Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » С сайтов » Спец » Цифровая паяльная станция за небольшие деньги

    Цифровая паяльная станция за небольшие деньги




    Паяльная станция отличается от обычного паяльника, как минимум, наличием контрольно-управляющего модуля, который позволяет поддерживать на паяльнике заданную температуру.

    В этой статье мастер расскажет нам, как сделать доступную по цене цифровую паяльную станцию. Для проекта требуется всего несколько компонентов, и его стоимость составляет около 7 долларов (без учета источника питания).

    Технические характеристики устройства:
    Разработан под паяльник Hakko 907
    Совместим с аналогичными паяльниками
    Диапазон температур: 27°C-525°C
    Время разогрева: 25–37 с (325°C)
    Рекомендуемый источник питания: 24 В, 3 А
    Мощность: 50 Вт (средняя)

    Инструменты и материалы:
    -Ручка Hakko 907;
    -Ардуино Нано;
    -Понижающий преобразователь (MP2303);
    -5-контактный разъем DIN-розетка;
    -Разъем постоянного тока (2,1 мм);
    -Блок питания 24 В, 3 А;
    -ЖК-дисплей 16X2 I2C;
    -Микросхема операционного усилителя LM358;
    -IRFZ44N МОП-транзистор;
    -Электролитический конденсатор 470мФ 25В;
    -Резистор 470 Ом 1/4 Вт;
    -2,7 кОм Резистор 1/4 Вт;
    -Резистор 3,3 кОм 1/4 Вт;
    -Резистор 10 кОм 1/4 Вт;
    -Потенциометр 10k;
    -Светодиод;
    -Мультиметр;
    -Паяльное оборудование;
    -3D-принтер;
    -Аэрозольная краска;
    -Провода;
    -Отвертка;
    -Винты;

    Схема, макет печатной платы, код и файлы STL можно скачать здесь.



    Шаг первый: о паяльниках
    В этом шаге мастер рассматривает плюсы и минусы различных устройств для монтажа радиодеталей.
    Обычный паяльник.

    Обычные паяльники хороши, но у них есть несколько минусов. Для нагрева таким паяльникам требуется около 7-15 минут. После нагревания такие паяльники будут продолжать работать в максимальном диапазоне температур. В некоторых случаях они могут повредить электронные компоненты при продолжительном контакте. По опыту мастера, при работе с перфорированными платами из-за сильного нагрева иногда отрываются медные площадки.

    Обычные паяльники с регулировкой температуры.
    Существует простой и распространенный способ контролировать температуру обычных паяльников, - это регулировать её с помощью димера. Но и у таких паяльников есть один существенный недостаток - отсутствие обратной связи по температуре.

    При пайке температура жала паяльника падает. Можно скомпенсировать падение с помощью регулятора, но по окончанию пайки температура будет больше нужной и нужно будет снова уменьшать температуру.

    Цифровая паяльная станция.
    Принцип работы станции похож на паяльник с димером, но у нее есть обратная связь и, соответственно поддержание на жале паяльника заданной температуры. Проще говоря, автоматизированная электронная система управления паяльной станцией постоянно настраивает эту «ручку димера» за пользователя. Когда контроллер обнаруживает, что температура наконечника паяльника ниже установленной пользователем температуры, она увеличивает мощность. Когда температура превышает заданную температуру, питание паяльника отключается и это приводит к остыванию жала. Система делает этот процесс очень быстро, постоянно включая и выключая нагревательный элемент паяльника.




    Шаг второй: проектирование
    Внутри ручки Hakko 907 находится нагревательный элемент и рядом расположенный с ним датчик температуры. Оба они заключены в керамическую оболочку. Нагревательный элемент - это просто катушка, которая выделяет тепло при подаче электроэнергии. С другой стороны, датчик температуры представляет собой термистор. Термистор представляет собой резистивный термометр или резистор, сопротивление которого зависит от температуры.

    К сожалению, Hakko не предоставляет достаточно данных о термисторе внутри своих нагревательных элементов. Долгие годы это оставалось загадкой для мастера. Еще в 2017 году он провел небольшой тест, чтобы проверить тепловые характеристики загадочного термистора внутри. Он установил датчик температуры к подошве утюга, подключил омметр к контактам термистора утюга и подключил нагревательный элемент к настольному регулируемому источнику питания. Затем увеличил температуру и записал соответствующие сопротивления термистора. В конце концов он получил график данных. Он обнаружил, что у него, вероятно, термистор PTC с положительным тепловым коэффициентом. Это означает, что по мере увеличения температуры вокруг термистора сопротивление термистора также увеличивается.


    Чтобы получить полезный выходной сигнал от датчика температуры термистора нужно подключить к нему делитель напряжения. Опять же, нет таблицы данных для загадочного датчика, поэтому мастер установил верхний резистор на делителе напряжения, чтобы ограничить максимальную мощность, рассеиваемую на датчике (установив его на максимум 50 мВт). Теперь, когда есть верхний резистор делителя напряжения, он вычислил максимальное выходное напряжение в условиях максимальной рабочей температуры. Выход делителя напряжения составил около 1,6 В. Затем он решил совместимость АЦП с 10-битным АЦП Arduino Nano и в конце концов обнаружил, что нельзя подключить датчик делителя напряжения напрямую, поскольку значения слишком малы для его точного определения.

