Паяльная_станция_на_attiny13

Паяльная_станция_на_attiny13

Atmel ATtiny13

Бабанин В., Красноярский край

В свое время на AliExpress мое внимание привлек паяльник, похожий на фирменный Hakko, но по смешной цене. Не вдаваясь в описание конструкции паяльника, отметим лишь один существенный момент. Температурным датчиком является термопара, а не терморезистор, что видимо и определяет его цену. Паяльник оказался надежным, вполне пригодным для работы и заслужил себе соответствующую электронику, описание которой приводится ниже.

В [1] описан модуль светодиодного индикатора с двухпроводным интерфейсом, называемый автором DDI. Применение этого модуля, как основы паяльной станции (ПС), позволило сделать несложный прибор, обладающий, тем не менее, всеми необходимыми возможностями. Рабочий диапазон температур паяльника установлен от 140 °C до 380 °C и может быть легко изменен значениями констант Tmin/Tmax в программе. Регулировка – кнопками уставки «больше/меньше». Третья кнопка переключает режимы дисплея. В режиме «RealT» (горит большая «C» в правой позиции) индикатор отображает реальную температуру нагревателя, в режиме «Tsetp» (малая «с») – значение уставки. Четвертая кнопка включает/выключает нагреватель паяльника, что удобно, когда паяльная станция подключается к общему источнику питания. Выход на рабочую температуру занимает около двух минут. Форсированный нагрев не применяется из соображений надежности, так как он доводит температуру нагревателя до 500 °C, не сокращая существенно время разогрева жала до рабочей температуры.

Схема паяльной станции (Рисунок 1) содержит в своем составе усилитель сигнала термопары на ОУ, микроконтроллер, силовой ключ на мощном полевом транзисторе (ПТ), индикаторный модуль mED44 [1, 2] и понижающий стабилизатор на 24/5 В, в качестве которого рекомендуется доступный и недорогой модуль под названием «Mini-360 DC-DC Buck Converter» [3]. Можно применить известный 7805 с учетом рассеиваемой мощности 1 Вт. Коэффициент преобразования сигнала термопары регулируется константой (Coef) в программе и делает ненужными какие-либо элементы настройки в схеме. Увеличивая значение константы уменьшаем коэффициент преобразования и поддерживаемая температура снижается. Выходное напряжение ОУ, при максимальной температуре нагревателя, не должно быть более 2.5…3 В. Тип ПТ указан для примера, годится любой с напряжением не менее 30 В и током от 4 А.

Рисунок 1. Принципиальная схема паяльной станции.

Алгоритм работы самый простой. Один раз в секунду измеряется температура нагревателя и принимается решение о включении/отключении силового ключа в цепи паяльника. Он позволяет поддерживать температуру жала в пределах 1…2 градусов от установленной. Применять более сложные алгоритмы, использовать ШИМ, включенном приборе переводит его в режим индикации температуры нагревателя и запирает ПТ, при достижении порога Tmin на индикаторе высвечивается "—-". Повторное нажатие включает нагреватель паяльника, и прибор работает в режиме индикации уставки, которую сохраняет в энергонезависимой памяти. Программа написана на языке ассемблера, снабжена комментариями и имеет достаточный запас памяти на модернизацию.

Читайте также:  Как_определить_полосу_пропускания_усилителя

Индикатор mED44 перевернут на 180 градусов, десятичные точки оказываются сверху, напоминая «°C». Питается паяльная станция через модуль повышающего преобразователя от шины 12 В компьютерного блока питания. Найти эти модули можно по именам XL6009, XL6019.

Рисунок 2. Макет паяльной станции.

Остается добавить, что ЖК индикаторы, описанные в вышеупомянутой публикации, будут работать в этой схеме при условии замены «драйвера» в программном коде. Более того, возможно подключение символьных ЖКИ типа 1602, хотя нужда в этом неочевидна. На снимке макета (Рисунок 2) не показан ПТ, который смонтирован вместе с модулем XL6009 в блоке питания. Макет питается напрямую от блока питания. Светящаяся точка индицирует режим нагрева паяльника.

Как то на первом курсе стал я счастливым обладателем паяльника ЭПСН25/24 (с питанием

24В). И ничего мне для счастья больше не надо было. Через лет пять я успешно сжег трансформаторный блок питания (коснулся жалом к включенному самодельному ионизатору – прострелила искра и пошел дым…) в связи с чем трансформаторный БП был заменен на импульсный.

Но вот прошло 16 лет, наткнулся я на статью [1], и захотелось мне приобрести паяльник с вечным жалом и керамическим нагревателем. Но вот беда: к родному ЭПСН было уже много самодельных насадок – выбросить жалко, да и все найденные конструкции в интернете были слишком уж громоздкие, не хотелось такой гроб на стол ставить (работать приходится по ночам на столе в спальне – жена явно будет против такой обновки…). Ну и некоторые сомнения были по поводу удобства необгораемых жал. Поэтому решено было сделать паяльную станцию, да такую, что бы поместилась в существующий корпус блока питания паяльника 80х55х65мм(без штырей вилки), да еще что бы можно было подключить к ней и старенький ЭПСН.

Сказано – сделано. Приобрел я паяльник Lukey-REZISTRONIK (21$) с нагревателем HAKKO 1321 (24V 48Wt датчик резистивный – при 25С

50Ом) и дополнительным жалом Xytronic 44-510604/JP ( 6$ клиновидное 1.6мм).

А в старенький ЭПСН была встроена термопара от китайского мультиметра. Поэтому схема разрабатывалась с учетом поддержки как термопарного датчика так и резистивного.
И вот что получилось.

Принципиальная схема паяльной станции

Размер платы контроллера (без БП) при применении SMD элементов составил всего 43х33мм.

Общий алгоритм работы

При включении контроллер запускает АЦП и считывает уровень напряжения на входах PC0, PC1. Если на обоих напряжение близкое к напряжению питания – паяльников нет, на дисплее высвечивается «Err» – ошибка. Если на одном из входов напряжение становится менее 4,5В выбирается соответствующий тип паяльника: для входа РС0 – термопарный, для РС1 – резистивный; и начинается набор температуры до значения уставки. Для каждого паяльника хранится своя уставка температуры. При нажатии клавиши «больше» или «меньше» значение уставки текущего паяльника высвечивается на экране в мигающем режиме и далее увеличивается/уменьшается на 5С. В процессе набора температуры мигает точка последнего индикатора. Когда температура приближается к значению уставки, точка перестает мигать и для резистивного паяльника гаснет, а для термопарного горит постоянно – так можно определить какой паяльник определился программой.

Читайте также:  Лабораторный_блок_питания_из_бесперебойника

Мощность паяльника регулируется с помощью ШИМ модуляции с помощью ключа VT1. При включении паяльника мощность первоначально набирается плавно – для сохранения нагревателя паяльника. При проверке паяльника Lukey-REZISTRONIK выяснилось, что при напряжении 24В он светится в темноте – мне его стало жалко, и заполнение ШИМ для резистивного паяльника было ограничено до 70%. Для термопарного заполнение ШИМ 100%. Тем не менее паяльник Lukey нагревается от 25°С до 250°С за 60сек.

Алгоритм регулирования мощности следующий: при приближении к заданной температуре менее чем на 10С мощность подводимая к паяльнику уменьшается на 10% на каждый град.С. Для того, что бы точно выйти на заданную температуру в программе вводится температура смещения Tsm, которая принудительно смещает уставку до +–10°С. Первоначально смещение равно +2°С. Если температура паяльника находится в диапазоне (Задан.темпер+Tsm)>=Тек.темпер. >= ( Задан.темпер +Tsm − 10°С), тогда происходит постепенная коррекция смещения Tsm: если Задан.темпер.>Тек.темпер., то смещение Tsm увеличивается на 0,1°С, если Задан.темпер. ATmega48P

Паяльник — основной инструмент тех, кто хоть как-то связан с электроникой. Но большинство обычных паяльников пригодны лишь для пайки кастрюль, более-менее нормальный паяльник с термостатом и сменными жалами стоит недешево, а про паяльные станции и говорить нечего. Предлагаю собрать несложную паяльную станцию не особо отличающуюся по функциональности от серийных.

Схема


Микроконтроллер работает как термостат: получает данные от термопреобразователя и управляет транзистором, который в свою очередь, включает нагреватель. Заданная и текущая температура паяльника отображаются на семисегментном индикаторе. Кнопки S1-S4 служат для задания температуры с шагом 100°С и 10°С, S5-S6 — для включения и отключения станции (ждущий режим), S7 — переключает режим индикации температуры: текущая температура либо заданная (в этом режиме её можно изменить). Работа нагревателя отображается светодиодом LED1. В случае отключения питания последняя заданная температура сохраняется в энергонезависимую память EEPROM и при последующем включении станция начинает нагрев до этой температуры.

Читайте также:  Как_убрать_снег_с_навеса
Детали

В станции использован сетевой трансформатор на 18В 40Вт, диодный мост любой, способный выдержать ток 2А и обратное напряжение 30В, например КЦ410. Интегральный стабилизатор напряжения 7805 нужно прикрутить к радиатору размером не менее спичечного коробка. Фильтрующие конденсаторы С1 — электролитический на 100-500мкФ, С2 при большом желании, можно убрать. Индикатор — любой на три разряда с динамической индикацией и общим анодом, лучше его спрятать за светофильтром. Токоограничительные резисторы R8-R11 сопротивлением 330Ом-1кОм. Кнопки S1-S6 без фиксации, желательно тактовые, S7 — тумблер или кнопка, но с фиксацией. Резисторы R1-R7 — любые, сопротивлением 10кОм-100кОм. Транзистор Т1 — N-канальный MOSFET, управляемый логическим уровнем, допустимым напряжением сток-исток не менее 25В и током не менее 3А, например: IRL3103, IRL3713, IRF3708, IRF3709 и др. Микроконтроллер ATmega8 с любым суффиксом и корпусом(на схеме нумерация контактов для DIP-корпуса). Из фьюзов меняем лишь CKSEL: настраиваем на внутренний генератор 8МГц CKSEL3. 0=0100, остальные не трогаем. Такая схема не требует ни какой настройки и работает сразу (если её правильно собрали).

Паяльник

В схеме предусмотрено использование паяльников используемых в серийно выпускаемых паяльных станциях, например Lukey или AOYUE. Такие паяльники продаются в качестве запасных частей и стоят чуть дороже ранее упомянутых паяльников для кастрюль. Основное отличие, которое нас волнует — это тип датчика температуры, он может быть терморезистором или термопарой. Нам нужен первый. Такой тип преобразователя подходит для паяльников внутри которых находится керамический нагревательный элемент HAKKO 003 (HAKKO A1321). Пример такого паяльника используется в паяльных станциях Lukey 868, 852D+, 936 и др. Такой паяльник стоит дороже, но считается более качественным.

В заключение

Паяльники Lukey имеют для подключения станции разъем PS/2, у AOYUE — похож на старый советский разъем для подключения магнитофона. В интернете можно найти их распиновку, а можно просто срезать разъем и припаяться прямо к плате. Чтобы узнать где какой провод, можно померить сопротивления: у нагревателя будет около 3 Ом, а у терморезистора примерно 50 Ом (при комнатной температуре).
Почти все современные паяльники для паяльных станций имеют возможность заземлить жало, воспользуйтесь ней для защиты паяемых деталей от статических разрядов.

А вот что получилось

Паялось все ЭПСНом с намотанной на жало медной проволокой. О миниатюризации тогда не думал.



Внутренности фотографировались два года назад, когда её только сделал, поэтому внимательные читатели могут заметить реле (заменено транзистором) и преобразователь для термопары(красненькие резисторы и подстроечник в левом нижнем углу).

В архиве прошивка и схема в большом разрешении

Ссылка на основную публикацию
Панно_из_можжевельника_своими_руками
Начну с того, что мы с мужем купили первую нашу в жизни квартиру и начали ее постепенно обживать. Меня очень...
Пальто_цвет_морской_волны_какой_шарф
Цвет морской волны часто путают с бирюзовым . В действительности он представляет собой более темный оттенок сине-зеленого, причем синий в...
Панно_из_можжевельника_своими_руками
Начну с того, что мы с мужем купили первую нашу в жизни квартиру и начали ее постепенно обживать. Меня очень...
Паяльная_станция_на_attiny13
Atmel ATtiny13 Бабанин В., Красноярский край В свое время на AliExpress мое внимание привлек паяльник, похожий на фирменный Hakko, но...
Adblock detector