 빨간색부터 플러스(+) 에서 마이너스(-)순서로 작업해주면 된다.





테스트 영상



미예열상태에서 400도 이상까지 10초면 가능하다.





어렵지 않게 작업을 해보았는데,,
사용빈도를 볼 때 메인 인두기가 있는 상황에서 실제 얼마나 써줄지는 미지수다.

3P스위치로 배터리 전압과 승압후 인두기로 들어가는 전압을 체크할 수 있게 만드는 점은 괜찮은 아이디어 같아 추천한다.



이상으로 충전식 인두기 DIY
끝!!




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