Схема управления паяльным феном

 

С развитием современной электроники, паяльный фен в домашней лаборатории давно стал неотъемлемой частью.
Как посетитель Вашего сайта, собирал отличные схемы, в данном случае — нагрузка и паяльная станция.
Считаю не справедливо, что паяльник на сайте есть, а вот фена нет.

Поэтому решил разместить здесь простой контроллер для термофена, пусть это не моё, но многие думаю, хотят собрать подобный нормально работающий контроллер.

Схема управления паяльным феном

Естественно, что сначала нужно приобрести фен, которым собираетесь работать.
Самыми распространёнными являются фены от паяльных станций «Lukey».

Где и что покупать, решайте конечно сами, лично я приобрёл подобный фен на Али.

Схема управления паяльным феном

Фен этот у меня с двигателем вентилятора на 24 вольта. Есть аналогичные и с двигателем на 12 вольт.
Можно применять любые фены, а что необходимо будет изменить в схеме контроллера, скажу ниже.

И так фен есть, настала очередь за корпусом.
Естественно, любая конструкция начинается с корпуса. Нашли подходящую схему, ищите подходящий для будущей конструкции корпус. Потом соответственно для этого корпуса уже можно будет делать и платы.

Я подходящий корпус для этого контроллера нашёл у нас в магазине. Корпус для РЭА №15-6, размеры его 170*130*55 мм.

Схема управления паяльным феном

Схема

Схема контроллера, как я уже сказал, не моя. Нашёл я её на сайте «Паяльник», схема от Миха-псков, предложенная участником форума «Паяльник» под логином KLARUS.
Схема собрана МК ATmega8, в качестве индикатора температуры в ней применён трёхразрядный светодиодный индикатор. Я поставил зелёный с общим анодом.

Схема управления паяльным феном
Схема контроллера фена.

Схема позволяет поддерживать установленную температуру фена, регулировать обороты двигателя вентилятора фена, при выключении фена ждёт, когда температура фена понизится до 50-ти градусов, потом снимает питание с фена.
Схема так же, в такой же последовательности выключает фен, если он установлен в держатель фена (на подставку), имеющий встроенный магнит, так как фен для этой цели имеет встроенный геркон.

Схема управления паяльным феном

Хочу обратить Ваше внимание на схему, в частности на регулятор оборотов моторчика фена.
Как видите, в схеме использован 12-ти вольтовый моторчик в вентиляторе фена, в нашем случае используется моторчик на 24в.

Изменения, которые необходимо будет сделать в схеме следующие:
в нижнюю по схеме часть потенциометра R34, включаем последовательно резистор на 4,7к или 5.1к(подобрать минимальные обороты моторчика, чтобы не сдуть детали с собираемой вами будущей платы с smd)).

После такой доработки напряжение на выходе регулятора возрастет до требуемых нам 24в.

Да, и ещё, если применяете фен с вентилятором на 12 вольт, то нет необходимости делать выходное напряжение блока питания 30 вольт, достаточно будет в этом случае и 14-ти вольт.

Блок питания для этого контроллера я собрал импульсный. Выходные напряжения блока питания в моём варианте +30 и +9 вольт.
Схема собрана на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема управления паяльным феном
Схема БП контроллера фена.

В основном имеются все необходимые функции, ну и главное всё это вполне надёжно работает.
Сама схема питается стабилизированным напряжением 5 вольт. Стабилизатор выполнен по стандартной схеме на LM7805, на схеме он не нарисован, но есть на печатке на основной плате.

Печатные платы

После того, как нашёл корпус, под этот корпус начал переделать печатные платы, которые были на сайте «Паяльник». В частности, на плате контроллера (Main) убрал выпрямитель из диодов и диодную сборку, так как в них не было необходимости в моем случае, ну и подогнал размер платы под мой корпус.

Схема управления паяльным феном
Основная плата. Вид со стороны деталей.

  • Схема управления паяльным феном
    Основная плата. Обратная сторона
  • Плату индикаторов и управления (кнопки и регулятор), тоже полностью переделал под свой корпус.
  • Схема управления паяльным феном
    Плата индикаторов.
  • Схема управления паяльным феном
    Плата индикаторов, обратная сторона.

Все стабилизаторы (317 и 7805) на основной плате установлены на небольшие радиаторы. Так же на радиатор установлен и симистор ВТ139, который управляет нагревателем фена. Радиатор на нём немного больше и сам он размещён на отдельной плате.

Плата управления нагревателем термофена

Блок питания, как я уже говорил, в моём варианте импульсный. Ну мне так было проще.
Собран он на отдельной печатной плате:

Плата БП. Вид со стороны деталей.

