Паяльна станція для паяльника зібрана за схемою Міхи з радіокота. Перемикання паяльника, фена та турбіни здійснюється перемикачами ПК, перемикаються виходи підсилювачів термопар, та керування паяльником або феном, при вимиканні фена турбіна продовжує працювати. Управління феном здійснюється тиристором, т.к. фен на 110в замість R1 діод катодом до ст.6. П аяльник ZD-416 24в, 60 вт, фен з турбіною від ПС LUKEY 702
Подробиці, прошивка: http://radiokot.ru/forum
Універсальна піч радіоаматора
Піч для паяння SMD деталей, має 4 програмовані режими.
Схема блоку керування
Блок живлення та керування нагрівачем
Зібрав цю конструкцію для управління ІЧ паяльною станцією. Може колись і пічкою управляти буду. Була проблема із запуском генератора, поставив конденсатори 22 пф з висновків 7, 8 на масу, і почала нормально запускатися. Усі режими нормально відпрацьовує, навантажував 250 Вт керамічним нагрівачем.
Детальніше: http://radiokot.ru/lab/hardwork/11/
Поки пічки немає, зробив такий нижній підігрів, для невеликих плат:
Нагрівач 250 вт, діаметр 12 см, надіслали з Англії, купував на EBAY.
Цифрова паяльна станція на PIC16F88x/PIC16F87x(a)
Паяльна станція з двома одночасно діючими паяльником та феном. Можна використовувати різні МК (PIC16F886/PIC16F887, PIC16F876/PIC16F877, PIC16F876a/PIC16F877a). Використовується дисплей Nokia 1100 (1110). Оберти турбіни фена регулюються електронно, так само задіяний вбудований у фен геркон. В авторському варіанті застосовано імпульсний блок живлення, я застосував трансформаторний БП. Усім мені подобається ця станція, але з моїм паяльником: 60Вт, 24В, з керамічним нагрівачем, велике забігання та коливання температури. При цьому паяльники меншої потужності з ніхромовим нагрівачем мають менші коливання. При цьому мій паяльник, з описаною вище паяльною станцією від Міхи-Псков, його з прошивкою 5гр з точкою підтримує температуру з точність до градуса. Тож потрібен хороший алгоритм нагрівання та підтримання температури. Як експеримент зробив ШИМ регулятор на таймері, керуюча напруга подав з виходу підсилювача термопари, відключення, включення від мікроконтролера, Коливання температури відразу зменшилося до декількох градусів, це підтверджує, що потрібен правильний алгоритм управління. Зовнішній ШІМ це, звичайно, порнографія за наявності мікроконтролера, але хорошу прошивку поки не написали. Замовив інший паяльник, якщо з ним не буде хорошої стабілізації, продовжу свої експерименти із зовнішнім ШИМ управлінням, а може хороша прошивка з'явиться. Станцію зібрав на 4 платах, що з'єднуються між собою на роз'ємах.
Схема цифрової частини пристрою представлена малюнку, для наочності показані два МК: IC1 - PIC16F887, IC1(*) - PIC16F876. Інші МК підключаються аналогічно на відповідні порти.
Для зміни контрасності потрібно знайти 67 байт у ЕЕПРОМ, його значення "0х80", для початку можна поставити "0х90". Значення мають бути від "0х80" до "0х9F".
З приводу дисплея 1110i (текст відображається дзеркально), якщо не китай, а оригінал, відкриваємо ЕЕПРОМ, шукаємо 75 байт, змінюємо його з A0 на A1.
Подробиці, прошивка: http://radiokot.ru/lab/controller/55/
Отримав паяльник Hakko907 24в, 50вт, з керамічним нагрівачем 3 ома, і терморезистором 53 ом. Довелося доопрацювати підсилювач під терморезистор. Прошивку залив від 24.11.11. Стабільність температури покращилася, при заданій 240 г тримає в межах 235-241. Підсилювач зібрав за схемою
Двоканальна ПС на двох ATMEGA8.
Перший варіант Міхіної паяльної станції був одноканальний, вирішив зібрати двоканальну
за схемою 4. (див. ФАК по Михиной ПС на Радіокоті.) Одночасно можна скористатися паяльником і феном.
Паяльник Hakko 907 з терморезистором,фен із турбіною від ПС LUKEY 702.
Станцію зробив блокову: Плата мікроконтролера з індикаторами та кнопками, плата підсилювачів терморезистора
та термопари, плата управління феном та блок випрямлячів, стабілізаторів та трансформатор.
