Контроллер паяльника для Hakko 907

Необходимые инструменты и машины

Паяльник (общий)

Приложения и онлайн-сервисы

IDE Arduino

Об этом проекте

Заявление об ограничении ответственности

Это вторая версия программного обеспечения контроллера. Исправлены некоторые ошибки, реализовано новое меню. Это контроллер равно нет длиннее поддерживается. Тем, кто собирается создавать собственный новый контроллер пайки с нуля, настоятельно рекомендуется создать другую версию контроллера пайки, доступную здесь . Если вы построили контроллер в соответствии с первым выпуском этой статьи, обновите прошивку контроллера. Необходимо провести настройку еще раз после прошивка обновить .

Сначала была идея

Когда я искал в Интернете интересные проекты, проект ручной паяльной станции меня очень тронул. В то же время проект был несложным, хорошо документированным и очень полезным. Я использовал обычный паяльник без какого-либо контроллера и не мог представить себе разницу между обычным паяльником и этим. Так что создать собственный контроллер, чтобы опробовать его, было отличной идеей.

Первой проблемой, с которой я столкнулся, был разъем, построенный на паяльнике. Он настолько редко использовался, что я не мог найти для него розетку, поэтому я использовал другую пару разъемов, подходящих по характеристикам паяльника. Это авиационная вилка GX16-5, указанная в списке компонентов ниже. Когда все компоненты будут доставлены по почте, я смог построить собственный контроллер пайки.

Ключевые особенности моего контроллера:

• Реализован метод PID для поддержания температуры паяльника. Утюг поднимает температуру примерно за 30 секунд и поддерживает ее в пределах 3 градусов Цельсия.

• Контроллер поддерживает температуру в случае интенсивного использования, потому что алгоритм PID очень чувствителен и может быстро увеличить подаваемую мощность.

• Контроллер поддерживает два режима работы:поддержание температуры и поддержание подачи питания.

• В контроллере реализован ускоренный датчик угла поворота. Когда энкодер вращается медленно, установка температуры изменяется на 1 градус. При быстром вращении энкодера установка температуры изменяется на 5 градусов.

• Температура сохраняется в Arduino EEPROM после использования паяльника в случае изменения настроек температуры.

• Контроллер сохраняет в EEPROM две настройки:яркость дисплея и единицы измерения отображаемой температуры (Цельсия или Фаренгейта).

• Контроллер реализует кольцевой буфер для сохранения параметров в EEPROM Arduino, надеюсь, это увеличивает ресурс использования EEPROM.

• В контроллере есть режим калибровки, который помогает настроить переменный резистор (см. схему и описание ниже) и откалибровать настройки температуры. Этот режим помогает при настройке контроллера.

Меню контроллера

Как я уже упоминал ранее, у контроллера есть несколько режимов:

• режим ожидания

• основной режим работы (поддерживать температуру)

• режим питания (сохранить подаваемое питание)

• режим настройки

• режим настройки (калибровка контроллера пайки)

Когда контроллер только что включен, активируется режим ожидания. В этом режиме паяльник выключен, и на главном экране отображается сообщение «ВЫКЛ.». В этом режиме настройки температуры иногда отображаются на главном экране (символ «t» в левом сегменте). Требуемую температуру можно отрегулировать поворотом ручки энкодера. Если паяльник использовался ранее, индикатор в режиме ожидания отображает «процесс охлаждения», а светодиодная полоса показывает, насколько горячий паяльник. Когда утюг остывает, на главном экране отображается сообщение «C0Ld».

Чтобы включить паяльник, слегка нажмите на ручку энкодера. Контроллер перейдет в основной режим. Теперь контроллер поддерживает температуру паяльника около необходимой. Вращая энкодер, можно изменить требуемую температуру. На главном экране отображается заданная температура (символ «t» в левой цифре) или текущая температура паяльника. Светодиодная полоса индикатора показывает подаваемую мощность. Чтобы вернуться в режим ожидания, слегка нажмите ручку кодировщика.

Режим питания можно включить долгим нажатием на энкодер, когда он находится в основном режиме. В режиме питания вы можете напрямую регулировать мощность, подаваемую на паяльник, вращая энкодер. На главном экране отображается температура утюга, на светодиодной полосе отображается подаваемая мощность. Длительное нажатие ручки поворотного энкодера вернет контроллер из режима питания в основной режим.

Чтобы перейти в режим настройки, нажмите и удерживайте энкодер в режиме ожидания. В режиме настройки можно настроить параметры конфигурации. В этом режиме есть 5 пунктов меню:

• единицы измерения температуры (Un. C / F)

• яркость дисплея ('br. [0-15]')

• калибровка железа ('tunE')

• сохранить изменения ('APLy')

• отменить изменения ('CACL')

Поворачивая ручку, выберите пункт меню. Чтобы изменить выбранный элемент, слегка нажмите ручку кодировщика. После настройки параметра снова нажмите ручку, чтобы вернуться в меню настройки. Длительное нажатие ручки энкодера может использоваться для возврата в режим ожидания и сохранения параметров в EEPROM. Можно сохранить параметры, слегка нажав энкодером на пункт «Применить». Чтобы вернуться из меню в основной режим без изменений, вы можете подождать 30 секунд или выбрать пункт «отменить».

Изменение ключевой схемы показаний датчика

Электрическая схема этого контроллера имеет незначительные изменения по сравнению с оригинальной. Во-первых, в моей железной ручке hakko 907 для измерения температуры используется терморезистор, а не термопара. Это означает, что схему, используемую для считывания температуры, следует изменить, как показано на рисунке ниже.

Ручка hakko 907 имеет другое сопротивление датчика:около 50 Ом в холодное время года и сопротивление возрастает примерно до 200 Ом, когда температура паяльника становится 400 градусов Цельсия. Вероятно, другая железная ручка может иметь другие параметры, поэтому я решил использовать переменный резистор для настройки усилителя LM358N. Этот переменный резистор должен быть настроен следующим образом:когда утюг горячий, выходное напряжение должно быть около 4 вольт (показание вывода A0 в Arduino равно 700).

Примечание ко второй версии : Усилитель LM358N не очень точен. У этого усилителя есть некоторые колебания в показаниях температуры. Если вы собираетесь создать новый контроллер, рекомендуется использовать другой версию оборудования или замените усилитель на более точный. Например, ad822, lt1013 или lmc6462.

Для упрощения процедуры калибровки внутри контроллера реализован режим настройки. Режим настройки можно запустить из меню настроек.

Процедура калибровки преследует две цели:настроить регистр переменных и вычислить формулы, преобразующие показания внутренней температуры в градусы Цельсия или Фаренгейта. Температура паяльника измеряется во внутренних единицах измерения 0-1024 путем считывания вывода A0 на Arduino. Использовать внутренние единицы измерения температуры неудобно, поэтому нам нужно перевести эти единицы в понятные человеку значения.

Режим настройки

Для калибровки контроллера необходим внешний термометр.

В режиме настройки вы можете настроить переменный резистор и откалибровать температурные показания контроллера. В скетче программы предполагается, что температурный интервал паяльника составляет 180 - 400 градусов Цельсия. Этот интервал можно изменить, отредактировав константы внутри программы.

В меню настройки есть следующие 5 пунктов:

• Настройте верхнюю температуру (квадрат вверху в левом сегменте).

• Настройте более низкую температуру (маленький квадрат в левом сегменте).

• Записать значения по умолчанию в EEPROM ('dEFt').

• Сохраните данные калибровки (APLy).

• Вернуться в предыдущее меню без изменений ('CACL')

Цифры в первых двух пунктах меню обозначают показания датчиков верхней и нижней температуры. Вначале значения равны нулю.

Когда режим настройки активирован, вам необходимо установить максимальную и минимальную температуру. Сначала установите максимальную температуру. В этом режиме контроллер отображает показания температуры во внутренних блоках. Поворачивая энкодер, отрегулируйте мощность, чтобы поддерживать 400 градусов Цельсия (используйте внешний термометр). Вначале вы можете увеличить мощность до максимального значения, чтобы ускорить нагрев утюга, затем уменьшите мощность, чтобы поддерживать температуру на уровне 400 градусов.

Теперь поверните ручку переменного резистора . чтобы получить показания около 700 или около того. Убедитесь, что это показание не является максимальным, поверните регистр переменных и получите 730-750, затем вернитесь обратно к 700. Это важно, потому что контроллер должен иметь возможность измерять температуру выше максимального значения.

Когда регистр переменных настроен, слегка нажмите на энкодер. Теперь пора отрегулировать минимальную температуру, 180 градусов. Поверните энкодер, чтобы уменьшить мощность, чтобы поддерживать температуру 180 градусов, затем нажмите и удерживайте дескриптор для сохранения изменений или выберите в меню пункт «APLy». Контроллер сохраняет показания внутренней температуры для 400 и 180 градусов Цельсия. Эти данные будут использоваться для преобразования показаний внутренней температуры в градусы Цельсия (или Фаренгейта).

Незначительное изменение схемы нагревателя паяльника

Друг посоветовал еще поменять схему, чтобы сэкономить ресурс конденсаторов блока питания. Как вы можете видеть на рисунке ниже, схема реализует некоторую функциональность для ограничения пика мощности, когда ШИМ активирует транзистор MOSFET.

Индуктивность L1 представляет собой ферритовый сердечник диаметром около 2 см с 12 витками проволоки диаметром 1 мм. Диод 1N5408 снимает напряжение с индуктивности L1, когда полевой МОП-транзистор закрыт. Надеюсь, этот совет поможет сэкономить ресурс блока питания. Эту индуктивность можно заменить прямым проводом, если вам не нравится это делать.

Заключение

Пользоваться управляемым паяльником одно удовольствие. Он быстро нагревается и поддерживает температуру, соответствующую ситуации.

Код

Исходный код контроллера пайки

Схема