Мини паяльная станция на жалах T12.

Автор: Proton78
Опубликовано 19.01.2019
Создано при помощи КотоРед.

На просторах интернета вариантов паяльных станций на жалах Е12 очень много. Как от готовых вариантов "HAKKO", так и китайских клонов и самоделок на платах ARDUINO. И почти везде восторженные отзывы. Решил попробовать изготовить свой вариант, а за одно, освоить среду программрования "ARDUINO IDE". Паяльную станцию назвал "мини" потому, что она размещается в корпусе сетевого адаптера питания. 

1. Блок питания.

Блок питания выполнен по распространенной схеме на ШИМ контроллере UC3845. Нагревательный элемент потребляет  ток 3 ампера при напряжении 24 вольта. Исходя из этого выполнен подбор и расчет импульсного трансформатора. Импульсный трансформатор намотан на ферритовом сердечнике PQ2016.  Блок питания имеет два выходных напряжения +5 вольт для питания цифровой части схемы  и +24 вольта для питания нагревательного элемента. Блок питания стабилизирован по линии питания +5 вольт. На алиэкспресс много готовых миниатюрных блоков питания достаточной мощности. С одним из таких паяльная станция работала некоторое время. Не устраивал сильный нагрев компонентов. Скорее всего из за того, что не оптимизирована частота работы ШИМ и импульсного трансформатора. В самостоятельно изготовленном блоке питания нагрев элементов в разы меньше.

Схема блока питания представлена на Рис.1.

Вариант печатной платы блока питания представлена на Рис.2.

Расчет импульсного трансформатора выполнен в программе Flyback.

Собранная без ошибок схема в настройке не нуждается. Первый пуск через лампу накаливания. 

2. Цифровая часть.

Цифровая часть достаточно простая и не содержит дорогих и труднодоступных деталей:

- микроконтроллер Atmega328;

- китайский дисплей Nokia5110;

- тактовые кнопки;

- опрационный усилитель LM358;

- оптопара PC817;

- полевой P-канальный транзистор FQD11P06.  

Схема цифровой представлена на Рис.3

3. Описание работы и настройка.

Управление реализовано шестью кнопками: "ONOFF(SET)", "+", "-", "M1", "M2", "M3" . После включении в сеть, при длительном удержании кнопки "ONOFF(SET)" переходим в меню основных настроек, где можно установить контрастность дисплея, настроить таймер сна, установить величину корректировки температуры, сохранить уставки в ЕЕПРОМ. Вход в меню возможен не позднее 15 секунд после включения питания. После включения в сеть, нагреватель выключен, в середине дисплея отображается текущая температура нагревателя,в правом верхнем углу дисплея отображается надпись "OFF". При нажатии кнопки "ONOFF(SET)"в правом верхнем углу дисплея отображается надпись "ON", начинается нагрев. На дисплее так же отобраается процент заполнения ШИМ и температура уставки. Для того чтобы изменить уставку температуры необходимо нажать кнопку  "+"или "-". При длительном удержании кнопок "+"или "-" уставка меняется в ускоренном режиме.   Для того чтобы значение уставки сохранилось в ЕЕПРОМ необходимо  нажать и удерживать кнопку "ONOFF(SET)". При следующем включении сохраненное значение считается из ЕЕПРОМ. Если температура нагревателя превысит значение 420 градусов или станет менее 5 градусов, нагрев отключится и на индикаторе отобразится "(!)" . Так же в программе микроконтроллера есть таймер сна, то есть, если в течении времени, установленном в настройках, после включения в сеть  не нажимались кнопки, нагрев отключится. Чтобы вывести паяльник из режима "сон" необходимо нажать  кнопку "ONOFF(SET)". До температуры 260 градусов паяльник нагревается за несколько секунд (20-25). Кнопками "M1", "M2", "M3" можно выбрать сохраненные в ЕЕПРОМ уставки температуры. При длительном удержании любой из кнопок "M1", "M2", "M3" уставка температуры сохраняется в ЕЕПРОМ.

Прошивка скомпилирована в среде "ARDUINO IDE"  1.8.4. Так как использован микроконтроллер Atmega328 с настройкой на внутренний генератор 8 MГц (без внешнего кварца), применена библиотека Mini-core, которая добавляет в среду программирования варианты плат с внутренним генератором. А так же можно использовать готовые варианты плат Arduino.  После компиляции готовый HEX файл находится во временной папке. Его нужно скопировать в любое удобное место и прошить микроконтроллер любым  имеющимся в наличии программатором. Настройка FUSE bit представлена на рисунке. С готовым вариантом платы Arduino все гораздо проще. 

4. Сборка.

Печатные платы блока питания и цифровой части односторонние, выполнены по  ЛУТ. Частично применены смд компоненты. Вся пайка платы цифровой части выполнена обычным паяльником. Конденсаторы С1, С2, С3, С4, С5, резисторы R1, R3, R6, R7, R9, диоды D1, D2, D4, операционный услитель U3, оптопара U4 впаяны в первую очередь, то есть они располагаются под дисплеем. Резистор R9 и перемычку на линии питания +5 вольт я заменил дросселями. Дисплей Nokia5110 мноей немного модифицирован, переклеил поляризационную пленку для инверсии изображения.   Корпус взял от старого сетевого адаптера питания. Плата цифровой части закреплена в корпус термоклеем и заэкранирована медной фольгой. Сборка и готовый вариант на фотографиях:

5. Итог.

 Паяльная станция получилась достаточно компактная и удобная. Паяльником работать одно удовольствие. Но не скажу что очень доволен жалами T12. Старый доработанный паяльник с нагревательным элементом A1321, купленным на алиэкспресс, с этой же цифровой частью и блоком питания работает не же. Скорее всего из-за большей мощности нагревательного элемента. При 24 вольтах нагреватель потребляет почти 5 ампер. Доработка паяльника уже многократно обсуждалась. От себя добавлю, "тепловой воздушный зазор" между жалом и нагревателем лучше всего компенсировать аллюминиевой фольгой. Эффект очень ощутимый. Для  паяльника с нагревательным элементом A1321 цифровая часть отличается только обвязкой операционного усилителя и выходного транзистора. И, скорее всего, необходимо немного подправить исходник.   

Исходник с комментариями, используемые библиотеки, два варианта проекта (для жал T12  и для обычного нагревателя с терморезистором) в Proteus находятся в архиве ниже. Исходник один и то же для двух вариантов.

Файлы:
Проект с исходниками
Схема БП2

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Слон - 936 esd

Цифровая паяльная станция.

Паяльная станция с энкодером.

Цифровая паяльная станция на PIC16F88x/PIC16F87x(a)

ИК паяльная станция с цифровым управлением.

Цифровая паяльная станция своими руками.(V 2.0)

Паяльная станция px-201

Цифровая паяльная станция 5 в 1 (ver. DSS-2M)

Самая дешевая "Паяльная станция" с феном

Паяльная станция из глины и веток - attiny45, lmp7721, миллиамперметр и все-все-все