Для керування, з кнопок зроблені саморобні джойстики, ними зручніше керувати, ніж просто кнопками.Трансформатор від принтера, паяльник нормально тягне, трансформатор не гріється. Підключити до неї паяльник ZD-416 не вдалося, велике забігання температури, хоча нормально працює на Михиной ПС. Схемне рішення, прошивка все теж, а працювати не хоче. Видно завдяки пану Богу та збігу обставин він заробив без проблем на моїй першій ПС. Змоделювати ці обставини не вдалося, знижував напругу живлення паяльника, перепробував різні варіанти підсилювачів. термопари, робив як у Михи харчування ІОН з резистивного дільника, конденсатори, дроселі ставив.
Схема 4.
Подробиці, прошивка: http://radiokot.ru/forum
Двоканальна паяльна станція з енкодером
Паяльна станція двоканальна, з одночасно працюючим паяльником і феном, розроблена Pashap3 (подробиці дивись на Радіокоті) і виконана на ATMEGA16 з індикатором 1602 та енкодером. ІІП для паяльної станції виконав на TOP250.
Зібрана без помилок і зі справних деталей ПС працює відмінно, тримає температуру +- 1 гр., дякую автору!
Схема ПС
Підсилювачі можуть бути випоновані за однією зі схем або подібних до них, я зібрав на LM358.
Підсилювач для термопари
Термокомпенсація для термопари
Підсилювач для терморезистора паяльника
ІІП виконано на основі схеми
нутрощі станції
Налаштування ПС:
1. Калібрування виробляємо вперше з відключеними нагрівачами, виставляємо температуру паяльника та фена,
відображається на дисплеї, рівну або трохи вище за кімнатну;
2. Підключаємо нагрівачі, повторно вмикаємо пс з натиснутою кнопкою примусового включення фена і входимо в
режим обмеження максимальної потужності фена,температура програмно задана 200 гр та обороти мотора фена 50%,
поворотом ручки енкодера збільшуємо або зменшуємо максимальну потужність нагрівача фена,
визначити за якого мінімального можливого значення температура фена досягне і буде утримувати 200гр,
у цьому ж меню можна зробити більш точне калібрування,
хоча краще калібрувати на температурі 300-350 результат буде точнішим;
3. Натискаємо кнопку енкодера і переходимо в режим обмеження максимальної потужності паяльника (теж що і фен);
4. Натискаємо кнопку енкодера перехід до основного меню: за замовчуванням паяльник вимкнений, що відповідає
напис "SOLD OFF" включаємо паяльник кнопкою (температура зберігається від останнього використання)
поворотом ручки енкодера змінюємо потрібну температуру (залежно від темпу повороту ручки, температура змінюватися)
на 1 або 10гр) після досягнення заданої температури бузер подасть короткий "пік";
5. Натискаємо кнопку енкодера перехід у меню таймера сну, виставляємо потрібний час у хвилинах max до 59, натискаємо кнопку
енкодера та повертаємося в меню паяльника;
6. Знімаємо фен з підставки або натискання кнопки примусового увімкнення фена переходимо в меню температури фена
(якщо паяльник включений то продовжує підтримувати задану температуру)
поворотом ручки енкодера змінам потрібну температуру (залежно від темпу повороту ручки, температура змінюватися
на 1 або 10гр) після досягнення заданої температури бузер подасть короткий "пік",
натискаємо кнопку енкодера перехід у меню установки обертів фена від 30 до 100% повторне натискання повертає в
попереднє меню,
у звичайному режимі при укладанні на підставку мотор фена буде на максимальних оборотах доки температура фена
не спаде нижче 50 гр.;
7. Встановлена температура відображається перші 2 сек після останнього повороту енкодері решта часу реальна;
8. За 30,20,10,3,2,1 секунд до закінчення таймера сну подається короткий одинарний пік і перехід в режим SLEEP
нагрівач паяльника та фена відключаються, мотор фена буде на максимальних обертах
поки температура фена не спаде нижче 50 гр., при повороті ручки енкодера станція прокидається;
9. Вимкнення пс тумблером - нагрівач паяльника та фена відключаються, мотор фена буде на максимальних обертах
пс продовжує працювати поки температура фена не спаде нижче 50 грн.
Прикладаю свої печатки.
Паяльна станція на жалах Т12
Монолітні жала Т12 стали доступнішими за ціною вирішив зробити собі на них ПС.
На Форумі "Радіокота" взяті схема та прошивка, там можна подивитися обговорення та нові прошивки.
