Схема паяльной станции на atmega8

Схема паяльной станции на atmega8

В данной статье пойдет речь о таком востребованном помощнике радиолюбителя, как паяльная станция. На момент написания этой статьи, мной было найдено очень большое количество различных схем паяльных станций — от самых простых, до сложных и навороченных "монстров", аналогов которым и в магазине не найдешь. Идеей собрать паяльную станцию я загорелся еще достаточно давно, но повторять чью-то конструкцию не было желания, а на разработку своей схемы — времени. Но пару месяцев назад срочно понадобилась паяльная станция (закупил микроконтроллеры в корпусах TQFP, а обычный паяльник мало того что и имел толстое жало, но оно еще и нещадно перегревалось и обгорало).

Требования к устройству были следующими:

  • Возможность запоминания температуры
  • Управление энкодером от оптической мыши
  • Использование МК ATmega8 (они были в наличии)
  • Отображение информации на LCD

Изначально планировалось не изобретать велосипед, а просто собрать одну из схем, представленных в интернете. Но потом, прикинув все "за" и "против",решил все же заняться составлением собственной схемы.

Результат работы представлен ниже:

** Я был очень удивлен, когда просматривал схемы паяльных станций в интернете. Практически у всех встреченных мной вариантах ОУ был включен просто по схеме неинвертирующего усилителя. В данной конструкции используется дифференциальное включение операционного усилителя (самый простой вариант, но тем не менее, работающий гораздо лучше, нежели "простое" включение).

В данной схеме есть еще одна особенность — для питания LCD пришлось использовать стабилизатор на 3.3В — LM1117-3.3. От него и питается МК вместе с LCD. Операционный усилитель же для питания используется 5В, которые снимаются от линейного стабилизатора LM7805, находящегося за пределами печатной платы, а потому не отображенном на схеме.

Для управления нагрузкой применен мощный полевой транзистор Q1 IRFZ24N, но так как потенциала в 3.3В явно недостаточно для его открытия, пришлось добавлять маломощный биполярный транзистор Q2 — КТ315.

Для отображения информации в устройстве применен LCD дисплей от мобильного телефона Siemens A65 (так же встречается в A60, A62 и т.д.).

ВНИМАНИЕ! Необходим дисплей с желтым текстолитом, имеющий надпись LPH8731-3C. Дисплеи с зеленой подложкой имеют другие контроллеры, не совместимые с данным.

Распиновка дисплея показана ниже:

На 6 вывод подается 3.3В от стабилизатора LM1117-3.3, а питание подсветки происходит от 5В через резисторы 100 Ом.

Печатная плата выполнена на двухстороннем фольгированном материале (текстолит или гетинакс), и имеет размеры 77х57 мм. Она рассчитана под микроконтроллер ATmega8 в корпусе TQFP32, и ввиду этого особой простотой похвастаться не может. Но метод ЛУТ позволит без проблем с ней справиться (я рисовал дорожки лаком).

Топология печатной платы показана ниже:

В итоге, устройство получило следующие возможности:

  • Установка начальной (стартовой) температуры
  • Возможность задавать три профиля (температуры), и быстро переключаться между ними
  • Регулировка значений происходит с помощью энкодера, что позволило избежать дополнительных кнопок
  • При достижении заданной температуры включается звуковой сигнал (можно отключить в меню)
  • Нажатия кнопок так же могут сопровождаться звуковыми сигналами (можно отключить в меню)
  • Границу звукового сигнала так же можно изменить
  • Для поддержания заданной температуры используется ШИМ
  • Возможно задать границу температуры, при достижении которой будет включаться ШИМ
  • Яркость подсветки регулируется
  • Присутствует режим ожидания
  • Температура режима ожидания регулируется
  • Время до включения режима ожидания регулируется
  • Четыре варианта отображения температуры на выбор (только установленная, только реальная, уст. + реал., уст. + реал. поочередно)

В данной схеме используется энкодер от оптической мыши, и достать его не составит труда.

Распиновка энкодера:

Микроконтроллер, увы, заменить нельзя даже на аналогичный без индекса "L", так как питание схемы — 3.3В. По поводу дисплея уже упоминалось ранее. В схеме в основном применены smd резисторы типоразмера 0805, но присутствует и 4 обыкновенных МЛТ-0,125. Все конденсаторы, за исключением электролитических, так же типоразмера 0805. В качестве стабилизатора 3.3В можно использовать любой, аналогичный LM1117-3.3, к примеру AMS1117-3.3. Вместо транзисторов BC547 и КТ315 можно использовать любые кремниевые маломощные структуры n-p-n, например, КТ312, КТ315, КТ3102 и т.д. Транзистор IRFZ24N можно заменить на IRFZ44N, либо аналогичный.Программа для микроконтроллера написана в WinAVR. Я не буду описывать в статье код, так как это повлечет за собой большой объем текста.

Читайте также:  Респиратор от пыли полумаска

Если у вас возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, или в теме на форуме.

Все необходимые файлы для самостоятельной компиляции проекта есть в архиве, прикрепленном к статье.

При программировании микроконтроллера необходимо снять перемычку JP1, и подключить к верхнему (по схеме) контакту 5В с программатора, минуя стабилизатор 3.3В. Так же перед программированием необходимо отключить LCD дисплей, так как он не предназначен для использования с питающим напряжением 5В (хотя у меня работал, но рисковать не стоит). Прошивку в микроконтроллер я заливал с помощью программы Khazama AVR Programmer и программатора USBasp.

Скриншот установки fuse-битов представлен ниже:

Для точной настройки коэффициента усиления ОУ необходимо установить ручки подстроечных резисторов RV1 и RV2 так, что бы суммарное сопротивление RV1+R7 и RV2+R16 было ровно в 100 раз больше, нежели сопротивление R8 и R10. Далее, необходимо измеряя реальную температуру жала паяльника, например, мультиметром с термопарой, проверить — совпадают ли значение температуры на экране устройства и данные мультиметра. Если показания значительно расходятся, необходимо подкорректировать их резисторами RV1 и RV2.

Для произвольного включения/отключения режима ожидания предусмотрена отдельная кнопка (SB3).

И напоследок фото и видео работы устройства:

Новая версия ПО ТУТ

Пару месяцев назад ко мне обратился человек с просьбой прошить МК Атмега328 прошивкой для паяльной станции, так я про неё и узнал. У меня паялка Lukey702 и я даже не планировал делать что-то подобное, НО устроился на работу где основной инструмент паяльник, а те паяльники что там имеются очень повидавшие жизнь. И тут я вспомнил про самодельную паяльную станцию с её очень привлекательной стоимостью.
Паяльник я брал ТУТ по 2.7 доллара, взял сразу 2шт.
Фен ТУТ за 11 долларов.
БП 24В 2А брал ТУТ за 6,65.
В общем комплект в лимит таможни входит и это здорово. Атмеги были уже когда-то куплены и я приступил к сборке. Плату брал ТУТ, для любителей смд недавно увидел такой вариант.
Схему и прошивку брал у автора паялки на сайте.
После сборки паялка сразу заработала, но…
БП при 24В выдает 1.7А, в принципе на нагрев сильно не влияет, но лучше брать на 3А.
По паяльнику вопросов нет. Все работает как часы, а вот с феном вопросы есть.
Во первых обороты практически не регулируются и живут своей жизнью.
Во вторых фен после охлаждения завывает то остановиться, то задует опять и так около минуты.

Что касаемо дисплея и информации, на максимуме температуры 480 градусов, что на фене что на паяльнике вылазит Error и не понятно чего там происходит на самом деле. Светодиоды с семистора и полевика не выводил на панель, а все таки бывает полезным знать как ведет себя нагреватель, точнее его питание.

Решил написать свою прошивку, писал на mikropascale, хотел написать под Атмега8, но тогда нужно менять разводку на нескольких ногах. Но тут нашел в закромах Атмега48, и прошивка замечательно влезла. Так же можно прошить любой МК из серии Атмега 48, 88, 168, 328, они отличаются только количеством памяти.

Основные отличия в прошивке:

Вывод информации осуществлен без надписей, только температура, которая разнесена по сторонам фена и паяльника, воздух в центре экрана с меньшим количеством делений 1-10.
Так же рядом с действительной температурой выводиться кружок(типа светодиода) когда подается сигнал на включение нагревателя фена, паяльника или вентилятора фена. Температура программно не сглажена, что на термопаре, то и на дисплее, на фене прыгает +/- 10-15 гр. мне так нагляднее.

При выключении фена вентилятор переходит на полные обороты для скорейшего остывания нагревателя.
Вентилятор не завывает в граничной зоне остывания, а сразу выключается при 60 градусах.

Читайте также:  Хлеб на быстродействующих дрожжах

В схему добавлен фильтр ШИМа на вентилятор, конденсатор и резистор, с ними обороты регулируются плавно и без всяких писков. Шкала вентилятора неравномерная, но на работу и удобство пользования особо не влияет.

Фъюзы представлены для Атмега 328, для других МК выставлять по аналогии, главное это внешнее тактирование кварцем больше 8МГц, кстати можно перекомпилировать под внутреннее тактирование 8МГц, у автора кварц нужен для работы ардуины, а в паялке он не обязателен.

Всем доброго времени суток уважаемые радиолюбители! Предлагаю всем несложную схему паяльной станции с феном. Была давно затея сделать паяльную станцию, именно своими руками. Покупать в магазине для меня было не целеобразно, так как не устраивала ни цена, ни качество, ни управление, ни надёжность. После долгих поисков в интернете была найдена на мой взгляд лучшая и единственная в своем роде схема на микроконтроллере atmega8 и двухстрочном LCD дисплее WH1602, с управлением на энкодере. Проект новый и не является клоном одних и тех же "затёртых до дыр" схем, в общем не имеет аналогов.

Особенности устройства

Станция имеет такие преимущества как:

  1. Меню настроек.
  2. Две кнопки "памяти", то есть два предустановленных температурных режима для паяльника и фена.
  3. Таймер перехода в спящий режим, установить таймер можно в настройках.
  4. Цифровая калибровка паяльника, также находится в настройках.
  5. Построена на бюджетных комплектующих.
  6. Печатная плата разработана мной под корпус от БП ПК, так что с корпусом тоже не возникнет проблем.
  7. Для питания станции можно применить ту же плату от блока ПК, немного переделав под нужные 20-24v(зависит от трансформатора), благо размеры корпуса позволяют это сделать. Можно немного укоротить радиаторы, так как для питания нам нужно всего лишь 24v и 2-3 ампера и сильного нагрева силовых транзисторов и диодной сборки не будет.
  8. В прошивке заложен "Пи" алгоритм регулирования нагрева фена, что даёт равномерный нагрев спирали фена и отсекает ИК излучение в моменты включения фена. В общем при умелом пользовании фена ни одна деталька не "прижарится" раньше времени.

Принципиальная схема

Изначально, в авторском варианте, схема была выполнена полностью на SMD компонентах (в том числе и atmega8) и на двухсторонней плате. Повторить её для меня, и думаю большинства радиолюбителей, не представляется возможным. Поэтому перевел схему и разработал плату на DIP компонентах. Конструкция выполнена на двух печатных платах: высоковольтная часть сделана на отдельной платке во избежание наводок и помех. Паяльник применён с термопарой, на 24v 50w от станции "Baku".

Фен применен от этой же фирмы, c термопарой в качестве датчика температуры. Имеет нихромовый нагреватель с сопротивлением около 70 ом и "турбинку" на 24v. На экране отображается температура: заданная и фактическая для фена и паяльника, сила воздушного потока фена(отображается в виде горизонтальной шкалы в нижней строчке экранчика).

Для увеличения, уменьшения температуры и потока воздуха турбинки: переносится курсор кратковременным нажатием на энкодер, и поворачивая влево или вправо устанавливается нужное значение. Удерживая первую или вторую кнопку памяти можно запомнить удобную для вас температуру и при следующем использовании, нажав на память, сразу пойдет нагрев до установленных в памяти значений. Запуск фена осуществляется нажатием на кнопку "Fen ON", которая находится на лицевой панели, но можно вывести её на ручку фена, использовав проводки идущие на геркон, так как в данной станции он не используется. Для перехода фена в спящий режим: также нужно нажать на кнопку "Fen ON", при этом нагрев фена прекратится, а турбинка фена будет остужать его до заданной температуры(от 5 до 200 градусов), которую можно выставить в настройках.

Сборка станции

  1. Изготавливаем основную плату по народному рецепту "ЛУТ"
  2. Сверлим, лудим готовую платку.
  3. Впаиваем стабилизатор 7805, шунтирующие конденсаторы, перемычку под панелькой для МК и остальные перемычки, панельку и шунтирующие конденсаторы возле панельки.
  4. Подключаем питание 24v, проверяем напряжение после 7805 и на панельке МК. Убеждаемся что на 7 и 20 контакте присутствует +5V, а на 8 и 22 минус 5v, то есть GND.
  5. Припаиваем непосредственную обвязку МК и LCD 1602, необходимую для первого запуска схемы. А это: R1, R2, подстроечник (для регулировки контраста экрана, есть на печатной плате), энкодер с кнопками S1 и S2 (эти компоненты паяются со стороны дорожек).
  6. Припаиваем проводки к экранчику, всего 10 проводков. Контакты на самом экранчике: VSS, K, RW — необходимо соединить вместе, при помощи проводков.
  7. Прошиваем atmega8. Байты конфигурации: 0xE4 — LOW, 0xD9 — HIGH
  8. Подключаем питание, схема находится в спящем режиме. При кратковременном нажатии на энкодер — должна загорается подсветка и вылезти приветствие. Если этого не случилось: смотрим на 2 ноге МК после включения должно быть устойчивые +5в. Если не так — смотрим обвязку atmega8, фьюзы. Если есть +5v — распайку индикатора. Если есть подсветка, но нет символов — крутим подстроечник контраста экрана до появления их.
  9. После удачного пробного запуска: допаиваем всё кроме высоковольтной части на отдельной плате.
  10. Запускаем станцию с подключенным паяльником, любуемся результатом.
  11. Изготавливаем платку для высоковольтной части схемы. Впаиваем детали.
Читайте также:  Юбка пачка как сшить мастер класс

Запуск паяльной станции

Первый запуск с высоковольтной частью:

  1. Подключаем термопару фена и турбинку к основной плате.
  2. Подключаем лампу накаливания 220v, вместо нагревателя фена, к высоковольтной платке.
  3. Включаем станцию,запускаем фен кнопкой "Fen ON" — лампа должна засветится. Выключаем.
  4. Если не "бахнуло", и симистор не горячий (желательно закрепить на радиатор) — подсоединяем нагреватель фена.
  5. Запускаем станцию с феном. Любуемся работой фена. Если есть посторонний звук (писк, скрежет) в районе симистора — подбираем конденсатор C3 в снаббере симистора, от 10 до 100 нанофарад. Но буду честен, и скажу сразу — ставьте 100n.
  6. Если есть разница в показаниях температуры фена — можно подкорректировать резистором R14 в обвязке ОУ.

Замена деталей

Некоторые замены активных и не очень активных компонентов:

  • ОУ — Lm358, Lm2904, Ha17358.
  • Полевые транзисторы — Irfz44, Irfz46, Irfz48, Irf3205, Irf3713 и подобные, подходящие по напряжению и току.
  • Биполярный транзистор Т1 — С9014, С5551, BC546 и подобные.
  • Оптопара MOC3021 — MOC3023, MOC3052 без перехода через ноль (без zero kross по даташиту).
  • Оптопара PC817 — PC818, PC123
  • Стабилитрон ZD1 — любой на напряжение стабилизации от 4,3 — 5,1V.
  • Энкодер с кнопкой, я применял от автомагнитолы.
  • Конденсатор в снаббере симистора обязательно на 400v и 100n!
  • LCD WH1602 — смотреть внимательно расположение контактов при соединении с основной платой, от разных производителей может отличаться.
  • Для питания лучшим вариантом будет стабилизированный бп на 24V 2-4A, с одного большого восточного магазина или переделанный БП АТХ. Хотя я применял 24V 1,2A от принтера, немного греется при пользовании паяльника, но мне хватает. На худой конец трансформатор с диодным мостом, но не советую.

Корпус станции

У меня корпус от БП ПК. Панель из оргстекла, при покраске необходимо оставить окошко для экрана методом приклеивания малярного скотча с двух сторон. Корпус покрашен в один слой грунта и два слоя чёрной матовой краски из баллончика. Для паяльника применён советский пятиштырьковый штекер от магнитофона. Фен не отсоединяется, штырьками подсоединён непосредственно к основной плате. Гнездо паяльника, шнур фена и сетевой шнур расположены на задней стенке корпуса. На передней панели расположены только органы управления, экран, сетевой выключатель и индикатор работы фена. Первая моя конструкция была с панелью из текстолита, с вытравленными надписями, но к сожалению фото не осталось. В архиве прилагаются рисунки печатных плат, рисунок панели, схема в Splan и прошивка.

Видео

P.S. Станция имеет название "Didav" — это псевдоним человека создавшего схему и прошивку данного аппарата. Всем удачной пайки без "соплей". Дополнение по схеме и прошивкам смотрите тут. Специально для сайта Радиосхемы — Akplex.

Обсудить статью ТЕРМОВОЗДУШНАЯ ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ "DIDAV"

Ссылка на основную публикацию
Сушить штукатурку тепловой пушкой
Капитальный ремонт невозможен без отделочных работ. Штукатурка требуется для выравнивания поверхности, звуко- и теплоизоляции, а также для декора интерьера. Изначально...
Стяжка пола без маяков своими руками
Начну с опровержения одного мифа. Самовыравнивающая смесь на самом деле вовсе не выравнивает пол. Это финишное покрытие чернового пола, отличающееся...
Стяжки пластиковые 200 мм цена
На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.Для перехода на сайт нажмите "В магазин" На сайте продавца доступен "Онлайн консультант".Для перехода...
Сушка для кухонного шкафчика
Сушильный шкаф для посуды давно и прочно является неотъемлемой частью любого кухонного гарнитура. Сушилка для посуды в шкаф может быть...
Adblock detector