Hobby-lab: ZD-99 soldeerstation getest

(gepubliceerd op 06-08-2020)

Als u dagelijks gaat solderen, lees dan dit artikel niet maar koop onmiddellijk een Weller soldeerstation van meer dan honderd euro. Soldeert u echter maar af en toe, dan is deze ZD-99, Chinese kloon van de WLC100 van Weller, misschien iets voor u.

Kennismaking met de ZD-99


Diverse namen, fabrikanten en prijzen
Zoals zo vaak het geval is met populaire Chinese producten wordt ook deze soldeerbout onder diverse namen en door diverse 'fabrikanten' aangeboden. Een selectie:
       - Zhongdi ZD-99
       - Basetech ZD-99
       - Basetech JLT-13
       - Duratool DO1843
       - Fixpoint AP2
       - Velleman VTSS4
Het typeplaatje op het apparaat geeft uitsluitsel. Fabrikant is Ningbo Zhongdi Industry uit China. In Europa wordt het apparaat verdeeld door TIPA uit Tsjechië.
Ook wat u er voor betalen moet scheelt nogal. Een uitgebreide zoektocht op internet leverde ons een prijzenspectrum op van € 12,62 tot € 26,99 (prijspeil augustus 2020). Het loont dus om even te zoeken op internet. Wij hebben een ZD-99 gekocht en dus gaan wij deze naam in de rest van deze review blijven gebruiken.

Een paar misvattingen recht zetten
De ZD-99 wordt op de meeste sites aangeprezen als 'soldeerstation met instelbare temperatuurregeling'. Als de ZD-99 iets niet is, dan is het dát wel. Bij een dergelijke omschrijving denkt iedere elektronicus immers aan een soldeerbout die via een trafo uit een lage spanning wordt gevoed. Een soldeerbout die bovendien een temperatuursensor in de punt heeft die er voor zorgt dat de temperatuur van de punt constant blijft en snel wordt hersteld na iedere soldering.
In het 'soldeerstation' ZD-99 zit niets van dit alles. Een klein printje bevat een triac-regeling die de 230 V netspanning in fase aansnijdt en deze aangesneden spanning aan het verwarmingselement aanbiedt. Het enige dat dus wordt geregeld is het vermogen dat aan de bout wordt aangeboden. En dat is iets heel anders dan een temperatuurregeling!
De ZD-99 verdient dus in feite niet de naam 'soldeerstation' maar de naam 'soldeerbout'. Vandaar dat wij in de rest van dit artikel het woord 'soldeerstation' tussen aanhalingstekens zullen zetten.

De levering van de ZD-99
De levering ziet er professioneel uit. Het 'soldeerstation' zit in een mooie kartonnen doos en de inhoud is goed verpakt. De set wordt geleverd met slechts één soldeerstift met een punt van 1,5 mm diameter. Gelukkig kunt u voor een spotprijs andere stiften kopen, lees verder.

ZD-99-soldeerstation-01 (© 2020 Jos Verstraten)
De verpakking van de ZD-99. (© 2020 Jos Verstraten)
Het ZD-99 'soldeerstation'
In de onderstaande foto ziet u wat u krijgt voor uw geld. Het eigenlijke 'soldeerstation' is 11,4 cm breed en 14,2 cm diep en weegt 460 gram. Uit de achterzijde komt de netkabel met een lengte van 107 cm. Deze kabel eindigt in een niet te demonteren randaarde stekker. De netkabel is 5,5 mm dik en vrij stug.
Uit de linker zijkant komt de kabel naar de soldeerbout. Deze kabel is 110 cm lang, is 5,5 mm dik en (helaas) even stug als de netkabel.
Onder de houder voor de soldeerbout is plaats voor het sponsje dat het zuiver houden van de punt van de soldeerstift voor haar rekening neemt.
Het 'soldeerstation' staat stabiel op zes rubberen voetjes.
ZD-99-soldeerstation-02 (© 2020 Jos Verstraten)
Het 'soldeerstation' ZD-99. (© 2020 Jos Verstraten)
De soldeerbout zélf
De soldeerbout is met zijn gewicht van slechts 66 gram vrij licht, maar het handig er mee werken wordt helaas belemmerd door de dikke en stugge kabel. De bout is 20 cm lang en heeft bij het handvat een maximale diameter van 22 mm. Op dat dikste deel van het handvat zit een rubberen hoes die er voor zorgt dat de bout goed in de hand blijft liggen.