Схема
Fuse
Схема блоку живлення аналогічна до попередньої ПС. БП видає 24в і 5в тому перетворювач LM2671 не робив.
Інструкцію з налаштування, прошивку та мою плату дивись у додатку.
В інтернеті дуже багато схем різних паяльних станцій, але всі мають свої особливості. Одні складні для новачків, інші працюють із рідкісними паяльниками, треті не закінчені тощо. Ми наголосили саме на простоті, низькій вартості і функціональності, щоб кожен радіоаматор-початківець зміг зібрати таку паяльну станцію.
Для чого потрібна паяльна станція
Звичайний паяльник, який включається безпосередньо в мережу, просто гріє постійно з однаковою потужністю. Через це він дуже довго розігрівається, і ніякої можливості регулювати температуру в ньому немає. Можна димувати цю потужність, але досягти стабільної температури і повторюваності паяння буде дуже складно.
Паяльник, підготовлений для паяльної станції, має вбудований датчик температури і це дозволяє при розігріві подавати на нього максимальну потужність, а потім утримувати температуру по датчику. Якщо просто намагатися регулювати потужність пропорційно різниці температур, то він буде дуже повільно розігріватися, або температура циклічно плаватиме. У результаті програма управління обов'язково має містити алгоритм ПІД-регулювання.
У своїй паяльній станції ми звичайно використовували спеціальний паяльник і приділили максимум уваги стабільності температури.
Технічні характеристики
- Живлення від джерела постійної напруги 12-24В
- Потужність, що споживається, при живленні 24В: 50Вт
- Опір паяльника: 12Ом
- Час виходу на робочий режим: 1-2 хвилини в залежності від напруги живлення
- Граничне відхилення температури в режимі стабілізації, не більше 5 градусів
- Алгоритм регулювання: ПІД
- Відображення температури на семисегментному індикаторі
- Тип нагрівача: ніхромовий
- Тип датчика температури: термопара
- Можливість калібрування температури
- Встановлення температури за допомогою екодера
- Світлодіод для відображення стану паяльника (нагрівання/робота)
Принципова схема
Схема дуже проста. В основі всього мікроконтролера Atmega8. Сигнал з оптопари подається на операційний підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення (для калібрування) і потім вхід АЦП мікроконтролера. Для відображення температури використано семисегментний індикатор із загальним катодом, розряди якого включені через транзистори. При обертанні ручки енкодера BQ1 задається температура, а решта часу відображається поточна температура. При включенні визначається початкове значення 280 градусів. Визначаючи різницю між поточною та необхідною температурою, перерахувавши коефіцієнти ПІД-складових, мікроконтролер за допомогою ШІМ-модуляції розігріває паяльник.
Для живлення логічної частини схеми використано простий лінійний стабілізатор DA1 на 5В.
Друкована плата
Друкована плата одностороння із чотирма перемичками. Файл друкованої плати можна завантажити наприкінці статті.
Список компонентів
Для складання друкованої плати та корпусу потрібні такі компоненти та матеріали:
- BQ1. Енкодер EC12E24204A8
- C1. Конденсатор електролітичний 35В, 10мкФ
- C2, C4-C9. Конденсатори керамічні X7R, 0.1мкФ, 10%, 50В
- C3. Конденсатор електролітичний 10В, 47мкФ
- DD1. Мікроконтролер ATmega8A-PU у корпусі DIP-28
- DA1. CСтабілізатор L7805CV на 5В у корпусі TO-220
- DA2. Операційний підсилювач LM358DT у корпусі DIP-8
- HG1. Семисегментний трирозрядний індикатор із загальним катодом BC56-12GWA. Також на платі передбачено посадкове місце під дешевий аналог.
- HL1. Будь-який індикаторний світлодіод на струм 20мА із кроком висновків 2,54мм
- R2, R7. Резистори 300 Ом, 0,125Вт - 2шт
- R6, R8-R20. Резистори 1кОм, 0,125Вт - 13шт
- R3. Резистор 10кОм, 0,125Вт
- R5. Резистор 100кОм, 0,125Вт
- R1. Резистор 1МОм, 0,125Вт
- R4. Резистор підстроювальний 3296W 100кОм
- VT1. Польовий транзистор IRF3205PBF у корпусі TO-220
- VT2-VT4. Транзистори BC547BTA в корпусі TO-92 - 3шт
- XS1. Клема на два контакти з кроком висновків 5,08 мм
- Клема на два контакти з кроком висновків 3,81 мм
- Клема на три контакти з кроком висновків 3,81 мм
- Радіатор для стабілізатора FK301
- Колодка для корпусу DIP-28
- Колодка для корпусу DIP-8
- Вимикач живлення SWR-45 B-W(13-KN1-1)
- Паяльник. Про нього ми ще пізніше напишемо
- Деталі з оргскла для корпусу (файли для різання наприкінці статті)
- Ручка енкодера. Можна придбати її, а можна надрукувати на 3D-принтері. Файл для завантаження моделі в кінці статті
- Гвинт М3х10 - 2шт
- Гвинт М3х14 - 4шт
- Гвинт М3х30 - 4шт
- Гайка М3 - 2шт
- Гайка М3 квадратна - 8шт
- Шайба М3 - 8шт
- Шайба М3 гроверна - 8шт
- Також для складання потрібні монтажні проводи, стяжки та термозбіжна трубка
Ось так виглядає комплект усіх деталей:
Монтаж друкованої плати
При складанні друкованої плати зручно користуватися складальним кресленням:
Детально процес монтажу буде показано та прокоментовано у відео нижче. Зазначимо лише кілька моментів. Необхідно дотримуватися полярності електролітичних конденсаторів, світлодіода та напрямок установки мікросхем. Мікросхеми не встановлювати доти, поки корпус повністю не зібраний і не перевірено напругу живлення. З мікросхемами та транзисторами необхідно поводитися акуратно, щоб не пошкодити їхньою статичною електрикою.
Після того, як плата зібрана, вона має виглядати так:
Складання корпусу та об'ємний монтаж
Монтажна схема блоку виглядає так:
Тобто залишилося всього лише підвести до плати харчування та підключити роз'єм паяльника.
До роз'єму паяльника потрібно припаяти п'ять дротів. До першого та п'ятого червоні, до решти чорні. На контакти треба відразу надіти термозбіжну трубку, а вільні кінці проводів залудити.
До вимикача живлення слід припаяти короткий (від перемикача до плати) та довгий (від перемикача до джерела живлення) червоні дроти.
Потім вимикач та роз'єм можна встановити на лицьову панель. Зауважте, що вимикач може входити дуже туго. За потреби допрацюйте лицьову панель надфілем!
На наступному етапі всі ці частини збираються разом. Встановлювати контролер, операційний підсилювач та прикручувати лицьову панель не потрібно!
Прошивка контролера та налаштування
HEX-файл для прошивки контролера ви зможете знайти наприкінці статті. Ф'юз-біти повинні залишитися заводськими, тобто контролер працюватиме на частоті 1МГц від внутрішнього генератора.
Перше включення слід проводити до встановлення мікроконтролера та операційного підсилювача на плату. Подайте постійну напругу живлення від 12 до 24В (червоний повинен бути "+", чорний "-") на схему і проконтролюйте, що між висновками 2 і 3 стабілізатора DA1 є напруга живлення 5В (середній і правий висновки). Після цього відключіть живлення та встановіть мікросхеми DA1 та DD1 у панельки. При цьому слідкуйте за положенням ключа мікросхем.
Знову увімкніть паяльну станцію і переконайтеся, що всі функції працюють правильно. На індикаторі відображається температура, енкодер її змінює, паяльник нагрівається, а світлодіод сигналізує про режим роботи.
Далі необхідно відкалібрувати паяльну станцію.
Оптимальний варіант при калібруванні – використання додаткової термопари. Необхідно виставити необхідну температуру і проконтролювати її на шкоді за еталонним приладом. Якщо показання розрізняються, то зробіть підстроювання багатооборотним підстроювальним резистором R4.
При налаштуванні пам'ятайте, що показання індикатора можуть відрізнятися незначною мірою від фактичної температури. Тобто, якщо ви встановили, наприклад, температуру "280", а показання індикатора невеликою мірою відхиляються, то за еталонним приладом вам потрібно досягати саме температури 280°С.
Якщо під рукою немає контрольного вимірювального приладу, можна встановити опір резистора близько 90кОм і потім підбирати температуру досвідченим шляхом.
Після того, як паяльна станція перевірена, можна обережно, щоб не потріскалися деталі, встановити лицьову панель.
Відео роботи
Ми зняли короткий відео-огляд
…. та докладне відео, на якому показаний процес складання:
Довго думав, чи писати статтю про цю саморобку чи ні. В інтернеті можна нарахувати напевно з десяток статей за цією схемою. Але оскільки на мій погляд саме це схемотехнічне рішення найбільш вдале - ділюся конструкцією з вами, шановні відвідувачі сайту "Техноогляд". Відразу хочу подякувати авторові схеми за виконану роботу, і за те, що він виклав її для загального користування. Паяльна станція досить проста у виготовленні і дуже потрібна в радіоаматорській практиці.
Коли тільки починав свій шлях радіоаматора, то про жодне й не думав. Паяв потужним 60 ватним паяльником. Робилося все навісним монтажем та товстими проводами. З роками трохи набравшись досвіду доріжки все ставали тоншими, а деталі меншими. Купувалися відповідно паяльники меншої потужності. Придбав якось паяльник від паяльної станції LUKEY-702 з максимальною потужністю 50 ватів та вбудованою термопарою. Схему для складання підібрав одразу. Проста та надійна, а також мінімум деталей.
Схема саморобної паяльної станції
Список деталей для схеми:
- R1 - 1M
- R2 - 1k
- R3 - 10k
- R4 - 82k
- R5 - 47k
- R7, R8 - 10k
- R індикатора -0.5k
- C3 - 1000mF/50v
- C2 - 200mF/10v
- C - 0,1mF
- Q1 - IRFZ44
- IC4 - 78L05ABUTR
Силовий трансформатор був узятий із програвача платівок. Його ім'я – ТС-40-3. Нічого не перемотував. Вся відповідна напруга на ньому вже є. Для харчування самого паяльника були з'єднані дві обмотки паралельно. Він видає близько 19 вольт. Нам цілком достатньо. Для цього на даній моделі трансформатора треба поставити перемички між висновками трансформатора 6 і 8, а також 6 і 8 на іншій котушці. Знімаємо напругу з висновків 6 та 6'.
Для живлення мікроконтролера блоку управління паяльної станції та ОУ нам потрібна напруга від 7,5 до 15 вольт. Можна, звичайно, і до 35, але це буде межа для мікросхеми - стабілізатора 78L05. Вона сильно нагріватиметься. Для цього я з'єднав послідовно обмотки. Вийшла напруга 12 вольт. На 8 виведенні трансформатора припаяно два дроти. Відпоюємо, що тонше, і перекладаємо його на вільну клему. Перемичку треба поставити на 10 висновок трансформатора та відпаяний провід. Напруга знімається з 10' та 12 виводу. Вищеописане лише для трансформатора ТС-40-3.
Силові діоди В1 застосовані КД202К. Саме підходять для цієї мети. Для харчування МК взяв малогабаритне діодне складання В2. В якості світлодіодних індикаторів був застосований E30361-L-0-8-W із загальним катодом. Розвів свою друковану плату під свій індикатор. Вона вийшла двостороння. Одностороння не змогла. Занадто багато перемичок. Плата не найкраща, але перевірена та робоча. Також перепаяв роз'єм на самому паяльнику. Його стандартний нікуди не годиться. Спочатку бузер не був передбачений на платі. Встановив його після, але плату в архіві виправлено.
Підібрав найкращий роз'єм тато - мама з наявного мотлоху. Хочу ще сказати щодо польового транзистора IRFZ44. У мене він із якихось причин не захотів працювати. Відразу вигоряв при включенні. На даний момент вже близько року стоїть IRF540. Майже не гріється. Радіатор там потрібний не великий.
Паяльна станція - виготовлення корпусу
Отже, корпус паяльної станції. Добре, коли заходиш у магазин, і є вибір готових корпусів. У мене, на жаль, такої розкоші немає. А шукати всякі коробки від чого, а потім ще думати як все туди запхати не дуже те і хочеться. Корпус вигнув із жерсті. Потім помітив і просвердлив усі отвори та пофарбував фарбою з балончика. Дірку для індикатора заклеїв шматком пластмаси від чорної пляшки. Кнопки виготовлені з радянських корпусів транзисторів КТ3102 у залізному корпусі та їм подібним. Потрібно відкалібрувати показання температури за допомогою резистора R5 і термопари мультиметра. Після збирання та перевірки всі дроти закріпив пластмасовими застібками. Після цього прикрутив верхню кришку корпусу. Станція готова до роботи. Вдалою всім складання. Паяльну станцію виготовив – Бухар.
Паяльник – основний інструмент тих, хто хоч якось пов'язаний із електронікою. Але більшість звичайних паяльників придатні лише для паяння каструль, більш-менш нормальний паяльник з термостатом і змінними жалами коштує недешево, а про паяльні станції годі й казати. Пропоную зібрати нескладну паяльну станцію, що не особливо відрізняється за функціональністю від серійних.
Схема
Мікроконтролер працює як термостат: отримує дані від термоперетворювача і керує транзистором, який у свою чергу включає нагрівач. Задана та поточна температура паяльника відображаються на семисегментному індикаторі. Кнопки S1-S4 служать для завдання температури з кроком 100 ° С і 10 ° С, S5-S6 - для включення та відключення станції (режим очікування), S7 - перемикає режим індикації температури: поточна температура або задана (в цьому режимі її можна змінити ). Робота нагрівача відображається світлодіодом LED1. У разі вимкнення живлення остання задана температура зберігається в енергонезалежну пам'ять EEPROM і при наступному включенні станція починає нагрівання до цієї температури.Деталі
У станції використаний мережевий трансформатор на 18В 40Вт, будь-який діодний міст, здатний витримати струм 2А і зворотну напругу 30В, наприклад КЦ410. Інтегральний стабілізатор напруги 7805 потрібно прикрутити до радіатора розміром не менше сірникової коробки. Фільтруючі конденсатори С1 – електролітичний на 100-500мкФ, С2 за великого бажання, можна прибрати. Індикатор – будь-який на три розряди з динамічною індикацією та загальним анодом, краще його сховати за світлофільтром. Струмообмежувальні резистори R8-R11 опором 330Ом-1кОм. Кнопки S1-S6 без фіксації, бажано тактові, S7 – тумблер чи кнопка, але з фіксацією. Резистори R1-R7 - будь-які, опором 10кОм-100кОм. Транзистор Т1 - N-канальний MOSFET, керований логічним рівнем, допустимим напругою стік-витік не менше 25В і струмом не менше 3А, наприклад: IRL3103, IRL3713, IRF3708, IRF3709 та ін. Мікроконтролер ATmega8 з будь-яким суфіксом і корпусом для DIP-корпусу). З ф'юзів змінюємо лише CKSEL: налаштовуємо на внутрішній генератор 8МГц CKSEL3...0=0100, інші не чіпаємо. Така схема не вимагає жодної настройки і працює відразу (якщо її правильно зібрали).Паяльник
У схемі передбачено використання паяльників використовуваних в пайальних станціях, що серійно випускаються, наприклад Lukey або AOYUE. Такі паяльники продаються як запасні частини і коштують трохи дорожче раніше згаданих паяльників для каструль. Основна відмінність, яка нас хвилює, - це тип датчика температури, він може бути терморезистором або термопарою. Нам потрібний перший. Такий тип перетворювача підходить для паяльників, всередині яких знаходиться керамічний нагрівальний елемент HAKKO 003 (HAKKO A1321). Приклад такого паяльника використовується в паяльних станціях Lukey 868, 852D+, 936 та ін. Такий паяльник коштує дорожче, але вважається якіснішим.На закінчення
Паяльники Lukey мають для підключення станції роз'єм PS/2, AOYUE - схожий на старий радянський роз'єм для підключення магнітофона. В інтернеті можна знайти їх розпинування, а можна просто зрізати роз'єм і припаятись прямо до плати. Щоб дізнатися де який провід можна поміряти опору: у нагрівача буде близько 3 Ом, а у терморезистора приблизно 50 Ом (при кімнатній температурі).Майже всі сучасні паяльники для паяльних станцій мають можливість заземлити жало, скористайтеся нею для захисту деталей, що паяються, від статичних розрядів.
А ось що вийшло
Паялося все ЕПСНом з намотаним на жало мідним дротом. Про мініатюризацію тоді не думав.
Начинки фотографувалися два роки тому, коли її тільки зробив, тому уважні читачі можуть помітити реле (замінено транзистором) і перетворювач для термопари (червоні резистори і підстроєчник в лівому нижньому кутку).
Що є одним із найважливіших інструментів у наборі інженера, робота якого пов'язана з електронікою. Це те, що ви, мабуть, любите і ненавидите, - паяльник. Вам необов'язково бути інженером, щоб він вам раптом знадобився: досить бути просто умільцем, який ремонтує щось у себе вдома.
Для базових застосувань добре справляється звичайний паяльник, який ви включаєте в розетку; але для більш делікатної роботи, такої як ремонт та складання електронних схем, вам знадобиться паяльна станція. Регулювання температури має вирішальне значення, оскільки спалює компоненти, особливо мікросхеми. Крім того, вам також може знадобитися, щоб вона була досить потужною, щоб підтримувати певну температуру, коли ви щось припаюватимете до великого земляного полігону.
У цій статті ми розглянемо, як можна зібрати власну паяльну станцію.
Розробка
Коли я розробляв цю паяльну станцію, для мене були важливими кілька ключових властивостей:
- переносимість- це досягається за рахунок використання імпульсного джерела живлення, замість звичайного трансформатора та випрямного моста;
- простий дизайн- Мені не потрібні LCD дисплеї, зайві світлодіоди та кнопки. Мені потрібний був просто світлодіодний семисегментний індикатор, щоб показувати встановлену та поточну температуру. Мені також була потрібна проста ручка для вибору температури (потенціометр) без потенціометра для точного підстроювання, так як це легко зробити за допомогою програмного забезпечення;
- універсальність- я використовував стандартну 5-контактну штепсельну вилку (якийсь тип DIN), щоб вона була сумісна з паяльниками Hakko та їх аналогами.
Як це працює
Насамперед, давайте поговоримо про ПІД (пропорційно-інтегрально-диференціюючих, PID) регуляторів. Щоб прояснити все відразу, розглянемо наш окремий випадок з паяльною станцією. Система постійно відстежує помилку, яка є різницею між заданою точкою (у нашому випадку необхідною нам температурою) і нашою поточною температурою. Він підлаштовує вихід мікроконтролера, який керує нагрівачем за допомогою ШІМ, виходячи з наступної формули:
Як можна побачити, є три параметри K p , K i K d . Параметр K p в даний час пропорційний помилці. Параметр K i враховує помилки, що накопичилися з часом. Параметр K d є прогнозом майбутньої помилки. У нашому випадку ми для адаптивного налаштування ми використовуємо PID бібліотеку Бретта Борегарда (Brett Beauregard), яка має два набори параметрів: агресивний та консервативний. Коли поточна температура є далекою від заданого значення, контролер використовує агресивні параметри; в іншому випадку він використовує консервативні параметри. Це дозволяє нам отримати невеликий час нагрівання, зберігаючи при цьому точність.
Нижче наведено принципову схему. Станція використовує 8-бітний мікроконтролер ATmega8 в DIP корпусі (ви можете використовувати ATmega168-328, якщо вони є під рукою), який дуже поширений, а варіант 328 міститься в Arduino Uno. Я вибрав його, тому що його легко прошити, використовуючи Arduino IDE, де також є готові до використання бібліотеки.
Температура зчитується за допомогою термопари, вбудованої у паяльник. Ми посилюємо напругу, що створюється термопарою, приблизно в 120 разів за допомогою операційного підсилювача. Вихід операційного підсилювача підключається до виведення ADC0 мікроконтролера, який перетворює напругу значення від 0 до 1023.
Задане значення встановлюється за допомогою потенціометра, який використовується як дільник напруги. Він підключений до висновку контролера ADC1 ATmega8. Діапазон 0-5 вольт (вихід потенціометра) перетворюється на значення 0-1023 за допомогою АЦП, а потім на значення 0-350 градусів Цельсія за допомогою функції "map".
Список комплектуючих
| Позначення | Номінал | Кількість |
|---|---|---|
| IC1 | ATMEGA8-P | 1 |
| U1 | LM358 | 1 |
| Q1 | IRF540N | 1 |
| R4 | 120 ком | 1 |
| R6, R3 | 1 ком | 2 |
| R5, R1 | 10 ком | 2 |
| C3, C4, C7 | 100 нФ | 3 |
| Y1 | 16 МГц | 1 |
| C1, C2 | 22 пФ | 2 |
| R2 | 100 Ом | 1 |
| U2 | LM7805 | 1 |
| C5, C6 | 100 мкФ (можна і менше) | 2 |
| R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14 | 150 Ом | 8 |
Це список компонентів, експортованих з KiCad. Крім того, вам знадобляться:
- клон паяльника Hakko, найпопулярнішого в китайських онлайн-магазинах (з термопарою, а не з термістором);
- джерело живлення 24 В, 2 А (я рекомендую використовувати імпульсний, але можна використовувати трансформатор з випрямляючим мостом);
- потенціометр 10 кОм;
- електрична штепсельна вилка авіаційного типу із 5 контактами;
- електричний роз'єм, що встановлюється на задню панель для живлення 220 В;
- друкована плата;
- вимикач живлення;
- штиркові роз'єми 2,54 мм;
- багато дротів;
- роз'єми Dupont;
- корпус (я надрукував його на 3D-принтері);
- один потрійний семисегментний світлодіодний індикатор;
- програматор AVR ISP (для цього можна використовувати Arduino).
Звичайно, ви можете легко замінити світлодіодний індикатор LCD дисплеєм або використовувати кнопки замість потенціометра, адже це ваша паяльна станція. Я виклав свій варіант дизайну, але ви можете по-своєму.
Інструкції зі збирання
По-перше, ви маєте виготовити друковану плату. Використовуйте той спосіб, який віддаєте перевагу; я рекомендую перенесення малюнка плати тонером лазерного принтера, оскільки це найпростіший спосіб. Крім того, друкована плата у мене подовжена, тому що я хотів, щоб вона збігалася за розміром із джерелом живлення, і я міг би встановити її на нього. Не соромтеся змінювати плату, ви можете завантажити файли проекту та відредагувати їх за допомогою KiCad. Після того, як виготовите друковану плату, припаяйте всі компоненти.
Обов'язково встановіть вимикач між джерелом живлення та роз'ємом живлення. Використовуйте відносно товсті дроти для з'єднань джерела живлення з друкованою платою та вихідного роз'єму зі стоком MOSFET транзистора (точка H на платі) та землі на друкованій платі. Для підключення потенціометра підключіть перший контакт до лінії +5В, другий - до точки POT, і третій - до землі. Зверніть увагу, що я використовую світлодіодний індикатор із загальним анодом, що може відрізнятись від того, що у вас. Вам доведеться трохи змінити код, але всі інструкції в програмному коді прокоментовані. Підключіть висновки E1-E3 до загальних анодів/катодів, а висновки a-dp до відповідних висновків вашого індикатора. Для більш детальної інформації дивіться технічний опис на нього. І нарешті, встановіть вихідний роз'єм паяльної станції та припаяйте до нього всі з'єднання. Вам повинна допомогти картинка, наведена вище, зі схемою та цоколівкою роз'єму.
Тепер починається цікаве завантаження коду. Для цього вам знадобиться бібліотека PID (посилання на GitHub).
#includeЯкщо у вас є програматор AVR ISP, ви знаєте, що потрібно робити. Підключіть контакти +5V, GND, MISO, MOSI, SCK та RESET, скачайте скетч Arduino, відкрийте його (вам знадобиться встановлена на комп'ютері Arduino IDE) та натисніть «Завантажити».
Якщо у вас немає програматора, можете використовувати Arduino. Підключіть свою плату Arduino (Uno/Nano) до комп'ютера, перейдіть до меню Файл → Приклади → ArduioISP та завантажте його. Потім перейдіть до Інструменти → Програматор → Arduino as ISP. Підключіть свою плату до плати Arduino, скачайте скетч, а потім виберіть Скетч → Завантажити через програматор.
От і все. Тепер ви можете насолоджуватися роботою паяльною станцією, зібраною власноруч.
Калібрівка
А ні, ще не все. Тепер нам потрібно відкалібрувати її. Так як нагрівачі та термопари в паяльниках можуть відрізнятися, особливо якщо ви використовуєте неоригінальний паяльник Hakko, нам потрібно відкалібрувати паяльну станцію.
По-перше, нам потрібен цифровий мультиметр із термопарою для вимірювання температури жала паяльника. Після того, як ви виміряли температуру, вам необхідно змінити значення за промовчанням "510" у рядку коду map(Input, 0, 510, 25, 350) , використовуючи таку формулу:
де TempRead – це температура, яка відображається на вашому цифровому термометрі, а TempSet – це температура, яку ви встановили на паяльній станції. Це лише приблизна настройка, але її має вистачити, адже вам не потрібна при пайці гранична точність. Я використовував градуси Цельсія, але ви можете змінити їх у коді на Фаренгейти.
Друк корпусу на 3D принтері (необов'язково)
Я розробив і надрукував корпус, у який можна було б встановити імпульсне джерело живлення та друковану плату, щоб усе виглядало акуратно. На жаль, для використання цього корпусу вам необхідно буде знайти такий самий тип джерела живлення. Якщо у вас є відповідне джерело, і ви хочете надрукувати корпус, або якщо ви хочете змінити його під свої вимоги, можете завантажити прикладені файли. Я друкував із заповненням 20% та товщиною шару 0,3. Ви можете використовувати більш високий рівень заповнення та меншу висоту шару, якщо у вас є час та терпіння.
Висновок
От і все! Сподіваюся, стаття виявилася корисною. Нижче наведено всі необхідні матеріали.