Регулятор температуры для 12в паяльника

Implementation

In order to determine the temperature of the soldering tip, the heater must first be switched off. The output voltage of the OpAmp is then measured using the analog-to-digital converter (ADC) and the temperature is determined from this using a two-step linear approximation. The setting of the temperature selection potentiometer is also determined via the ADC. If the temperature of the soldering tip is below the selected setpoint, the heater is then switched on again via the MOSFET, otherwise it remains off for the time being.

A sleep timer runs all the time, which is reset by a pin change interrupt as soon as the tilt switch in the handle of the soldering iron changes its state. If the handle is not moved for about 5 minutes, the system switches to sleep mode, in which the temperature is reduced to about 125°C. If the handle is not moved for another 5 minutes, the heater will be switched off completely. As soon as the handle is moved, the operating mode is switched back to.

The main loop of the code is shown below:

// Loop
while(1) {
  // Read potentiometer setting and calculate setpoint accordingly
  poti = ADC_read(pinADC(POTI));
  if (poti < 512) setpoint = (uint32_t)(( poti        * (TEMP300 - TEMP150))>>9) + TEMP150;
  else            setpoint = (uint32_t)(((poti - 512) * (TEMP450 - TEMP300))>>9) + TEMP300;

  // Set heater according to temperature reading and setpoint
  pinLow(HEATER);                                 // shut off heater
  _delay_us(TIME2SETTLE);                         // wait for voltages to settle
  temp = ADC_read(pinADC(TEMP));                  // read temperature
  smooth = ((smooth << 3) - smooth + temp) >> 3;  // low pass filter
  if (smooth < setpoint) pinHigh(HEATER);         // turn on heater if below setpoint

  // Set status LED according to temperature and setpoint
  pinLow(LED);
  if ((smooth + 10 > setpoint) && (setpoint + 10 > smooth)) pinHigh(LED);

  // Some timing
  if (handleTimer++ > TIME2SLEEP/CYCLETIME*1000) sleep(); // sleep mode if handle unused
  _delay_ms(CYCLETIME - 8);                               // wait for next cycle
}

Список комплектующих

Обозначение	Номинал	Количество
IC1	ATMEGA8-P	1
U1	LM358	1
Q1	IRF540N	1
R4	120 кОм	1
R6, R3	1 кОм	2
R5, R1	10 кОм	2
C3, C4, C7	100 нФ	3
Y1	16 МГц	1
C1, C2	22 пФ	2
R2	100 Ом	1
U2	LM7805	1
C5, C6	100 мкФ (можно и меньше)	2
R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14	150 Ом	8

Это список компонентов, экспортированный из KiCad. Кроме того, вам понадобятся:

клон паяльника Hakko, самого популярного в китайских онлайн магазинах (с термопарой, а не с термистором);
источник питания 24 В, 2 А (я рекомендую использовать импульсный, но вы можете использовать трансформатор с выпрямительным мостом);
потенциометр 10 кОм;
электрическая штепсельная вилка авиационного типа с 5 контактами;
электрический разъем, устанавливаемый на заднюю панель для подачи питания 220 В;
печатная плата;
выключатель питания;
штырьковые разъемы 2,54 мм;
много проводов;
разъемы Dupont;
корпус (я напечатал его на 3D принтере);
один тройной семисегментный светодиодный индикатор;
программатор AVR ISP (для этого вы можете использовать Arduino).

Конечно, вы можете легко заменить светодиодный индикатор LCD дисплеем или использовать кнопки, вместо потенциометра, ведь это ваша паяльная станция. Я изложил свой вариант дизайна, но вы можете по-своему.

Электроника своими руками

Паяльник, рассчитанный на 12 Вольт от вашего родного автоконя можно сделать за час-два, который может очень сгодится в хозяйстве домашнего мастера.

Основой нагревательного элемента ему послужит… вы не поверите — резистор ПЭВ-10 или ПЭВ-7,5! Данная конструкция является всего лишь примером, и полет фантазии очумелых ручек здесь неограничен. Главное здесь, иметь два медных стержня разных диаметров и сам резистор ПЭВ.

Обнаружил описание такой оригинальной конструкции в сети. Вот же, блин, век живи, век учись! Сколько лет увлекался электроникой, различными поделками, а про такое не слышал и сам бы не допер.

В самом деле, ведь окажись вы не в гараже, а понадобится что-то припаять в каком-нибудь девайсе вашей машины, ведь 220 вольт у вас не будет под рукой. Так что такой самодельный паяльник, сделанный своими руками за час, очень даже может выручить вас в такой ситуации. А ежели у вас завалялся мощный старый трансформатор с 12-ю вольтовым выходом, так ведь сей чудо-паяльник сгодится еще и дома!

Резисторы ПЭВ

Вот такие резисторы бывают большой мощности.

Помню, на заводе когда работал радиомонтажником, паяльники у нас были на 36 вольт и регулировались они тогда примитивным способом: через последовательное включение в их цепь питания таких вот огромных резисторов, подобных этим, но только с цилиндрическим регулированием. Для этого использовались резисторы типа ППГ-25Г. При уменьшении температуры часть энергии рассеивалась на этом резисторе, а учитывая, что паяльники у нас были на 40 Ватт, грелись эти резисторы ой-ой-ой.

Вот же русская смекалка! В самом деле: резисторы из керамики, рассчитаны на громадные нагревы (знаю, говорю вам как практик), сделаны прочно, надежно — вполне можно применить его как нагревательный элемент паяльника. Цифра в названии означает мощность резистора, если не догадались.

Конструкция самодельного паяльника

Что ж, теперь остается только закрепить внутри резистора ПЭВ-10 (ПЭВ-7,5) жало для паяльника, а к его выводам приделать ручку. А, как я упомянул, выводы, как всё прочее в данных резисторах сделаны на века — фиг оторвешь!

Вот таким примерно макаром делается жало вкупе с телом, передающим нагрев, из двух медных стержней, вставляемые внутрь резистора.

В большом стержне просверливается углубления с двух сторон: для самого жала и для крепежного болта. Затем нарезается в них резьба. Резьба нарезается и на жале будущего паяльника.

На большом стержне нужно сделать канавку для стопорного стального колечка, затем его надеть.

После чего конструкция жала и нагревательного элемента паяльника собираются вместе.

Хе-хе, дешево и сердито!

Разновидности паяльных станций по конструкции

Существуют как простые паяльные станции, оборудованные привычным нам классическим паяльником, так и более продвинутые. Причём вариаций сочетания компонентов и систем может быть великое множество. Без труда можно в одной станции совместить контактный паяльник и фен, вакуумный или термопинцет и оловоотсос. Для удобства приведём таблицу основных типов паяльных станций.

Контактные ПС− это обыкновенный, имеющий при пайке прямой контакт с поверхностью, паяльник, оснащённый электронным блоком управления и регулирования температуры.	Бесконтактные ПС − в основе работы блок управления и особая система управления элементов.
Свинцовые	Бессвинцовые Требуют повышенной температуры плавки.	Термовоздушные Обеспечивают эффективную пайку в труднодоступных зонах с единовременным прогреванием сразу нескольких поверхностей. Позволяет осуществлять пайку любого типа, как со свинцом, так и без него.	Инфракрасные Здесь присутствует нагревательный элемент в виде инфракрасного излучателя, сделанного из керамики или кварца.	Комбинированные Сочетают в своей конструкции несколько типов оборудования: фен или классический паяльник, или, как мы уже говорили, ИК-нагреватель и оловоотсос допустим, паяльник и фен.

Здесь размещён PID-регулятор, который подчиняется программе микроконтроллера. Такой метод стабилизации температуры намного эффективнее аналогового. Ещё одна классификация позволяет разделить все ПС на монтажные и демонтажные. Первые осуществляют пайку приборов, однако, не имеют оловоотсоса и других элементов, позволяющих проводить чистку и замену деталей.

Программное обеспечение

Реализация

Для того чтобы определить температуру жала паяльника, сначала необходимо выключить нагреватель. Затем выходное напряжение операционного усилителя измеряется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а температура определяется по нему с помощью двухступенчатого линейного приближения.

Положение потенциометра выбора температуры также определяется с помощью АЦП. Если температура жала паяльника ниже выбранного заданного значения, то нагреватель снова включается через MOSFET-транзистор, в противном случае он остается выключенным на некоторое время.

Блок питания 0…30В/3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Таймер сна работает все время, который сбрасывается внешним прерыванием, как только переключатель наклона в ручке паяльника меняет свое состояние. Если ручка не двигается в течение примерно 5 минут, система переходит в спящий режим, при котором температура снижается примерно до 125°C.

Если ручка не двигается еще 5 минут, нагреватель будет полностью выключен. Как только ручка перемещается, снова включается рабочий режим .

Основной цикл кода показан ниже:

// основной цикл
while(1) {
// расчет уровня в соответствии с настройкой потенциометра
poti = denoiseAnalog (POTI); // чтение потенциометра
if (poti < 512) setpoint = (uint32_t) poti * (TEMP300 - TEMP150) / 512 + TEMP150;
else setpoint = (uint32_t)(poti - 512) * (TEMP450 - TEMP300) / 511 + TEMP300;
// настроить нагреватель в соответствии с показаниями температуры и заданным уровнем
PORTB &= ~(1<<HEATER); // выключить нагрев
_delay_us(TIME2SETTLE); // подождать, пока установится напряжение
temp = denoiseAnalog (TEMP); // чтение температуры
smooth = (smooth * 7 + temp) / 8; // сглаживание считанной температуры
if (smooth < setpoint) PORTB |= (1<<HEATER); // включение нагрева, если температура ниже установленного уровня
// отображение индикатора в соответствии с температурой и заданным значением
PORTB &= ~(1<<LED);
if ((smooth + 10 > setpoint) && (setpoint + 10 > smooth)) PORTB |= (1<<LED);
if (handleTimer++ > TIME2SLEEP) sleep(); // спящий режим, если паяльник не используется
_delay_ms(CYCLETIME); // ждем следующий цикл
}

Компиляция и загрузка при использовании Arduino IDE

Убедитесь, что вы установили MicroCore .
Перейдите в Инструменты -> Плата -> MicroCore и выберите ATtiny13 .
Перейдите в Инструменты и выберите следующие параметры платы: (Clock: 9.6 MHz internal osc; BOD: BOD 2.7V; Timing: Micros disabled)
Подключите программатор к компьютеру и к разъему ICSP на плате.
Перейдите в Инструменты -> Программатор и выберите свой ISP-программатор (например, USBasp ).
Перейдите в Инструменты -> Записать загрузчик, чтобы записать фьюзы.
Откройте SolderingStation.ino и нажмите « Загрузить».

Дешёвый паяльник на жалах T12

И тогда мне показали мини-версию паяльника на жалах T12. Дешёвый, компактный, с регулировкой температуры (пусть даже и не очень точной), а главное — с быстрым разогревом и быстрым догревом при пайке больших полигонов. По факту — большинство мелких деталей легко паяются при минимальном положении ручки настройки, добавлять температуру приходится только при пайке массивных штекеров.

В отличии от всех предыдущих паяльников — этот работает не от розетки 220 вольт, а от более низкого напряжения — от 12 до 24 вольт постоянного тока! Если у вас есть ноутбук, то можно питать паяльник от ноутбучного зарядника, а я просто спаял себе маленький переходник и теперь этот паяльник у меня работает от квадрокоптерных аккумуляторов, так что теперь я могу паять даже в полевых условиях! Только не забывайте вешать на балансировочный разъём пищалку, чтобы не увести Ваш литиевый аккумулятор в глубокий разряд!

Мощность паяльника 75 ватт, цена всего около 10$, Заказать можно на Алиэкспресс: http://ali.pub/4c7glp

На сегодняшний день именно этот паяльник я использую для пайки ежедневно.

Итак на этом мой сегодняшний рассказ окончен, выбор за Вами!

Шаг 4. Создаем печатную плату

Как только схема завершена, пришло время сделать печатную плату. Мы использовали веб-сайт JLCPCB (ссылка), чтобы сделать печатную плату. Эти ребята являются одними из лучших в производстве печатных плат в последние дни.

После завершения проектирования схемы преобразуйте ее в печатную плату и спроектируйте печатную плату на веб-сайте easyEDA (ссылка). Будьте терпеливы. Ошибка на этом шаге испортит вашу печатную плату. Проверьте несколько раз перед генерацией файла gerber. Вы также можете проверить 3d модель вашей платы здесь. Нажмите на создание файла gerber и оттуда вы можете напрямую заказать эту плату через JLCPCB. Загрузите файлы gerber, выберите правильную спецификацию, ничего не меняйте в этом разделе. Оставьте как есть. Это достаточно хорошие настройки для старта. Разместите заказ. Вы получите его через 1-2 недели.

Инструменты и материалы

Понадобятся привычные инструменты для работы с пластиком и лёгким металлом:

Как и при создании любого радиоэлектронного инструмента, незаменимы комплект изолированных проводников, рулон качественной изоленты и комплект материалов для пайки.

При этом нет уверенности, что конструкторы модуля задумывались о потребностях конечного потребителя.

Ключевым аспектом такого метода конструирования является то, что отдельные модули соединяются быстроразъёмными соединениями. Это облегчает начальное конструирование, но значительно снижает итоговую надёжность конструкции.

Для соединения обычно применяются штепсели малых калибров. Такие соединители облегчают макетное конструирование, но совсем ненадёжны. Лучшим способом соединения модулей после первоначальной отладки является соединение медными проводниками с помощью пайки.

Implementation

The main loop of the code is shown below:

// Loop
while(1) {
  // Read potentiometer setting and calculate setpoint accordingly
  poti = ADC_read(pinADC(POTI));
  if (poti < 512) setpoint = (uint32_t)(( poti        * (TEMP300 - TEMP150))>>9) + TEMP150;
  else            setpoint = (uint32_t)(((poti - 512) * (TEMP450 - TEMP300))>>9) + TEMP300;

  // Set heater according to temperature reading and setpoint
  pinLow(HEATER);                                 // shut off heater
  _delay_us(TIME2SETTLE);                         // wait for voltages to settle
  temp = ADC_read(pinADC(TEMP));                  // read temperature
  smooth = ((smooth << 3) - smooth + temp) >> 3;  // low pass filter
  if (smooth < setpoint) pinHigh(HEATER);         // turn on heater if below setpoint

  // Set status LED according to temperature and setpoint
  pinLow(LED);
  if ((smooth + 10 > setpoint) && (setpoint + 10 > smooth)) pinHigh(LED);

  // Some timing
  if (handleTimer++ > TIME2SLEEP/CYCLETIME*1000) sleep(); // sleep mode if handle unused
  _delay_ms(CYCLETIME - 8);                               // wait for next cycle
}

Лучшие паяльники с клиновой формой жала

Такие устройства считаются универсальными, поэтому пользуются повышенным спросом у потребителей. Ими можно работать со сложными платами, миниатюрными микросхемами, а также с деталями, имеющими увеличенную площадь.

Зубр МАСТЕР 55405-100_z01

Классический вариант паяльного инструмента с жалом клиновидной формы. Мощность 100 Вт позволяет выполнять любые работы по ремонту электросхем. Вставленный в середину жала медный сердечник увеличивает срок службы изделия.

Плюсы паяльника:

Наличие деревянной ручки удобной формы, которая не перегревается даже при интенсивной работе.
Быстрый нагрев жала.
Высокая температура нагрева – 460°C.
Компактные размеры изделия.

Минусы паяльника:

Заявленная мощность не соответствует действительности – около 74 Вт.
Небольшая длина жала доставляет неудобство в работе.
В начале работы обгорает чёрная краска на металлическом корпусе паяльника, издаёт неприятный запах.

Rexant 12-0291-1

Этим электроинструментом можно проводить различные операции: монтаж и демонтаж электронных плат, ремонт проводки в автомобиле, устранять дефекты в электросхемах бытовых приборов. Этому способствует клиновидное жало паяльника, высокая температура нагрева (540°C), качественный спиральный элемент нагрева.

Плюсы паяльника:

Быстрое время разогрева – 8 мин.
Миниатюрные габариты: 290х70х25 мм.
Небольшой вес: 110 г.
Возможность смены жала.
Мягкий удобный для работы сетевой шнур.

Минусы паяльника:

Грубо выполненная форма жала.
Тонкий провод питания.
При нагреве сползает краска клочьями.

TOPEX 44E030

Мощный электроинструмент (150 Вт) польской компании предназначен для ремонтных работ с металлическими деталями, например, спайки листовой стали. С помощью TOPEX 44E030 также производят маркировку различных материалов, нарезку виниловых изделий. Качество изделия подтверждают различные сертификаты соответствия международным стандартам разных стран. Назовём габариты изделия: 440х120х40 мм, вес: 620 г.

Плюсы паяльника:

Быстрое время разогрева: 3 мин.
Качественный материал жала – красная никелированная медь.
Универсальность использования.
Возможность замены жала.
Высока рабочая температура: 410°C.
Симпатичный дизайн.
Равномерный нагрев поверхности.

Минусы паяльника:

Пользователи высказывают неудовольствие короткой длиной шнура паяльника.
Повышенная стоимость товара.

Способ №3 Мощный импульсный паяльник

Такой паяльник не подойдет новичку, так как для его создания требуются базовые знания в электротехнике и навыки чтения электрических схем. За основу для изготовления этого агрегата берется импульсный блок питания от галогенных светильников. Хорошо будет получить и схему этого устройства, в рассматриваемом примере она имеет такой вид, хотя может быть и любая другая, в зависимости от модели блока для паяльника:

Рис. 11: схема блока питания для импульсного паяльника

Принцип действия импульсного паяльника заключается в закорачивании вторичной обмотки трансформатора Т2 для получения максимального нагрева жала. Для этого применяется самодельная обмотка с одним витком и закороткой из более тонкой проволоки под наконечник.

Для изготовления паяльника вам понадобится блок от галогенного светильника, корпус (в данном случае используется пистолет из детской игрушки), медная проволока диаметром 6мм и проволока диаметром 1мм, керамические предохранители, болты для фиксации деталей паяльника, кнопка и шнур питания с вилкой. Из инструмента вам понадобятся пассатижи, отвертка, метчик и ножовка.

Процесс изготовления импульсного паяльника состоит из следующих этапов:

Снимите крышку с блока питания от галогенного светильника, будьте аккуратны, чтобы не повредить внутренние элементы, места пайки и детали. Рис. 12: снимите крышку с блока питания
С трансформатора удалите низковольтную обмотку, представленную несколькими витками медной проволоки. Рис. 13: удалите низковольтную обмотку
Примерьте плату в заготовленный корпус и определите наиболее выгодный способ расположения. Заметьте, что нагревательный элемент будет сильно греться, поэтому под ним никакие элементы лучше не оставлять, куда безопаснее перенести их подальше, разделив плату.
Аккуратно разделите плату и на две части, для безопасности деталей их можно удалить на время распила, если под рукой имеется хоть какой-то паяльник

В противном случае придется соблюдать предельную осторожность. Рис. 14: обрежьте плату
Подключите к плате кнопку и шнур питания.
В катушку с высоковольтной обмоткой трансформатора проденьте медную проволоку толщиной 6мм и согните при помощи пассатижей вокруг катушки, как показано на рисунке

Рис. 15: проденьте медную проволоку в катушку
На выводы нагревательного элемента наденьте части керамической рубашки предохранителя, они должны предохранять пластиковый корпус паяльника от высокой температуры. Рис. 16: наденьте куски керамической рубашки
Концы нагревателя расплющите, и сделайте отверстия при помощи метчика под фиксаторные болты. Рис. 17: нарежьте резьбу
Закоротите теплоприемник медной проволокой диаметром в 1 мм. Если при первом включении этот проводник перегреется и перегорит из-за слишком большой температуры жала, его нужно будет заменить более толстым в 1,5 или 2 мм. Если нагрев будет слабым, установите более тонкую проволоку в 0,5 мм.

14: обрежьте плату
Подключите к плате кнопку и шнур питания.
В катушку с высоковольтной обмоткой трансформатора проденьте медную проволоку толщиной 6мм и согните при помощи пассатижей вокруг катушки, как показано на рисунке. Рис. 15: проденьте медную проволоку в катушку
На выводы нагревательного элемента наденьте части керамической рубашки предохранителя, они должны предохранять пластиковый корпус паяльника от высокой температуры. Рис. 16: наденьте куски керамической рубашки
Концы нагревателя расплющите, и сделайте отверстия при помощи метчика под фиксаторные болты. Рис. 17: нарежьте резьбу
Закоротите теплоприемник медной проволокой диаметром в 1 мм. Если при первом включении этот проводник перегреется и перегорит из-за слишком большой температуры жала, его нужно будет заменить более толстым в 1,5 или 2 мм. Если нагрев будет слабым, установите более тонкую проволоку в 0,5 мм.

У вас получился один из самых мощных паяльников, работающих от сети 220В – он запросто может выпаять детали с мощными ножками, соединять контакты силовой цепи и т.д.

Рис. 18: готовый импульсный паяльник

Но назвать этот паяльник одноразовым нельзя, поскольку собирается он целенаправленно и требует серьезных усилий для создания. Также желательно иметь хоть какой-то рабочий паяльник при его изготовлении, это значительно упростит работу по разделению платы.

Это интересно: Печь из газового баллона длительного горения, на отработке — чертежи

Compiling and Uploading

If using the Arduino IDE

Make sure you have installed MicroCore.
Go to Tools -> Board -> MicroCore and select ATtiny13.
Go to Tools and choose the following board options:
- Clock: 1.2 MHz internal osc.
- BOD: BOD 2.7V
- Timing: Micros disabled
Connect your programmer to your PC and to the ICSP header on the TinySolder board.
Go to Tools -> Burn Bootloader to burn the fuses.
Open TinySolder.ino and click Upload.

If using the precompiled hex-file

Connect your programmer to your PC and to the ICSP header on the TinySolder board.
Open a terminal.
Navigate to the folder with the hex-file.
Execute the following command (if necessary replace «usbasp» with the programmer you use):

If using the makefile (Linux/Mac)

Connect your programmer to your PC and to the ICSP header on the TinySolder board.
Open a terminal.
Navigate to the folder with the makefile and sketch.
Run to compile, burn the fuses and upload the firmware (change PROGRMR accordingly).

Building Instructions

In addition to the components for the PCB you will need the following:

3D-printed case
GX12 Aviator Plug (4- or 5-pin depending on your iron handle)
DC Power Jack (5.5 * 2.1 mm)
Rocker Switch (KCD1 15 * 10 mm)
Some wires
4 Self-tapping screws (2.3 * 5 mm)

Make sure that all parts fit nicely into the case. Solder the wires to the connectors and protect them with heat shrinks. Use thick wires (AWG18) for the power connections. Make all connections according to the schematic down below but keep in mind, that there’s no standard pinout. Solder the wires directly to the corresponding pads on the pcb. To make the soldering station ESD-safe, connect the earth (E) terminal of the aviator plug to a female dupont connector and glue it into the corresponding opening on the case. Now you can connect the soldering station via a male dupont connector to an earth terminal. Upload the firmware and screw the pcb on top of the case.

Implementation

Список комплектующих

Электроника своими руками

Резисторы ПЭВ

Конструкция самодельного паяльника

Разновидности паяльных станций по конструкции

Программное обеспечение

Реализация

Компиляция и загрузка при использовании Arduino IDE

Дешёвый паяльник на жалах T12

Шаг 4. Создаем печатную плату

Инструменты и материалы

Implementation

Лучшие паяльники с клиновой формой жала

Зубр МАСТЕР 55405-100_z01

Rexant 12-0291-1

TOPEX 44E030

Способ №3 Мощный импульсный паяльник

Compiling and Uploading

If using the Arduino IDE

If using the precompiled hex-file

If using the makefile (Linux/Mac)

Building Instructions

Похожие записи:

Похожие записи: