Контроллер паяльника Hakko 907 v.2: DIY проект на Arduino

Компоненты и материалы

td>1

Компонент	Количество
Паяльник Hakko 907 (с термистором ИЛИ термопарой)	1
Авиационный разъем GX16-5 / GX12-5 (5 пинов)	1
DC-DC преобразователь (24В -> 5В для логики)	1
Arduino Nano R3	1
LCD 8x2 (или 16x2 — есть отдельный скетч)	1
Операционник MCP602 (rail-to-rail)	1	Усилитель датчика температуры
MOSFET IRFZ44N	1	Ключ нагревателя
Диод FR107 (быстрый восстановления)
Транзисторы NPN + PNP (драйвер MOSFET)	по 1	Быстрое управление затвором
Ротари энкодер с кнопкой	1
Конденсаторы (1000мкФ 35В, 100нФ x4), резисторы, потенциометры (10к 25 оборотов, 500к), зуммер	-

Особенности контроллера v.2

• Универсальность: работает с Hakko 907 и клонами с термистором ИЛИ термопарой (перемычки JP1, JP2 на схеме).
• PID-регулятор: нагрев за ~30 сек, удержание ±1-2°C даже при интенсивной пайке.
• Три точки калибровки (200, 300, 400°C) с автоматическим удержанием температуры PID во время калибровки.
• Два режима: поддержание температуры и поддержание мощности (ручная).
• Высокочастотный PWM (31.25 кГц) на Timer1 — бесшумная работа (нет писка на 490 Гц от analogWrite).
• Ускоренный энкодер: медленно — шаг 1°C, быстро — шаг 5°C.
• EEPROM: сохранение уставки после выключения.
• °C/°F переключение в меню.
• Tune-режим для первичной настройки усилителя MCP602.
• Автоотключение по бездействию (анализ дисперсии мощности).

Меню и управление

Режимы

1. Standby — паяльник выкл. Экран: уставка (слево), «OFF» (справо), текущая температура (внизу). «no iron» если ручка не подключена, «cold» если остыла после работы.
2. Main (Keep Temp) — короткое нажатие энкодера. Паяльник нагревается до уставки («ON» -> «rdy»). Вращение энкодера меняет уставку. Короткое нажатие -> возврат в Standby.
3. Power Mode — длинное нажатие в Main. Ручная установка мощности (энкодер). Экран: мощность (внутр. ед.) + температура. Короткое нажатие — вкл/выкл мощности. Длинное — назад в Main.
4. Setup Mode — длинное нажатие в Standby. 7 пунктов: автоотключение (мин), °C/°F, калибровка, tune, сохранить, отмена, сброс к дефолту.

Схема измерения температуры

Операционник MCP602 (rail-to-rail) дает выход 0-5В (ADC 0-1023).

• Термопара: JP1, JP2 открыты. Напряжение 0..9мВ при 0..400°C. Настройка 500к потенциометром -> ~5В (ADC~900) при 400°C.
• Термистор: JP1, JP2 замкнуты. Сопротивление 50Ом (холод) -> 200Ом (400°C). Тот же принцип настройки.

Важно: параметры ручки могут отличаться. Обязательно проведите Tune-процедуру.

Силовая часть: высокочастотный PWM

MOSFET IRFZ44N имеет большой входной заряд затвора. Стандартный analogWrite() (490 Гц) не успевает его открывать/закрывать чисто -> нагрев, писк. Решение: двухтранзисторный драйвер (NPN+PNP, токами ~100мА) + зенер 15В на затворе (защита Vgs) + быстрый диод FR107 (свободное колебание/сброс заряда). PWM 31.25 кГц на Timer1 (D9/D10) — чистые фронты, холодный MOSFET, тишина.

Конденсатор 1000мкФ на входе 24В сглаживает пусковой ток холодного нагревателя (низкое сопротивление).

Калибровка (Calibrate)

1. Setup -> Calibrate -> выбрать точку (200/300/400°C).
2. Нажать энкодер — паяльник нагревается до точки (PID держит).
3. Писк — температура стабильна. Измерить внешним термометром.
4. Энкодером ввести реальную температуру. Нажать — сохранено.
5. Повторить для остальных точек. Длинное нажатие -> выход.

Автоотключение (Sleep)

Алгоритм: в простое мощность минимальна и стабильна (низкая дисперсия). При пайке мощность резко возрастает. Контроллер отслеживает увеличение мощности от минимального зарегистрированного значения. Если долго нет повышения -> выключение. Можно отключить в меню (timeout = 0).

Код и ресурсы

Полный исходный код (soldering_907_lcd.ino) на GitHub: sfrwmaker/soldering_907_lcd.

Скетч для LCD 16x2 также доступен в репозитории.

Схемы в Eagle: файл complete_9vLI2a96Rv.sch.

Проект Manoj (PCB для 1602): GitHub ManojBR105.

Заключение

Самодельный контроллер Hakko 907 превосходит многие коммерческие станции по соотношению цена/качество. Быстрый нагрев, точная стабилизация, тишина, гибкость настроек. Отличный проект для изучения PID, высокочастотного PWM, работы с термопарами/термисторами и проектирования изолированных силовых схем.