Плата БП. Обратная сторона.

Конструкция и детали

В качестве индикаторов можно использовать любые светодиодные строенные индикаторы, как с общим анодом, так и с общим катодом. Так же можно использовать и отдельные индикаторы, соединив параллельно их сегменты. Прошивки для этих двух вариантов приложены в прицепе. Должны работать обе, но с общим катодом я не тестировал.

Трансформатор блока питания выполнен на сердечнике PQ2625PC40, купленным на Aliexpress. Так как выходной каскад БП однотактный, то сердечник трансформатора должен иметь зазор 0,35-0,4 мм.

Первичная обмотка содержит 34 витка, намотана проводом диаметром 0,45 мм. Обмотка питания ШИМ-а содержит 5 витков, провода диаметром 0,25 мм.

Вторичные обмотки намотаны в два провода, диаметром 0,5 мм и содержат:
30-ти вольтовая обмотка — 9 витков;

  1. 9-ти вольтовая обмотка 3 витка.
  2. Сердечник трансформатора

Вполне можно использовать и любые сердечники от комповых БП, но их надо перематывать по расчетам в программе расчета Flyback 8.11, и если сердечник без зазора, то соответственно расчётам, собирать сердечник с необходимым зазором. Ниже на рисунке показан расчет для примера для сердечника от компового БП.

Расчёт трансформатора на сердечнике от БП компьютера.

Вообще вы можете не заморачиваться с импульсным блоком питания и собрать его на обычном силовом трансформаторе, имеющим на выходе две вторичные обмотки с выходными напряжениями 7-12 и 24-28 вольт.

По габаритам он получится не больше импульсного БП, так как токи потребляемые контроллером и вентилятором фена не большие, и вполне будет достаточно того, чтобы максимальный ток вторичных обмоток был 0,3-0,5 Ампер.

Все печатные платы сделаны по всем известной технологии ЛУТ. Надписи и рисунки на платы со стороны деталей тоже наносил при помощи этой технологии.

Сборка

Ну вот, настал момент сборки самой конструкции. Для этого приобрёл в магазине не фольгированный стеклотекстолит, чтобы из него сделать в корпусе что-то наподобие шасси, для установки в него плат.

  • Корпус, вид внутри.
  • Разместил и закрепил на импровизированном шасси печатные платы.
  • Корпус, установка плат.
  • Подготовил переднюю панель корпуса для размещения на ней платы Display.
  • Передняя панель, вид снаружи
  • Передняя панель, обратная сторона

Соединение платы Display и основной платы контроллера внутри корпуса, производил монтажным проводом МГТФ, так как он более устойчив к изгибам и прекрасно укладывается в жгут.
Ну и вот наконец из всего этого получилась почти законченная конструкция.

  1. Внешний вид готовой конструкции
  2. Дальше подключаем фен, выводим сетевой провод, крепим на корпус держатель для фена и можно начинать работать.

И в завершении после нагрева фена, Фен установлен на магнитной подставке (держатель фена). При этом прекращается его нагрев, и при снижении температуры фена до 50 градусов, фен отключается, на индикаторе отображаются прочерки.

Ну вот в принципе и всё, что я хотел Вам рассказать. Всем удачи и творческих успехов!

Скачать контроллер термофена.

   

Цифровая паяльная станция своими руками

Схема управления паяльным феном

В этом посте мы будем делать в домашних условиях недорогую цифровую паяльную станцию Hakko 907! Она способна поддерживать переменную и постоянную температуру (до 525 °C). Для создания паяльной станции потребуются несколько компонентов общей стоимостью всего 7 долларов (не считая блока питания, но можно использовать уже имеющийся блок питания). Мне не удалось найти подробные инструкции по созданию такой станции, поэтому я решил подготовить собственный туториал с подробным описанием процесса.

Технические характеристики

  • Станция предназначена для ручных паяльников Hakko 907.
  • Станция совместима с ручными паяльниками аналогичного типа.
  • Температурный диапазон: от 27 до 525 °C.
  • Время прогрева: от 25 до 37 с (до 325 °C).
  • Рекомендованный источник питания: 24 В, 3 А.
  • Мощность: 50 Вт (средняя).

Полная видеоинструкция

Схема сборки, разводка печатной платы, код и файлы стандартной библиотеки шаблоновдоступны по ссылке.