    Чтобы предотвратить потенциальную проблему наличия промежутков между показаниями температуры, был использован операционный усилитель для усиления низкого пикового выходного напряжения 1,6 В делителя напряжения. После ряда вычислений мастер пришел к выводу, что коэффициент усиления 2,22 должен дать достаточно большой запас, чтобы проект мог работать и с данным паяльником и с другими моделями, если их напряжение будет выше 1.6V.
    Цифровая паяльная станция за небольшие деньги

    Шаг третий: схема
    В проекте используется простой N-канальный MOSFET логического уровня, в качестве коммутационного устройства для управления ШИМ. Он служит цифровым переключателем для подачи питания на нагревательный элемент. Операционный усилитель (LM358) используется для усиления или масштабирования малых значений напряжений, которые создает термистор делителя напряжения. Потенциометр 10k используется в качестве ручки управления переменной температурой, а светодиод - это просто индикатор, который мастер подключил и запрограммировал, чтобы отображать, активен ли нагревательный элемент. Для этого конкретного проекта мастер использует ЖК-дисплей 16X2 I2C, поскольку он более удобен для новичков в электронике.

    Шаг четвертый: печатная плата
    Мастер разработал макет печатной платы в программе Proteus. Для удобства изготовления платы самостоятельно он сделал одностороннюю версию. PDF-файл для печати можно скачать по приведенной ниже ссылке.

    Также моно заказать плату прямо на PCBway.com без необходимости вводить файлы Gerber вручную ( ссылка Buy My PCB ).
    Файлы печатных плат (Proteus, Gerber и печатные формы) можно скачать здесь.




    Шаг пятый: калибровка понижающего преобразователя и монтаж платы
    Поскольку на большинство клонов Arduino Nano можно подавать питание максимум 15 В, не перегружая регулятор AMS1117 5 В, а нагревательный элемент требует 24 В для оптимальной работы, мастер использует понижающий преобразователь. Регулятор AMS1117 5V, который есть в большинстве клонов Arduino Nano, имеет падение напряжения 1,5 В, это означает, что входное напряжение с вывода VIN Arduino Nano должно быть 6,5 В (5 В + 1,5 В).

    Для регулировки нужно выполнить следующие действия:
    Установите источник питания на 24 В
    Подключите источник питания к входу понижающего преобразователя.
    Установите щупы мультиметра к выходным контактам понижающего преобразователя
    Отрегулируйте выходное напряжение подстроечным резистором на 6,5-7 В.




    После регулировки напряжения можно смонтировать плату согласно схемы.



    Шаг шестой: корпус
    Для корпуса можно использовать любую подходящую пластиковую коробку. Мастер напечатал корпус на 3D-принтере. Так же он прилагает файл Solidworks, если возникнет необходимость в редактирования и файлы STL для отправки на печать.

    Параметры при печати следующие:
    Напечатано на Creality CR-10
    Высота слоя 0,3 мм
    Сопло 0,5 мм
    30% заполнение
    Поддержка не требуется
    Файлы для 3D-печати можно скачать здесь.


    После печати мастер отшлифовал и покрасил корпус в черный цвет.


    Шаг седьмой: сборка
    Дальше приступаем к сборке устройства.
    Прикрутите ЖК-дисплей, потенциометр 10 кОм, разъем постоянного тока и плату драйвера в предназначенные им места на корпусе. Затем приклейте разъем DIN и светодиод к корпусу.




    Если у пользователя нет 5-ти контактного разъема, можно заменить его на 4-х контактный. Именно так и сделал мастер.




    Подключает все и устанавливает в корпус.



    Шаг восьмой: программирование
    Перед окончательной сборкой нужно запрограммировать Ардуино.
    Подключаем Arduino к компьютеру
    Скачиваем скетч программы
    Убедитесь, что библиотеки Wire.h и LiquidCrystal_I2C.h установлены.
    Перейдите
    Инструменты> Платы> Выберите Arduino Nano
    Инструменты> Порт> Выберите порт, к которому подключен Arduino
    Загрузите скетч


    Шаг девятый: окончательная сборка
    С помощью подстроечного резистора регулирует контрастности ЖК-дисплея. Устанавливает ручку потенциометра.



    Собирает корпус.


    Шаг десятый: питание
    Для питания можно использовать любой источник питания согласно таблицы ниже. Для получения максимальной производительности, нужно использовать источник питания 24 В, 3 А.

    Шаг одиннадцатый: бонус
    Для лучшей теплопроводности можно добавить термопасту в паяльное жало Hakko 907. По словам мастера, такой способ работает и значительно улучшает теплоотдачу. Первые 30 минут работы нужно не забывать выпускать газы, так как смазка начнет кипеть и выделять пары. По истечении 30 минут смазка превращается в вещество похожее на мел.

    Мастер предупреждает, что со временем паста прикипит и при смене жала его будет сложно открутить руками. Для откручивания нужно просто постучать по жалу металлическим предметом в месте резьбы.


    Все готово.

    Полный процесс сборки можно посмотреть на видео.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    7.8
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 8.58 из 10 (голосов: 4 / История оценок)

    Добавить комментарий

    1 комментарий
    Korolev
    Паяльная станция отличается от обычного паяльника, как минимум, наличием контрольно-управляющего модуля, который позволяет поддерживать на паяльнике заданную температуру.
    Ну да, конечно, но тогда что это:
    smile
    мастер расскажет нам, как сделать доступную по цене цифровую паяльную станцию ... Разработан под паяльник Hakko 907 ... Антистатический паяльник Hakko 907 ESD - Цена: 4680 руб.; Блок питания 24 В, 3 А - US $16.97;   
    Ну да, весьма бюджетненько, в отличие от (на фото):
    Мегеон 00180. Паяльник с цифровым регулятором температуры ... 1500 руб.
    smile
    Система делает этот процесс очень быстро, постоянно включая и выключая нагревательный элемент паяльника.
    Главное, как быстро реагирует температура жала ...  smile   

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии