Stație digitală de lipit DIY (ATmega8, C). Stație de lipit DIY cu uscător de păr pentru atmega8
Statie digitala de lipit. De ce este necesar și care sunt avantajele sale? Există multe motive: unii oameni s-au săturat să curețe urme, unii oameni încălzesc fierul de lipit cu o brichetă sau pe gaz pentru că nu pot lipi o parte masivă, unii oameni au o spirală spartă prin corp și primesc un șoc electric, alții oamenii trebuie să controleze foarte precis temperatura vârfului fierului de lipit și cine vrea doar să treacă la o bază de element SMD modern.Care este diferența dintre o stație de lipit și un fier de lipit obișnuit, sau chiar un fier de lipit cu regulator? În stația de lipit există, în termenii noștri, feedback. Când vârful atinge o parte masivă, temperatura vârfului scade, iar tensiunea la ieșirea termocuplului scade în consecință. Această cădere de tensiune, amplificată de amplificatorul operațional, este trimisă la microcontroler și furnizează imediat mai multă putere încălzitorului, crescând temperatura vârfului (mai precis, tensiunea la ieșirea amplificatorului operațional) la nivelul care este înregistrat în memorie. După ce ați citit acest articol, adunați echipamentul necesar și nu uitați să flashizați mai întâi controlerul, veți folosi pentru ultima oară fiarele de lipit vechi, plictisitoare și imperfecte, trecând la un nivel mai profesional al circuitelor de lipit. Așadar, vă prezint atenției o stație de lipit digitală de casă. Din punct de vedere funcțional, circuitul este format din două părți - o unitate de control și o unitate de indicație.
În versiunea autorului, stabilizatorul 7805 este conectat la o punte de diodă, a cărei ieșire merge pentru a încălzi fierul de lipit, dar există un minim de 24 de volți. Prin urmare, este mai bine să folosiți în aceste scopuri o înfășurare de tensiune mai mică a transformatorului, dacă este disponibilă, sau o sursă de alimentare separată, pentru care am folosit un încărcător de la un telefon mobil. Dacă încărcătorul produce o tensiune stabilă de 5 volți, atunci puteți refuza să utilizați un stabilizator.
Aproape toate piesele sunt așezate pe o singură placă. și firmware preluat de pe site-ul radiokot. Le puteți descărca în arhivă. Puntea de diode și condensatorul electrolitic sunt situate în afara plăcii. În centrul punții de diode există un orificiu cu care este fixat de corpul stației de lipit. Electrolitul este lipit direct pe el.
Echipament: ATmega8, LM358, IRFZ44, 7805, pulbere liberă, indicator LED cu trei cifre și șapte segmente A-563G-11, cinci butoane de ceas (trei sunt posibile) și un beep de cinci volți cu generator încorporat. Evaluări ale elementelor:
R1 - 1M
R2 - 1k
R3 - 10k
R4 - 82k
R5 - 47k
R7, R8 - 10k
Indicatorul R -0,5k
C3 - 1000mF/50v
C2 - 200mF/10v
C - 0,1 mF
Q1 - IRFZ44
IC4 – 78L05ABUTR
Am folosit diferite punți de diode, principalul lucru a fost să trag curent. Transformatoare - TS-40. Adevărat, conectez doar o jumătate a transformatorului, așa că se încălzește, dar funcționează de câțiva ani. In principiu, poti folosi unul simplu, cu rezerva de putere, pentru a evita folosirea coolerelor. În acest caz, va fi posibil să utilizați o carcasă din plastic compactă și ieftină. Plusul semnalului sonor este conectat la al 12-lea pin al microcontrolerului (sau la al 14-lea dacă controlerul este utilizat într-un pachet DIP). Negativul este conectat la masă.
Caracteristicile tehnice ale statiei de lipit. Temperatura de la 50 la 500 de grade, (încălzire la 260 de grade timp de aproximativ 30 de secunde), două butoane +10 grade și -10 grade temperatură, trei butoane de memorie - apăsare lungă (până când clipește) - amintirea temperaturii setate (EE), scurtă - setarea temperaturii din memorie. După ce este aplicată alimentarea, circuitul este în modul de repaus, după apăsarea butonului, instalarea din prima celulă de memorie este pornită. Când porniți prima dată, temperatura din memorie este de 250, 300, 350 de grade. Temperatura setată clipește pe indicator, apoi temperatura vârfului rulează și apoi se aprinde cu o precizie de 1*C în timp real (după încălzire, uneori sare cu 1-2*C înainte, apoi se stabilizează și ocazional sare cu +-1 *C). La 1 oră după ultima manipulare a butoanelor, el adoarme și se răcește (de fapt, poate leșina mai devreme). Daca temperatura este mai mare de 400*C, el adoarme dupa 10 minute (pentru a pastra intepatura). Beeper-ul emite un bip când este pornit, când sunt apăsate butoanele, când înregistrează în memorie, când temperatura setată este atinsă, avertizează de trei ori înainte de a adormi (bip dublu) și când adorm (cinci bipuri). După asamblare, stația de lipit trebuie calibrată. Este calibrat folosind trimmer-ul R5 și un termocuplu, care vine cu multe multimetre. Am DT-838. L-am verificat cu un termocuplu industrial. Am fost mulțumit de acuratețea citirilor.
Fuze:
Acum despre fiare de lipit. În stația noastră de casă, puteți folosi fiare de lipit de la stații de lipit de la diferiți producători. În versiunea mea, folosesc ZD-929 la 24 de volți și 48 de wați.
Iată pinout-ul conectorului său:
Și LUKEY, nu știu modelul, dar și pentru această tensiune:
Mai târziu s-a dovedit că LUKEY era semnificativ inferior în calitate și putere. Într-o perioadă scurtă de utilizare, termocuplul din el a zburat. În plus, este mai slab decât ZD-929. Conectorul trapă este același cu un computer PS/2, așa că l-am tăiat imediat și l-am înlocuit cu RSh2N-1-17. Va fi mai de încredere așa.
Rezistența încălzitorului este de 18 ohmi, rezistența termocuplului este de 2 ohmi. Trebuie respectată polaritatea termocuplului. „+” al termocuplului se duce la R3, „–” la masă cele mai recente tehnologii de instalare, ce urmează acum trebuie să citiți regulile de funcționare, pentru a nu strica înțepăturile scumpe, dar de lungă durată.
1.
Vârfurile de lipit cu mai multe straturi nu necesită (și nu permit) nicio ascuțire.
2.
Temperaturile inutil de ridicate vor scurta durata de viata a varfului. Utilizați cea mai scăzută temperatură posibilă.
4.
În timpul funcționării continue, cel puțin o dată pe săptămână, este necesar să îndepărtați vârful și să-l curățați complet de oxizi. Lipitura de pe vârf ar trebui să rămână chiar și atunci când este rece.
Câteva cuvinte despre „buretele de celuloză moale”. pe care se va umfla și îl stoarce acum buretele este gata de utilizare. În cazuri extreme, puteți folosi un șervețel de bumbac.
Aici ajungem la final. Acum partea cea mai interesantă - fotografiile dispozitivelor terminate.
Statie de casa:
Actualizat la vârfurile curbate ale fabricii locale de radio ZD-929 într-un suport de două hard disk:
Lukey într-un stand cumpărat. Vizual, standul este similar cu unul similar de la Pace (de care m-am îndrăgostit la comandă), dar în loc de metal turnat există plastic:
Designul a fost asamblat și testat de: Troll
Discutați articolul STAȚIE DE LIPIERE DE CASĂ
Statie de lipit bricolaj. Cum să asamblați o stație de lipit cu un uscător de păr pentru bani puțini.
De multe ori este necesară repararea dispozitivelor cu componente SMD (telefoane, radiouri, diverse module), etc. Același conector USB de pe un telefon (cum se întâmplă adesea) nu este atât de ușor de lipit cu un fier de lipit obișnuit fără deteriorare. Așa că este timpul să începem asamblarea stației de lipit.
Mai jos este o listă a principalelor componente care vor fi necesare pentru a asambla o „stație de lipire bugetară”.
Cumpărați de pe AliExpress
Schema este primitivă. Autorul oferă și codul sursă de firmware în C++.
Placa de circuit imprimat a autorului este făcută pentru rezistențe și condensatoare SMD. Am decis să-l refac pentru componentele de ieșire (parțial). Am separat partea de înaltă tensiune de placa principală și am asamblat-o separat.
Am transferat placa de circuit imprimat pe PCB folosind tehnologia „LUT” și am gravat-o cu clorură ferică. Am instalat tranzistorul care controlează turbina pe pistolul cu aer cald, KT805, și m-am asigurat că îl instalez pe un mic radiator.
Deoarece aceasta este o „versiune la buget”, am decis să nu cumpăr carcasa, ci să o fac eu. Aveam o carcasă în jur, cu plastic destul de gros și de înaltă calitate de la un televizor vechi german și am decis să tai pereții și să asamblez o carcasă din ea pentru o „stație de lipit”. Totul arată destul de bine.
Am tăiat LED-urile de pe panoul frontal, astfel încât să nu iasă afară.
Nici un fier de lipit nu mi-am cumparat. Aveam un „pistol de fier de lipit” chinezesc cu un încălzitor ars și un mâner dintr-un fier de lipit sovietic. Tocmai am luat manșonul - care ține vârful și încălzitorul de la "fierul de lipit - pistol" - și le-am conectat împreună cu mânerul, am cumpărat un încălzitor cu termocuplu și l-am introdus în el.
Am luat transformatorul de la un magnetofon sovietic de 25 de volți și este destul de potrivit în ceea ce privește puterea. Puntea de diode a fost asamblată din diode KD202. Am instalat si racire activa (ventilator de evacuare).
Dacă vă uitați la ansamblul plăcii mele din fotografie, veți vedea o parte care nu este în sigiliile originale. Acesta este „multivibratorul” meu. De ce este nevoie de el acolo? Ehh.. L-am instalat pentru un buzzer (schoaker) pentru că nu aveam un buzzer cu generator încorporat și îmi doream foarte mult un bip. De fapt, nu vă recomand să faceți asta! Asta înseamnă multă ezitare suplimentară. Este mai ușor să cumpărați un buzzer cu un generator încorporat.
Este necesar să se țină cont de faptul că autorul a împărțit sursa de alimentare în digital și putere. Acest lucru este necesar pentru ca microcontrolerul să nu aibă interferențe sau orice interferență din partea de alimentare. Deci, în circuit există DOUA PĂMÂNȚI și partea digitală este alimentată de o sursă de alimentare separată stabilizată de 5 volți. Și eu, ca și autorul, am decis să folosesc un încărcător pentru telefonul mobil.
Luăm programatorul AVR UsbAsp. Îl conectăm la PC și la microcontroler.
Există o mulțime de diagrame ale diferitelor stații de lipit pe Internet, dar toate au propriile lor caracteristici. Unele sunt dificile pentru începători, altele lucrează cu fiare de lipit rare, altele nu sunt terminate etc. Ne-am concentrat în mod special pe simplitate, cost redus și funcționalitate, astfel încât fiecare radioamator începător să poată asambla o astfel de stație de lipit.
Pentru ce este o statie de lipit?
Un fier de lipit obișnuit, care este conectat direct la rețea, pur și simplu încălzește constant cu aceeași putere. Din acest motiv, este nevoie de foarte mult timp pentru a se încălzi și nu există nicio modalitate de a regla temperatura în el. Puteți reduce această putere, dar obținerea unei temperaturi stabile și a lipirii repetabile va fi foarte dificilă.
Un fier de lipit pregătit pentru o stație de lipit are un senzor de temperatură încorporat și acest lucru vă permite să-i aplicați putere maximă la încălzire și apoi să mențineți temperatura conform senzorului. Dacă pur și simplu încercați să reglați puterea proporțional cu diferența de temperatură, atunci fie se va încălzi foarte lent, fie temperatura va fluctua ciclic. Ca rezultat, programul de control trebuie să conțină în mod necesar un algoritm de control PID.
În stația noastră de lipit, desigur, am folosit un fier de lipit special și am acordat maximă atenție stabilității temperaturii.
Specificații
- Alimentat de o sursă de tensiune 12-24V DC
- Consum de energie, la alimentare 24V: 50W
- Rezistenta fierului de lipit: 12 ohmi
- Timp până la modul de funcționare: 1-2 minute în funcție de tensiunea de alimentare
- Abaterea maximă a temperaturii în modul de stabilizare, nu mai mult de 5 grade
- Algoritm de control: PID
- Afișarea temperaturii pe un indicator cu șapte segmente
- Tip încălzitor: nicrom
- Tip senzor de temperatură: termocuplu
- Capacitate de calibrare a temperaturii
- Setarea temperaturii cu ajutorul ecoderului
- LED pentru afișarea stării fierului de lipit (încălzire/funcționare)
Diagramă schematică
Schema este extrem de simplă. În centrul tuturor se află microcontrolerul Atmega8. Semnalul de la optocupler este alimentat la un amplificator operațional cu câștig reglabil (pentru calibrare) și apoi la intrarea ADC a microcontrolerului. Pentru a afișa temperatura, se folosește un indicator cu șapte segmente cu un catod comun, ale cărui descărcări sunt pornite prin tranzistori. Când rotiți butonul codificatorului BQ1, temperatura este setată, iar în restul timpului este afișată temperatura curentă. Când este pornit, valoarea inițială este setată la 280 de grade. Determinând diferența dintre temperatura curentă și cea necesară, recalculând coeficienții componentelor PID, microcontrolerul încălzește fierul de lipit folosind modulația PWM.
Pentru a alimenta partea logică a circuitului, se folosește un stabilizator liniar simplu de 5V DA1.
Placă de circuit imprimat
Placa de circuit imprimat este cu o singură față cu patru jumperi. Fișierul PCB poate fi descărcat la sfârșitul articolului.
Lista componentelor
Pentru a asambla placa de circuit imprimat și carcasa, veți avea nevoie de următoarele componente și materiale:
- BQ1. Encoder EC12E24204A8
- C1. Condensator electrolitic 35V, 10uF
- C2, C4-C9. Condensatoare ceramice X7R, 0.1uF, 10%, 50V
- C3. Condensator electrolitic 10V, 47uF
- DD1. Microcontroler ATmega8A-PU în pachet DIP-28
- DA1. Stabilizator L7805CV 5V în pachet TO-220
- DA2. Amplificator operațional LM358DT în pachet DIP-8
- HG1. Indicator cu șapte segmente și trei cifre cu un catod comun BC56-12GWA. Placa oferă, de asemenea, un loc pentru un analog ieftin.
- HL1. Orice LED indicator pentru un curent de 20 mA cu un pas de pin de 2,54 mm
- R2,R7. Rezistoare 300 Ohm, 0,125W - 2 buc.
- R6, R8-R20. Rezistoare 1kOhm, 0,125W - 13buc
- R3. Rezistor 10kOhm, 0,125W
- R5. Rezistor 100kOhm, 0,125W
- R1. Rezistor 1 MOhm, 0,125 W
- R4. Rezistor trimmer 3296W 100kOhm
- VT1. Tranzistor cu efect de câmp IRF3205PBF în pachet TO-220
- VT2-VT4. Tranzistoare BC547BTA în pachet TO-92 - 3 buc.
- XS1. Terminal pentru două contacte cu distanță între pini de 5,08 mm
- Terminal pentru două contacte cu distanță între pini de 3,81 mm
- Terminal pentru trei contacte cu distanță între pini de 3,81 mm
- Radiator pentru stabilizator FK301
- Priză carcasă DIP-28
- Priză carcasă DIP-8
- Comutator de alimentare SWR-45 B-W(13-KN1-1)
- Ciocan de lipit. Vom scrie despre asta mai târziu
- Piese din plexiglas pentru corp (pile tăiate la sfârșitul articolului)
- Buton codificator. Îl puteți cumpăra sau îl puteți imprima pe o imprimantă 3D. Fișier pentru descărcarea modelului de la sfârșitul articolului
- Șurub M3x10 - 2 buc.
- Șurub M3x14 - 4 buc.
- Șurub M3x30 - 4 buc
- Piuliță M3 - 2 buc.
- Piuliță pătrată M3 – 8 buc
- Șaibă M3 – 8 buc
- Șaibă de blocare M3 – 8 buc
- Asamblarea va necesita, de asemenea, fire de instalare, legături și tuburi termocontractabile.
Iată cum arată un set de toate piesele:
Instalare PCB
Când asamblați o placă de circuit imprimat, este convenabil să utilizați desenul de asamblare:
Procesul de instalare va fi afișat și comentat în detaliu în videoclipul de mai jos. Să notăm doar câteva puncte. Este necesar să se respecte polaritatea condensatoarelor electrolitice, LED-urile și direcția de instalare a microcircuitelor. Nu instalați microcircuite până când carcasa nu este complet asamblată și tensiunea de alimentare nu a fost verificată. Circuitele integrate și tranzistoarele trebuie manipulate cu atenție pentru a evita deteriorarea cauzată de electricitatea statică.
Odată ce placa este asamblată, ar trebui să arate astfel:
Ansamblu carcasa si instalatie volumetrica
Schema de cablare bloc arată astfel:
Adică, tot ce rămâne este să alimentezi placa și să conectezi conectorul fierului de lipit.
Trebuie să lipiți cinci fire la conectorul fierului de lipit. Prima și a cincea sunt roșii, restul sunt negre. Trebuie să puneți imediat un tub termocontractabil pe contacte și să cosiți capetele libere ale firelor.
Firele roșii scurte (de la comutator la placă) și lungi (de la comutator la sursa de alimentare) trebuie lipite la comutatorul de alimentare.
Comutatorul și conectorul pot fi apoi instalate pe panoul frontal. Vă rugăm să rețineți că comutatorul poate fi foarte dificil de activat. Dacă este necesar, modificați panoul frontal cu un fișier!
Următorul pas este să puneți toate aceste părți împreună. Nu este nevoie să instalați controlerul, amplificatorul operațional sau șurubul pe panoul frontal!
Firmware și configurare controler
Puteți găsi fișierul HEX pentru firmware-ul controlerului la sfârșitul articolului. Biții de siguranță ar trebui să rămână din fabrică, adică controlerul va funcționa la o frecvență de 1 MHz de la oscilatorul intern.
Prima pornire trebuie făcută înainte de a instala microcontrolerul și amplificatorul operațional pe placă. Aplicați o tensiune de alimentare constantă de la 12 la 24V (roșu ar trebui să fie „+”, negru „-”) circuitului și verificați dacă există o tensiune de alimentare de 5 V între pinii 2 și 3 ai stabilizatorului DA1 (pinii mijlocii și dreapta). După aceasta, opriți alimentarea și instalați cipurile DA1 și DD1 în prize. În același timp, monitorizați poziția cheii cipului.
Porniți din nou stația de lipit și asigurați-vă că toate funcțiile funcționează corect. Indicatorul afișează temperatura, codificatorul o modifică, fierul de lipit se încălzește, iar LED-ul semnalizează modul de funcționare.
Apoi, trebuie să calibrați stația de lipit.
Cea mai bună opțiune pentru calibrare este utilizarea unui termocuplu suplimentar. Este necesar să setați temperatura necesară și să o controlați pe vârf folosind un dispozitiv de referință. Dacă citirile diferă, atunci reglați rezistența trimmerului multi-turn R4.
La setare, rețineți că citirile indicatorului pot diferi ușor de temperatura reală. Adică, dacă setați, de exemplu, temperatura la „280”, iar citirile indicatorului deviază ușor, atunci în funcție de dispozitivul de referință trebuie să obțineți exact o temperatură de 280°C.
Dacă nu aveți un dispozitiv de măsurare de control la îndemână, puteți seta rezistența rezistenței la aproximativ 90 kOhm și apoi selectați temperatura experimental.
După ce stația de lipit a fost verificată, puteți instala cu atenție panoul frontal, astfel încât piesele să nu se crape.
Video cu munca
Am făcut o scurtă recenzie video
…. și un videoclip detaliat care arată procesul de asamblare:
M-am gândit multă vreme dacă să scriu sau nu un articol despre acest produs de casă. Pe Internet probabil că puteți număra o duzină de articole despre această schemă. Dar, deoarece, în opinia mea, această soluție specială de proiectare a circuitelor este cea mai de succes, vă împărtășesc designul cu voi, dragi vizitatori ai site-ului Technoreview. Aș dori să mulțumesc imediat autorului diagramei pentru munca depusă și pentru faptul că a postat-o pentru uz public. Stația de lipit este destul de simplă de fabricat și este foarte necesară în practica radioamatorilor.
Când mi-am început călătoria ca radioamator, nu m-am gândit la nimic. Lipit cu un fier de lipit puternic de 60 de wați. Totul a fost realizat cu montaj deasupra capului și fire groase. De-a lungul anilor, dobândind puțină experiență, șenile s-au subțire și detaliile au devenit mai mici. Fiare de lipit de putere mai mică au fost achiziționate în consecință. Am achiziționat odată un fier de lipit de la stația de lipit LUKEY-702 cu o putere maximă de 50 wați și un termocuplu încorporat. Am luat imediat schema pentru asamblare. Simplu și fiabil, cu un minim de piese.
Diagrama unei stații de lipit de casă
Lista de piese pentru circuit:
- R1 - 1M
- R2 - 1k
- R3 - 10k
- R4 - 82k
- R5 - 47k
- R7, R8 - 10k
- Indicatorul R -0,5k
- C3 - 1000mF/50v
- C2 - 200mF/10v
- C - 0,1 mF
- Q1 - IRFZ44
- IC4 – 78L05ABUTR
Transformatorul de putere a fost luat de pe un recorder. Numele lui este TS-40-3. nu am derulat nimic. Toate tensiunile corespunzătoare sunt deja acolo. Pentru a alimenta fierul de lipit în sine, două înfășurări au fost conectate în paralel. Produce aproximativ 19 volți. E suficient pentru noi. Pentru a face acest lucru, pe acest model de transformator trebuie să plasați jumperi între bornele 6 și 8 ale transformatorului, precum și 6’ și 8’ pe cealaltă bobină. Scoateți tensiunea de la pinii 6 și 6’.
Pentru a alimenta microcontrolerul unității de control al stației de lipit și amplificatorul operațional, avem nevoie de o tensiune de la 7,5 la 15 volți. Desigur, puteți merge până la 35, dar aceasta va fi limita pentru cipul stabilizator 78L05. Va deveni foarte cald. Pentru a face acest lucru, am conectat înfășurările în serie. Tensiunea rezultată a fost de 12 volți. Două fire sunt lipite la pinul 8 al transformatorului. Dezlipiți ceea ce este mai subțire și transferați-l într-un terminal liber. Jumperul trebuie plasat pe borna a 10-a a transformatorului și pe firul sigilat. Tensiunea este eliminată de la pinii 10’ și 12. Cele de mai sus sunt doar pentru transformatorul TS-40-3.
Se folosesc diode de putere B1 KD202K. Doar potrivit pentru acest scop. Pentru a alimenta MK, am luat un ansamblu de diode de dimensiuni mici B2. E30361-L-0-8-W cu un catod comun a fost folosit ca indicatori LED. De asemenea, mi-am proiectat propria placă de circuit imprimat pentru propriul meu indicator. S-a dovedit a fi cu două fețe. Unilateral nu putea. Prea mulți săritori. Placa nu este cea mai bună, dar a fost testată și funcționează. De asemenea, am relipit conectorul de pe fierul de lipit în sine. Standardul lui nu este bun. La început, băutura nu era prevăzută pe tablă. L-am instalat după, dar placa din arhivă a fost reparată.
Am selectat cel mai bun conector din gunoiul disponibil, tata și mama. De asemenea, vreau să spun ceva despre tranzistorul cu efect de câmp IRFZ44. Din anumite motive, nu a vrut să lucreze pentru mine. S-a ars imediat când a fost pornit. În acest moment, IRF540 este instalat de aproximativ un an. Cu greu se încălzește. Nu are nevoie de un radiator mare.
Statie de lipit - confectionare carcase
Deci, carcasa stației de lipit. Este bine când mergi într-un magazin și există o selecție de cutii gata făcute. Din păcate, nu am acest lux. Dar nu vreau să caut tot felul de cutii pentru cine știe ce și apoi să mă gândesc cum să bag totul acolo. Corpul era îndoit din tablă. Apoi am marcat și găurit toate găurile și le-am vopsit cu vopsea spray. Am sigilat orificiul pentru indicator cu o bucată de plastic dintr-o sticlă de bere neagră. Butoanele sunt fabricate din carcase de tranzistor sovietic KT3102 într-o carcasă de fier și altele asemenea. De asemenea, trebuie să calibrați citirile de temperatură folosind rezistența R5 și termocuplul multimetrului. După asamblare și testare, am asigurat toate firele cu elemente de fixare din plastic. Apoi am înșurubat capacul superior al carcasei. Stația este gata de funcționare. Adunare fericită tuturor. Stația de lipit a fost făcută de Bukhar.
Care este unul dintre cele mai importante instrumente din trusa unui inginer a cărui activitate este legată de electronică. Acesta este ceea ce probabil iubești și urăști, fierul de lipit. Nu trebuie să fii inginer pentru a avea nevoie brusc de unul: este suficient să fii doar un meșter care repara ceva acasă.
Pentru aplicații de bază, un fier de lipit obișnuit pe care îl conectați la o priză funcționează bine; dar pentru lucrări mai delicate, cum ar fi repararea și asamblarea circuitelor electronice, veți avea nevoie de o stație de lipit. Controlul temperaturii este esențial pentru a evita arderea componentelor, în special a circuitelor integrate. În plus, este posibil să aveți nevoie, de asemenea, să fie suficient de puternic pentru a menține o anumită temperatură atunci când lipiți ceva pe un suport mare de pământ.
În acest articol vom analiza cum vă puteți asambla propria stație de lipit.
Dezvoltare
Când am dezvoltat această stație de lipit, câteva proprietăți cheie au fost importante pentru mine:
- portabilitate- acest lucru se realizează prin utilizarea unei surse de alimentare în comutație, în locul unei punți de transformator și redresor convenționale;
- design simplu- Nu am nevoie de afișaje LCD, LED-uri și butoane suplimentare. Aveam nevoie doar de un indicator LED cu șapte segmente pentru a afișa temperatura setată și curentă. De asemenea, mi-am dorit un selector de temperatură simplu (potențiometru) fără potențiometru pentru reglare fină, deoarece acest lucru este ușor de realizat folosind software-ul;
- versatilitate- Am folosit un ștecher standard cu 5 pini (un fel de tip DIN) astfel încât să fie compatibil cu Hakko și fiare de lipit similare.
Cum functioneaza
În primul rând, să vorbim despre regulatoarele PID (proportional-integral-derivative, PID). Pentru a clarifica totul dintr-o dată, să ne uităm la cazul nostru particular cu o stație de lipit. Sistemul monitorizează constant eroarea, care este diferența dintre punctul de referință (în cazul nostru, temperatura de care avem nevoie) și temperatura noastră actuală. Reglează ieșirea microcontrolerului, care controlează încălzitorul folosind PWM, pe baza următoarei formule:
După cum puteți vedea, există trei parametri K p , Ki și K d . Parametrul K p este proporțional cu eroarea curentă. Parametrul Ki ia în considerare erorile care s-au acumulat în timp. Parametrul K d este o predicție a erorii viitoare. În cazul nostru, pentru reglajul adaptiv folosim biblioteca PID a lui Brett Beauregard, care are două seturi de parametri: agresiv și conservator. Când temperatura curentă este departe de valoarea setată, regulatorul utilizează parametri agresivi; în caz contrar, folosește parametri conservatori. Acest lucru ne permite să realizăm timpi de încălzire rapid, menținând în același timp precizia.
Mai jos este o diagramă schematică. Stația folosește un microcontroler ATmega8 pe 8 biți într-un pachet DIP (puteți folosi un ATmega168-328 dacă le aveți la îndemână), ceea ce este foarte comun, iar varianta 328 se găsește în Arduino Uno. L-am ales pentru că este ușor să flashi folosind Arduino IDE, care are și biblioteci gata de utilizare.
Temperatura este citită folosind un termocuplu încorporat în fierul de lipit. Amplificăm tensiunea generată de termocuplu de aproximativ 120 de ori folosind un amplificator operațional. Ieșirea amplificatorului operațional este conectată la pinul ADC0 al microcontrolerului, care transformă tensiunea în valori între 0 și 1023.
Valoarea de referință este setată folosind un potențiometru, care este folosit ca divizor de tensiune. Este conectat la pinul ADC1 al controlerului ATmega8. Intervalul de 0-5 volți (ieșire potențiometru) este convertit la valori 0-1023 folosind un ADC și apoi la valori 0-350 grade Celsius folosind funcția "hartă".
Lista componentelor
| Desemnare | Denumirea | Cantitate |
|---|---|---|
| IC1 | ATMEGA8-P | 1 |
| U1 | LM358 | 1 |
| Î1 | IRF540N | 1 |
| R4 | 120 kOhm | 1 |
| R6, R3 | 1 kOhm | 2 |
| R5, R1 | 10 kOhm | 2 |
| C3, C4, C7 | 100 nF | 3 |
| Y1 | 16 MHz | 1 |
| C1, C2 | 22 pF | 2 |
| R2 | 100 ohmi | 1 |
| U2 | LM7805 | 1 |
| C5, C6 | 100 µF (mai puțin este posibil) | 2 |
| R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14 | 150 ohmi | 8 |
Aceasta este o listă de componente exportate din KiCad. În plus, veți avea nevoie de:
- o clonă a fierului de lipit Hakko, cel mai popular în magazinele online chinezești (cu termocuplu, nu termistor);
- alimentare 24 V, 2 A (recomand să folosiți o sursă de alimentare în comutație, dar puteți folosi un transformator cu redresor în punte);
- potențiometru 10 kOhm;
- ștecher electric tip avion cu 5 pini;
- conector electric instalat pe panoul din spate pentru alimentarea 220 V;
- placă de circuit imprimat;
- întrerupător;
- conectori pini de 2,54 mm;
- multe fire;
- conectori Dupont;
- body (am printat-o pe o imprimantă 3D);
- un indicator LED triplu cu șapte segmente;
- Programator AVR ISP (puteți folosi Arduino pentru asta).
Desigur, puteți înlocui cu ușurință indicatorul LED cu un afișaj LCD sau puteți utiliza butoane în loc de potențiometru, până la urmă, aceasta este stația dvs. de lipit. Am subliniat opțiunea mea de design, dar o poți face în felul tău.
Instrucțiuni de asamblare
În primul rând, trebuie să faceți PCB-ul. Utilizați metoda pe care o preferați; Recomand să transferați designul plăcii cu toner pentru imprimantă laser, deoarece acesta este cel mai simplu mod. De asemenea, am PCB-ul extins pentru că am vrut să aibă aceeași dimensiune cu sursa de alimentare, astfel încât să îl pot monta deasupra. Simțiți-vă liber să modificați placa, puteți descărca fișierele de proiect și le puteți edita folosind KiCad. După ce faceți PCB-ul, lipiți toate componentele pe acesta.
Asigurați-vă că instalați un comutator între sursa de alimentare și conectorul de alimentare. Utilizați fire relativ groase pentru conexiunile dintre sursa de alimentare și PCB și conectorul de ieșire la scurgerea MOSFET-ului (punctul H de pe placă) și împământare pe PCB. Pentru a conecta potențiometrul, conectați primul pin la linia +5V, al doilea la punctul POT și al treilea la masă. Vă rugăm să rețineți că folosesc un LED anod comun, care poate fi diferit de ceea ce aveți. Va trebui să schimbați puțin codul, dar toate instrucțiunile din codul programului sunt comentate. Conectați pinii E1-E3 la anozii/catozii comuni și pinii a-dp la pinii corespunzători ai indicatorului dumneavoastră. Pentru informații mai detaliate, consultați descrierea tehnică de pe acesta. În cele din urmă, instalați conectorul de ieșire al stației de lipit și lipiți toate conexiunile la acesta. Imaginea de mai sus ar trebui să vă ajute, cu diagrama și pinout-ul conectorului.
Acum vine partea distractivă, încărcarea codului. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de biblioteca PID (link către GitHub).
#includeDacă aveți un programator AVR ISP, știți ce să faceți. Conectați pinii +5V, GND, MISO, MOSI, SCK și RESET, descărcați schița Arduino, deschideți-o (veți avea nevoie de IDE-ul Arduino instalat pe computer) și faceți clic pe „Încărcați”.
Dacă nu aveți un programator, puteți utiliza Arduino. Conectați-vă placa Arduino (Uno/Nano) la computer, accesați Fișier → Exemple → ArduioISP și încărcați-o. Apoi accesați Instrumente → Programator → Arduino ca ISP. Conectați-vă placa la placa Arduino, descărcați schița și apoi selectați Schiță → Încărcați prin programator.
Asta e tot. Acum vă puteți bucura de lucrul cu o stație de lipit asamblată cu propriile mâini.
Calibrare
Dar nu, asta nu este tot. Acum trebuie să-l calibrăm. Deoarece încălzitoarele și termocuplurile din fiarele de lipit pot varia, mai ales dacă utilizați un fier de lipit Hakko neoriginal, trebuie să calibrăm stația de lipit.
În primul rând, avem nevoie de un multimetru digital cu un termocuplu pentru a măsura temperatura vârfului fierului de lipit. Odată ce ați măsurat temperatura, trebuie să modificați valoarea implicită „510” în linia de cod a hărții (Input, 0, 510, 25, 350) folosind următoarea formulă:
unde TempRead este temperatura afișată pe termometrul digital și TempSet este temperatura pe care ați setat-o pe stația de lipit. Aceasta este doar o setare aproximativă, dar ar trebui să fie suficientă, deoarece nu aveți nevoie de o precizie extremă la lipire. Am folosit Celsius, dar îl puteți schimba în Fahrenheit în cod.
Imprimarea corpului pe o imprimantă 3D (opțional)
Am proiectat și imprimat o carcasă care ar putea găzdui o sursă de alimentare comutată și un PCB pentru ca totul să arate bine. Din păcate, pentru a utiliza această carcasă, va trebui să găsiți exact același tip de sursă de alimentare. Dacă aveți o sursă potrivită și doriți să imprimați carcasa sau dacă doriți să o personalizați pentru a se potrivi cerințelor dvs., puteți descărca fișierele atașate. Am imprimat la 20% umplutură și 0,3 grosime de strat. Puteți utiliza niveluri de umplere mai mari și înălțimi mai mici ale straturilor dacă aveți timp și răbdare.
Concluzie
Asta e tot! Sper că articolul a fost util. Mai jos sunt toate materialele necesare.