Het zichtbare deel van de soldeerstift is vrij klein, slechts 20 mm. Dat had iets langer gekund! De diameter van de soldeerstift bedraagt bij de punt 1,5 mm en bij de bevestigingsmoer 4,8 mm. Tussen het handvat en de stift bevindt zich de metalen cilinder van 72 mm lengte die het verwarmingselement bevat. Wat onmiddellijk opvalt is dat deze cilinder met drie stevige schroeven aan het handvat is bevestigd. Een stevige constructie! De soldeerstift wordt met een moer in de cilinder vastgezet. In nogal wat reviews van de ZD-99 wordt beweerd dat die moer snel los gaat zitten, maar wij hebben daar geen last van gehad.
ZD-99-soldeerstation-03 (© 2020 Jos Verstraten)
De soldeerbout van de ZD-99. (© 2020 Jos Verstraten)
Een goedkope kloon van de WLC100?
Als u het uiterlijk van de ZD-99 vergelijkt met dat van de WLC100 van Weller, zie onderstaande foto, dan valt op dat beide apparaten als twee druppels water op elkaar lijken. Ook de WLC100 wordt onterecht als 'soldeerstation' verkocht, want ook deze bout heeft slechts een eenvoudige triac-regeling ingebouwd die niet de temperatuur, maar het vermogen regelt. De WLC100 wordt voornamelijk aangeboden via eBay voor prijzen rond € 50,00. Trap daar dus niet in, want u krijgt een apparaat dat op hetzelfde principe werkt als de ZD-99!
ZD-99-soldeerstation-04 (© eBay)
De dure WLC100 van Weller, waar de ZD-99 een kloon van is. (© eBay)
Extra soldeerstiften
Voor de ZD-99 zijn vier verschillende soldeerstiften ontwikkeld, die u overal kunt vinden tegen zeer uiteenlopende prijzen. De codes van deze stiften zijn C1-1, C1-2, C1-3 en C1-4. U doet er verstandig aan wat extra soldeerstiften mee te bestellen. Zoals bij alle goedkope soldeerstiften worden de punten ook bij deze stiften langzaam 'opgegeten' door het soldeertin. Het materiaal van de stiften lost namelijk iets op in het gesmolten soldeertin en verdwijnt dus langzaam, maar zeker naar uw soldeerlassen.
Wat opvalt is dat de stiften vrij lang zijn. Het deel dat in het verwarmingselement wordt geschoven kan dus een heleboel thermische energie opslaan en deze energie aan de punt leveren als u snel in serie moet solderen, bijvoorbeeld de zestien pootjes van een DIL-IC.
ZD-99-soldeerstation-05 (© 2020 Jos Verstraten)
Afmetingen van de vier leverbare soldeerstiften. (© 2020 Jos Verstraten)
Losse reserve onderdelen
Een heel prettige eigenschap van de ZD-99 is dat u de slijtagegevoelige onderdelen los kunt nabestellen en dat voor niet al te hoge prijzen. Wij hebben het voor u uitgezocht:
       - Los verwarmingselement: € 1,14 (DSM Components)
       - Soldeerbout stiften: € 4,68 per set van vier, € 1,17 per stuk (Reichelt)
       - Bevestigingsmoer: € 1,69 (Rabtron)
       - Losse soldeerbout: € 6,50 (Soldeerbout Shop)
Het vervangen van het verwarmingselement is echter een karwei waar heel wat geduld en 'Fingerspitzengefühl' voor nodig zijn!
ZD-99-soldeerstation-06 (© DSM Components)
Het losse verwarmingselement kost slechts € 1,14. (© DSM Components)