Читайте также:  Растяжки с талрепами к дефлекторам

Шаг 1. Обычные и цифровые паяльники

Схема управления паяльным феномСхема управления паяльным феномСхема управления паяльным феномСхема управления паяльным феном

Как и любой самодельщик, я взял за основу обычный паяльник. Эти паяльники отлично проявляют себя в работе, однако у них есть ряд недостатков. Любому домашнему мастеру, кто хоть однажды паял, известно, что нагрев таких паяльников занимает от 7 до 15 минут и только после этого их можно использовать по назначению. После нагревания такие паяльники продолжают работать в максимальном температурном диапазоне. В некоторых случаях такие паяльники при длительном контакте с электронными компонентами могут их повредить. Я на своём опыте знаю, что, если неудачно дотронуться сильно разогретым наконечником паяльника до перфорированной макетной платы, можно повредить приклеенный на плату медный слой. Вообще говоря, таких ошибок можно избежать, и для этого существуют свои способы и приёмы, но, стоит только попробовать пайку с цифровой паяльной станцией, у вас никогда не возникнет желания вернуться к старым методам.

Обычные паяльники с регулятором температуры

Для регулирования температуры нагрева обычных паяльников существует простой и распространённый способ – подключить в цепь питания регулятор температуры, ограничивающий мощность, подаваемую на нагревательный элемент. Такие регуляторы устанавливаются на продукты довольно часто.

В своё время у меня была паяльная станция Weller с таким регулятором. И это было на самом деле очень удобно! Единственным недостатком такого способа является отсутствие замкнутого контура температурной обратной связи.

В некоторых случаях температура паяльника будет меньше установленной регулятором, так как по мере пайки поглощающих тепло компонентов температура наконечника будет снижаться. Чтобы компенсировать падение температуры, можно повернуть регулятор, но, стоит прекратить пайку, температура снова повысится.

Время разогрева паяльника можно несколько уменьшить, если повернуть регулятор в крайнее (максимальное) положение, а после разогрева повернуть его обратно. 

Цифровая паяльная станция

Я предпочитаю третий способ – самый любимый. Он довольно схож со способом использования паяльника с регулятором температуры, но при этом все действия выполняются автоматически с помощью PID-системы (системы с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором).

Говоря простым языком, такая автоматизированная электронная система управления паяльной станцией «поворачивает» ручку регулятора температуры за вас. Если система обнаружит, что температура наконечника паяльника опустится ниже установленного значения, система повысит мощность до значения, необходимого для выработки тепла на наконечнике паяльника.

Если температура паяльника поднимется выше установленного значения, питание на паяльник перестанет подаваться, что приведёт к снижению температуры. С помощью такой системы ускоряется весь процесс пайки – система постоянно включает и отключает нагревательный элемент паяльника и, таким образом, поддерживает постоянную температуру на его наконечнике.

Поэтому при использовании цифровых паяльных станций паяльник разогревается значительно быстрее.

Шаг 2. Компоненты и материалы

Схема управления паяльным феномСхема управления паяльным феномСхема управления паяльным феном

В зависимости от того, где вы собираетесь купить компоненты станции, итоговая цена системы может оказаться разной (советую закупить компоненты на Aliexpress, так выйдет дешевле всего). Я ещё попробую выяснить, в каких именно интернет-магазинах можно приобрести самые дешёвые компоненты, и, возможно, внесу в ссылки некоторые изменения. Свои компоненты я приобрёл в местном магазине E-Gizmo Mechatronics Manila.Требуемые материалы:

  • Паяльник Hakko 907 (аналог за 3 доллара).
  • Программируемый контроллер Arduino Nano.
  • Понижающий преобразователь (MP2303 производства D-SUN).
  • Гнездовой 5-штырьковый DIN-разъём.
  • Гнездо для подключения внешнего источника постоянного тока (2,1 мм).
  • Источник питания 24 В, 3 A.
  • ЖК-дисплей 16X2 I2C.
  • Операционный усилитель LM358.
  • МОП-транзистор IRLZ44N (я использовал IRLB4132, он лучше).
  • Электролитический конденсатор 470 мкФ, 25 В.
  • Сопротивление 470 Ом, 1/4 Вт.
  • Сопротивление 2,7 кОм, 1/4 Вт.
  • Сопротивление 3,3 кОм, 1/4 Вт.
  • Сопротивление 10 кОм 1/4 Вт.
  • Потенциометр 10 кОм.

ЗАМЕЧАНИЕ: на принципиальной схеме и печатной плате ошибочно указан транзистор IRFZ44N. Следует использовать транзистор IRLZ44N, это версия транзистора IRFZ44N логического уровня.

В моей системе я использовал транзистор IRLB4132, так как его у нас легче купить. Можно использовать и другие МОП-транзисторы. Они будут нормально работать, если их технические характеристики соответствуют приведённым ниже.

В старой версии паяльной станции я использовал транзистор IRLZ44N.

Рекомендованные технические характеристики МОП-транзисторов:

  • N-канальный МОП-транзистор логического уровня – МОП-транзисторы логического уровня можно непосредственно подключать к штыревому соединителю логической платы (цифровому штырьку Arduino). Поскольку напряжение насыщения затвора ниже обычных напряжений Vgs стандартных МОП-транзисторов, на МОП-транзисторе логического уровня предусмотрен затвор для подачи напряжений насыщения 5 или 3,3 В (Vgs). Некоторые производители не указывают это в технических характеристиках. Это отражено на кривой зависимости Vgs от Id.
  • Значение Vds должно быть не менее 30 В – это предельное значение напряжения МОП-транзистора. Мы работаем на 24 В, и, в принципе, значения напряжения Vgs 24 В должно хватить, но обычно, чтобы обеспечить стабильную работу, добавляется некоторый запас. Стандартное значение напряжения Vgs для большинства МОП-транзисторов составляет 30 В. Допускается использование МОП-транзисторов с более высокими напряжениями Vgs, но только в том случае, если другие технические характеристики не выходят за пределы диапазона.
  • Сопротивление Rds(on) 0,022 Ом (22 мОм): чем ниже, тем лучше. Rds(on) – это сопротивление, формируемое на контактах стока и истока МОП-транзистора в состоянии насыщения. Проще говоря, чем ниже значения сопротивления Rds(on), тем холоднее будет МОП-транзистор. При увеличении значения Rds(on) МОП-транзистор будет при работе нагреваться благодаря рассеиванию мощности из-за – хоть и небольшой, но всё-таки присутствующей – резистивности МОП-транзистора, даже если он находится в состоянии проводимости.
  • Id не менее 3 А (я предлагаю более 20 А) – это максимальный ток, который может выдержать МОП-транзистор.

Шаг 3. Проектирование

Схема управления паяльным феномСхема управления паяльным феном

Внутри паяльника Hakko 907 находится нагревательный элемент, рядом с которым размещается датчик температуры. Оба этих элемента имеют керамическое покрытие. Нагревательный элемент представляет собой обычную спираль, генерирующую тепло при подаче питания. Датчик температуры фактически представляет собой терморезистор. Терморезистор ведёт себя аналогично резистору – при изменении температуры сопротивление терморезистора меняется.

Таинственный терморезистор Hakko

К сожалению, Hakko не приводит практически никаких данных о терморезисторе, установленном внутри нагревательных элементов. Для меня это много лет оставалось загадкой. Ещё в 2017 году я провёл небольшое лабораторное исследование, пытаясь узнать тепловые характеристики таинственного терморезистора.

Я прикрепил датчик температуры к наконечнику паяльника, подключил омметр к штырькам терморезистора и подал питание на нагревательный элемент с испытательного стенда. Увеличивая температуру паяльника, я фиксировал соответствующие сопротивления терморезистора.

В итоге у меня получился график, который оказался полезным при разработке электрической схемы. Потом я выяснил, что, возможно, этот терморезистор представляет собой терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления.

Другими словами, по мере повышения температуры вблизи терморезистора сопротивление терморезистора также увеличивается.(При выполнении следующих шагов рекомендую сверяться с третьим рисунком.)

Делитель напряжения для датчика

Используется для получения полезного выхода с датчика температуры терморезистора. Мне пришлось подсоединить его с помощью делителя напряжения.

Здесь повторяется та же история – технические характеристики этого таинственного датчика отсутствуют, поэтому я установил верхний резистор на делитель напряжения, чтобы ограничить максимальную мощность, рассеиваемую на датчике (я установил максимальное значение 50 мВт).

Теперь, когда на делителе напряжения появился верхний резистор, я вычислил максимальное выходное напряжение при максимальной рабочей температуре. Напряжение на выходе делителя напряжения составило приблизительно 1,6 В.

Затем я попытался решить проблему совместимости АЦП для 10-разрядного программируемого контроллера Arduino Nano и в итоге обнаружил, что не могу подключить датчик делителя напряжения напрямую, так как значения получаются слишком малыми, и они могут оказаться недостаточными для получения нужного результата. Проще говоря, если я подключу датчик делителя напряжения непосредственно к аналоговому штырьку, то между значениями температуры могут возникать пропуски (например, 325 °C, 326 °C, 328 °C….. пропущено значение 327 °C).

Операционный усилитель

Чтобы избавиться от возможной проблемы, связанной с пропуском температурных значений, я использовал операционный усилитель, усиливающий низкое пиковое значение выходного напряжения делителя напряжения (1,6 В).

Расчёты, представленные на третьем рисунке, устанавливают требуемое минимальное значение коэффициента усиления и значение коэффициента усиления, выбранное мной для рабочей системы.

Я не стал доводить коэффициент усиления до значения, при котором 1,6 В на выходе делителя напряжения превращались бы в 5 В опорного напряжения АЦП в Arduino, так как мне хотелось обеспечить определённый запас, если другие паяльники Hakko, подключаемые к делителю напряжения, будут выдавать напряжения выше 1,6 В (что может привести к нелинейным искажениям). Достаточно большой запас обеспечивается при использовании коэффициента усиления 2,22, при этом система сможет работать с другими моделями паяльников.

Читайте также:  Болт без резьбы как называется

Шаг 4. Принципиальная схема

В качестве коммутационного устройства для регулирования напряжения методом широтно-импульсной модуляции в проекте используется простой N-канальный МОП-транзистор логического уровня.

Он выступает в качестве цифрового переключателя, подающего питание на нагревательный элемент. Нереверсивный операционный усилитель (LM358) используется для усиления очень малых напряжений, выдаваемых терморезистором делителя напряжения.

В качестве регулятора температуры используется потенциометр 10 кОм, а светодиодный индикатор представляет собой обычный индикатор, который я подключил и запрограммировал таким образом, чтобы он отображал состояние активности нагревательного элемента.

В данном проекте я использовал ЖК-дисплей 16X2 с драйвером интерфейсной шины I2C, так как новичкам в электронике в нём проще разобраться.

Шаг 5. Печатная плата

Паяльный фен на ардуино. Часть первая

Пристрастившись к смд-компонентам поневоле начал задумываться о необходимости такого полезного прибора, как паяльный фен.

Но покупать готовый не очень-то и хотелось, тем более что цены на них кусачие.

Плюс обычно это целая станция с паяльником и прочими приблудами, к тому же с аналоговой регулировкой температуры (ненавижу крутилки) и мерзостными семисегментными индикаторами красного цвета.

Опять же, поискав в интернете проекты на данную тему, не нашёл ничего такого, что бы мне подошло, всё нужно было перелопачивать под себя. Много проектов просто загибалось на полпути, забрасывалось своими авторами, как на форумах, так и на ютубе (единственный ещё давным давно прислал мне все исходники и согласился помочь на стадии изготовления. Но в итоге этот проект я не стал повторять).

Снова повторюсь, в основном все проекты такого типа это станции, а мне нужен только фен, ибо хотелось по необходимости доставать и убирать фен в шкафчик, чтобы не мешался. Было решено делать всё самому, с блекджеком и тд.

Итак, нужно было с чего-то начинать и была прикуплена рукоятка у китайских братьев с комплектом насадок, как самый простой и очевидный шаг:

Схема управления паяльным феном

В принципе она знакома всем и каждому, кто хоть раз гуглил паяльные станции — это запасная рукоятка для станций Lukey (вариант без компрессора, модель точно не помню). Пластик жёсткий и добротный, насадки надеваются хорошо и плотно, вентилятор встроенный, нет нужды в компрессоре да и шума меньше. Вскрываем пластмассовый кожух и видим стандартный набор:

Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном

Слева направо: геркон с термопарой на общей земле (зеленый, чёрный, красный), вентилятор на 24в и 0,25А (синий, коричневый), заземление корпуса (жёлтый одиночный), нагреватель фена (серый, белый).

На заземлении хотелось бы остановиться поподробнее — его нет, тупо на другом конце примотана (не припаяна) железочка, которая в свою очередь подоткнута под железную трубку сопла фена.

В общем под всю эту вермишель заказал коннектор GX16 на 8 контактов:

Схема управления паяльным феном

За мозги устройства решил взять Arduino Nano, которая у меня давно валялась без дела по причине сгоревшего CH340G. Фото не выкладываю, все видели Нано, уверен.

Далее последовала череда поисков нужных схем по управлению всем этим добром и сборка отдельных узлов на макетках.

Больше всего мороки было с узлом контроля детекции перехода нуля — распространённая схема из диодного моста и оптрона не сработала как нужно, пришлось брать другую схему с бОльшим числом компонентов и пробовать с ней.

Схема нашлась на форуме ардуино, в теме «Очередная паяльная станция» под авторством OlegK, не знаю есть он здесь или нет, но сразу хочу сказать ему большое спасибо, из его проекта родился мой.

В общем пара фоток о том, про что писал выше, узел детекции перехода через ноль на макетке, без входных резисторов и кондера (они напаяны на провод с вилкой):

Схема управления паяльным феном

ШИМ-контроллер вентилятора на мосфете IRF44ZN на макетке:

Схема управления паяльным феном

Температура измерятся встроенной термопарой рукоятки и обрабатывать ширпотребным операционным усилителем LM358. С температурой решил не заморачиваться, вернее с её точностью, +-10 градусов вполне устраивает, поэтому сойдёт и такой простой ОУ.

В конечном итоге родилась вот такая схема (вроде правильная):

Схема управления паяльным феном

Раскидал всё в Sprint Layout'е, не обошлось без косяков, как всегда))

Схема управления паяльным феном

Ах да, забыл показать от чего я всё это питаю! В общем изначально думал взять зарядник на 5в от телефона чтобы питать мозги схемы и блок на 24в с того же Али, но мне удачно подвернулся сдвоенный блок на 24в и 5в с раздельной землёй, по 0,5А на каждое напряжение. Этого вполне достаточно как для вентилятора (напомню 0,25А) и с лихвой для питания мозгов. Фото чудо-блока ниже, обошёлся он мне в смешные 150р:

Схема управления паяльным феном

Вот кстати под него я и разметил в Спринте посадочные отверстия на плате. Про корпус будет во второй части статьи.

Далее настал черёд изготовления платы, подробно останавливаться не буду, делал ЛУТом, травил в перекиси водорода и лимонной кислоте (100мл перекиси + 30гр кислоты + 5гр соли столовой как катализатор) Вытравилось быстро и чисто, на фото плата косячная (220 на нагреватель не подаётся, полярность диодного поста на узле детекции переходя через ноль перепутал, пришлось ставить кверху ногами), на данный момент уже всё переделал.

Схема управления паяльным феном

Ну пара фоток в процессе запайки компонентов:

Думаю, для первой части хватит.

На данный момент станция работает, но нужно откалибровать температуру, так как неверно написано уравнение перевода измеряемого значения на ОУ в реальное значение температуры.

Надо строить график зависимости и вписывать его в код, сейчас ставлю например температуру 300 градусов, а рука ещё относительно терпит, то есть по факту там градусов 100, не больше. Ещё только недавно придумал как присобачить кнопки к передней панели, вот вчера купил нужные стойки.

Думаю на выходных займусь этими вопросами и доведу всё до ума. По будням нет времени этим заниматься.

В принципе если есть вопросы — задавайте, не стесняйтесь, но советую дождаться второй части статьи, в ней рассмотрю переднюю панель, код и настройку станции. Как всегда критика приветствуется 🙂 С уважением, ваш WR88.

Паяльная станция с феном

Схема управления паяльным феном С текущим курсом валют цены на паяльные станции в заводском исполнении поднялись достаточно высоко, чтобы вынудить меня принять единственно верное решение — собрать паяльную станцию своими руками. Станцию хотел с паяльным феном, стабилизацией выбранной температуры, цифровой индикацией, максимально доступную по используемым компонентам, желательно достаточно простую в исполнении (односторонние платы под изготовление методом ЛУТ), и обязательно — компактную по части размеров. Долго изучал варианты, и вначале выбрал схему с сайта радиокотов на одной ATmega8, но немного смутили габариты платы, двухстороннее исполнение, а по отзывам на эту и подобные конструкции — были сомнения на счет корректности разводки в плане возможных сбоев от наводок и помех. Последнее, насколько я понял, общая проблема разводки большинства плат самодельных паяльных станций.

Но в итоге остановил свой выбор на схеме от alexeypa, но в редакции ssh , о чем и хочу рассказать немного подробнее.

Здесь располагается схема, печатные платы, прошивка и обсуждение данной конструкции:

http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=16&t=4644&sid=6fc423831f77abf1a7b8e1a4db475f2e

Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном Как на мой взгляд, это простой и остроумный, а потому — привлекательный вариант исполнения паяльной станции.

1) Паяльник — с нихромовым нагревателем (~12-13 Ом) и термопарой (~1,9-2,4 Ом). Под паяльник с японским керамическим нагревателем и терморезистором скорее всего необходимо подбирать обвязку операционного усилителя (подробности на 13-й странице форума), пока этим занимался только пользователь bmwxmiha .

Читайте также:  Ткацкий станок чертежи изготовления

2) Фен — также с нихромовым нагревателем (~78-79 Ом) и термопарой (~1,9-2,4 Ом). Обращайте внимание, бывают с терморезистором, такой вариант на форуме ещё не рассматривался. 3) Питание схемы — от любого блока питания напряжением 12-24В, с током от 2А и выше. Здесь полет фантазии ограничивается только бюджетом и тем, что есть под рукой — первоначально я использовал блок питания от ноутбука, но в итоге перешел на трансформаторный БП. 4) Феном и паяльником управляет один микроконтроллер ATmega8.

Прошивка универсальна, я брал редакцию SS_15022014_1700 от cabat, со страницы 15 форума.

http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=16&t=4644&start=350

Позже заменил прошивку на вариант от wightey, с увеличенным до 1 часа временем работы, продувкой фена холодным воздуход и последующим отключением. Прошивка находится также на 15 странице форума.

Фьюзы выставлял как указано на картинке udginb, со страницы 12 форума.

Схема управления паяльным феном 5) Усиление сигнала с термопар — на сдвоенном операционном усилителе, можно использовать LM2904 или LM358. Калибровка — резисторами 75 Ом и 6,8 кОм в обвязке ОУ. 6) Регулировка мощности нихромового нагревателя паяльника с термопарой и скорости вращения вентилятора фена — два полевых транзистора:

— в варианте от alexeypa — P-канальные транзисторы (например IRF4905) в паре с биполярными NPN транзисторами (например 2N3859A);

— в редакции ssh — транзисторы N-канальные типа IRL (транзисторы с управлением от логического уровня), и без использования биполярных транзисторов. Я использовал два обычных IRLZ44N, номинал резисторов на затворах не менял. 7) Регулирование мощности нагревателя фена — оптотиристор и тиристор. Я использовал MOC3043 с системой переключения в нуле и резисторы 360 Ом на 4-й и 6-й ногах оптотиристора. В моем случае можно использовать прямые аналоги MOC3041, MOC3042, MOC3043. Подключение нагрузки к Т1 тиристора. Схема управления паяльным феном Близкие номиналы в схеме с MOC3061, MOC3062, MOC3063 Схема управления паяльным феном Если будете использовать MOC3031, MOC3032, MOC3033 — по даташиту 6-я нога оптотиристора подключается к Т2 тиристора через резистор 180 Ом, 4-я нога оптотиристора подключается к G тиристора, и между 4-й ногой оптотиристора и Т1 тиристора должен быть резистор 1 кОм. Подключение нагрузки к Т1 тиристора. Схема управления паяльным феном В оригинальной схеме используется MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023, без системы переключения в нуле — в этом случае по даташиту 6-я нога оптотиристора подключается к Т2 тиристора через резистор 180 Ом, 4-я нога оптотиристора подключается к G тиристора, и между 4-й ногой оптотиристора и Т1 тиристора резистор не нужен. Подключение нагрузки нарисовано к Т2 тиристора, но в этом моменте я очень сомневаюсь, пробовать советую с подключенной лампой накаливания вместо тэна нагревателя. Схема управления паяльным феном 8) Тиристор можно использовать типа BT136-BT139. Использовал BT139, чтобы не городить дополнительное охлаждение.

9) Индикатор — 7-ми сегментный, 3-х разрядный, с общим катодом. Для платы от ssh нужен крупный индикатор, отлично подошел SP420561N2/24

Транзисторы в обвязку индикатора поставил BC817, номиналы резисторов не менял. Вместо светодиодного индикатора на 7 светодиодов для индикации скорости вентилятора фена можно использовать 7 отдельных светодиодов. 10) Энкодер нужен с кнопкой, модель своего не знаю, брал как «энкодер к ардуино». Работает, но управление обратное. Пока дорожки не резал, ножки не перебрасывал, так как особых неудобств не испытываю. По режимам работы: — при включении индикатор показывает «—«; — после нажатия кнопки энкодера на 2-3 секунды включается режим паяльника, здесь при первом включении необходимо выставить энкодером температуру и сохранить в EEPROM кнопками памяти M1, M2; — повторное нажатие кнопки энкодера — переключение в режим фена, начинают работать кнопки увеличения и уменьшения потока воздуха, и теперь возможно включить фен коротким нажатием кнопки фена (которая подключена от 25-й ноги микроконтроллера на землю через кнопку), повторное нажатие переводит фен в ждущий режим (отключение нагревателя и продувка холодным воздухом); — длительное нажатие кнопки энкодера — выключение станции (на индикаторе горит «—«). При переключении режимов на паяльнике продолжает поддерживаться ранее заданная температура, так что пользоваться одновременно феном и паяльником возможно. Если при включении на индикаторах горит «505», значит нет сигнала от термопары. По моим подсчетам, на данный момент схему удачно повторили и отписались об этом в форуме не менее чем 14 человек, так что не сомневайтесь, схема проверенная и точно рабочая. Ниже мой вариант, собранный «на коленке». Схема управления паяльным феном Схема управления паяльным феном В итоге все будет собрано в уже купленный корпус от автоматического выключателя электричества. Красиво не будет, уж я себя знаю, но будет компактно 🙂 Кажущаяся простота потребовала полторы недели сборки по вечерам, так что тем кто взялся за паяльник недавно — не советую в качестве первой конструкции, энтузиазм может погаснуть значительно раньше финиша в работе. Для тех, кто заинтересовался — в приложении подборка файлов и фото с форума, с разбивкой по пользователям, а также в хронологическом порядке повторений станции.