De ZD-99 van binnen bekeken


Open schroeven van de behuizing
De bodem van het 'soldeerstation' heeft zes rubberen voetjes. Onder vier van deze voetjes zitten de schroefjes waarmee u de behuizing kunt open schroeven. Zoals uit de onderstaande foto blijkt is het interne vrij leeg. Onder de ruimte voor het sponsje is een metalen plaat geplakt met als enig denkbaar doel het verzwaren van het geheel.
In het linker compartiment zit het kleine printje met de as van de potentiometer achter de frontplaat geschroefd. Uit de bedrading kunt u afleiden dat de aardingsdraad van het netsnoer rechtstreeks is gekoppeld aan de aardingsdraad van het snoer naar de soldeerbout. De soldeerpunt van de bout is dus geaard. 
ZD-99-soldeerstation-07 (© 2020 Jos Verstraten)
Het interne van het 'soldeerstation'. (© 2020 Jos Verstraten)
De elektronica van de ZD-99
In de onderstaande foto hebben wij de twee zijden van het printje samengevoegd. Duidelijk blijkt dat het schema iets meer bevat dat een rudimentaire triac-regeling. Er is zelfs een vorm van storingsonderdrukking door middel van een LC-filter aanwezig!
ZD-99-soldeerstation-08 (© 2020 Jos Verstraten)
Het printje met de triac-gestuurde fase-aansnij besturing. (© 2020 Jos Verstraten)
Voor uw veiligheid: bouw een zekeringhouder in!
Netgevoede triac-schakelingen hebben allemaal een paar condensatoren waar een grote spanning over staat. Deze condensatoren kunnen doorslaan en een flinke kortsluiting veroorzaken. Het is dus van belang dat er een zekering in de schakeling aanwezig is. De ZD-99 heeft geen zekering en dat is een feit dat de fabrikant van dit 'soldeerstation' zeer kwalijk genomen mag worden. Wij adviseren u ten stelligste een zekeringhouder met een zekering van 500 mA in de behuizing te monteren. Daar is plaats genoeg voor, bijvoorbeeld boven de kabel die naar de soldeerbout gaat. Knip de bruine ader van het netsnoer door en soldeer de twee draden aan de soldeerlipjes van de zekeringhouder. Een kleine, goedkope ingreep die u heel wat ellende kan besparen.
ZD-99-soldeerstation-13 (© 2020 Jos Verstraten)
De zélf ingebouwde zekeringhouder. (© 2020 Jos Verstraten)

De ZD-99 getest


Het geleverde vermogen
Volgens de specificaties moet de ZD-99 een maximaal vermogen van 48 W kunnen leveren. Dat hebben wij getest door een multimeter in serie met de netkabel op te nemen en de effectief opgenomen stroom te meten voor verschillende standen van de potentiometer. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande tabel. De netspanning bedroeg 236 V op het moment van de metingen. Het maximale vermogen bedraagt 46,0 W. Dat is dus vrijwel gelijk aan het gespecificeerde vermogen.
ZD-99-soldeerstation-09 (© 2020 Jos Verstraten)
Het geleverde vermogen voor diverse standen van de potentiometer.
(© 2020 Jos Verstraten)
De werking van de fase-aansnijding
Wij hebben de spanning die aan het verwarmingselement wordt aangeboden op de oscilloscoop bekeken in drie standen van de knop: minimaal, halfweg en maximaal. In de maximale stand worden vrijwel de volledige perioden van de netspanning doorgekoppeld naar het element. De platte toppen van de sinussen zijn het gevolg van kernverzadiging van de tussen het net en de soldeerbout geschakelde scheidingstrafo.
ZD-99-soldeerstation-10 (© 2020 Jos Verstraten)
De aangesneden spanningen over het verwarmingselement. (© 2020 Jos Verstraten)
De temperatuur van de punt van de soldeerstift
De draaipotentiometer heeft drie geijkte standen: 300 °C, 350 °C en 450 °C. Wij hebben deze temperaturen nagemeten door een thermokoppel in goed thermisch contact te brengen met de punt van de soldeerstift met behulp van warmtegeleidende pasta. Nadien hebben wij de potentiometer in de minimale stand en in de drie geijkte standen gezet en na vijftien minuten de temperatuur afgelezen.
Omdat thermokoppel metingen berucht zijn vanwege de grote foutpercentages hebben wij deze metingen twee keer uitgevoerd. De eerste keer met onze VC650BT multimeter met eigen thermokoppel, de twee keer met onze TM-902C thermometer met eigen thermokoppel. De waarden in de onderstaande tabel zijn de gemiddelden van beide metingen.

Share

Zoals duidelijk blijkt ligt de reële temperatuur van de soldeerstift een flink stuk onder de gespecificeerde waarde. Blijft de vraag te beantwoorden of dat erg is. Het soldeertin dat u meestal gebruikt is loodhoudend en bestaat uit 63 % tin en uit 37 % lood. Dit soldeertin smelt bij 183 °C. Loodvrij soldeer bestaat uit tin, koper en zilver en heeft een smeltpunt van ongeveer 217 °C. Het heeft echter geen zin om te gaan solderen als het soldeertin smelt. De punt van de soldeerbout is dan niet heet genoeg om voldoende warmte naar de te solderen onderdelen te transporteren. Een goede temperatuur om als uitgangspunt te gebruiken voor loodhoudende tin is 350 °C en voor loodvrije tin 380 °C.
Zoals uit de tabel blijkt voldoet de ZD-99 voor beide soorten tin aan de gestelde eis van minimale starttemperatuur.
ZD-99-soldeerstation-11 (© 2020 Jos Verstraten)
De temperaturen op de punt van de soldeerstift.
(© 2020 Jos Verstraten)
De opwarmingstijd
Een belangrijke factor is hoe snel een soldeerbout op temperatuur komt. Actieve bouten met een ingebouwde temperatuursensor en goede temperatuurregeling zijn soms al na één minuut op de gewenste temperatuur. Het zal duidelijk zijn dat passieve bouten zoals de ZD-99 hier wat langer over doen. Wij hebben dit gemeten met de loggerfunctie van onze VC650BT multimeter. De resultaten ziet u in de onderstaande grafiek. Het duurt dus tien minuten alvorens de ZD-99 is opgewarmd van kamertemperatuur (20 °C) tot zijn maximale temperatuur (380 °C). Na ongeveer vijf minuten staat de punt van de soldeerstift op een temperatuur van 350 °C, hoog genoeg om met het solderen te beginnen.
ZD-99-soldeerstation-12 (© 2020 Jos Verstraten)
De opwarmingstijd van de ZD-99. (© 2020 Jos Verstraten)
De aardingsweerstand van de soldeerpunt
Op de punt van een soldeerbout mag absoluut geen statische spanning komen te staan, sommige onderdelen zijn daar immers niet tegen bestand. De punt moet dus altijd op aardepotentiaal staan. Wij hebben de weerstand gemeten tussen de punt van de soldeerstift en het aardingscontact in de netstekker. Voor dergelijke metingen is onze milli-ohm meter AE20218 ideaal! Bij onze bout gaf deze meter, bij een meetstroom van 100 mA, een waarde aan van 0,130 Ω.

Een praktijktest
Wij hebben de potentiometer van de ZD-99 ingesteld op het zwarte streepje tussen de zones van 350 °C en 450 °C en gechronometreerd wanneer wij konden solderen. Na 3 minuten en 25 seconden smolt het loodhoudende soldeer op de punt van de soldeerstift. Na 4 minuten en 6 seconden konden wij beginnen met in serie solderen.


(Amazon sponsor advertentie)
Koop uw condensatoren assortiment bij Amazon