Всем удачи. Спасибо alexeypa за удачную разработку.

Update:

Общий вид станции в корпусе ниже:

Паяльная станция своими руками — DRIVE2

Цифровая паяльная станция на микроконтроллере Atmega 328P, создается по схеме Oleg A.Список деталей:— Микроконтроллёр: Atmega328p Перейти— LCD дисплей 16х2 Перейти— ОУ: LM358 Перейти— Опторазвязка: MOC3063 Перейти— Мосфет: IRFZ44N ( 2 шт.

) Перейти— Симистор: BT138 Перейти— Стабилизатор: L7812CV Перейти— Стабилизатор: L7805CV Перейти— Потенциометр: 10К ( 3 шт. ) Перейти— Подстроечный резистор: 10К ( 3 шт. ) Перейти— Светодиод: 3 мм, 20мА ( 2 шт. ) Перейти— Резонатор: 16 Мгц Перейти— SMD резистор: 220 ( 2 шт.

),  10К ( 4 шт. ),  220К ( 2 шт. ) Перейти— SMD конденсатор: 1 мкф ( 3 шт. ) Перейти— Переключатель: (3 шт.

) Перейти— Гнездо: GX16 5 и 8 пин Перейти— Блок питания: импульсный блок питания 24В 4А Перейти— Паяльник на 24В с К термопарой Перейти— Фен с встроенным вентилятором с К термопарой Перейти

Канал Oleg A.: ПерейтиОригинальная статья: d-serviss.lvСтатья на моем сайте: NaNo.net.

uaПлата в LAY (Sprint-Layout 6) доработана мной, лучше разведена и сгрупированы выводы: СкачатьПлата в LAY Доработана, добавлен выбор типа паяльника (Tr — термистор, Tp — термопара, нужно припаять соответственно на разъем вывода) и выбор питания вентилятора фена (24В или 12В): СкачатьПлата в PDF, у кого нет Sprint-Layout или не хочет в нем разбираться: СкачатьСкачать скетч для среды Arduino ver. 0.5 Скачать * пароль на архив «d-serviss.lv»Форум по этой паяльной станции: перейти

Схема управления паяльным феном

Схема (схема автора, в схеме есть ошибки, на плате ошибок нет)

​​

Схема управления паяльным феном

Плата

Схема управления паяльным феном

Плата-переходной вариант

Видео первого запуска без паяльника и фена, электроника заработала с первого раза:

При запуске обнаружилось что микроконтроллер работает на частоте 1МГц вместо 16МГц, прошил в ATmega правильные FUSE Bits и все стало как нужно:

​​

Сменить нужно фюзы на внешний кварцевый резонатор частотой выше 8МГц и отключить CLKDIV8,

Фюзы по умолчанию: Low = 62 и High = D9 и измененные: Low = DE и High = D9 (Это для ATmega 328, для других МК используйте фюзикалькулятор)

Промучился с паяльником, при подключении паяльника, БП уходил в защиту. Купил новый БП по мощнее, он в защиту не уходил, но выдно было что его сильно нагружало.

Решил прозвонить, поискать, может где что не правильно подключил, когда в корпус пересаживал и обнаружил что короткое между нагревателем и термопарой на паяльнике.

На видео видно как при включении загорается в начале нагревателя, а потом греется сама спираль:

Наверное последнее видео текущей версии паяльной станции. Новая версия уже на подходе.

Видео по прошивке Atmega 328P. В видео раскрываются некоторые вопросы связанные с прошивкой: Фен 24В, .hex файл для прошивки программатором, Fuse bits…

Проект еще не завершен. Будет замена блока питания, нужен новый нагреватель в паяльник и нужно сделать корпус лицевую панель. В продолжение проекта получилась новая плата под паяльник с терморезистором и немного дописан код — работу видно на последнем видео. Продолжение следует…

Схема управления паяльным феном

Полный размер

Для затравки — обновленная версия. Скоро подробности. Требует исправления ошибки. Не отключайтесь;)

И немного фото:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector