Паяльная станция на атмеге своими руками

Навигация по статьям

Одарили меня вот примерно таким на 60 Ватт, и сама Вселенная сказала собрат ультразвуковую ванную.

Схему генератора собирал по разным схемам но почему-то они долго не работали только несколько минут после чего у самодельных трансформаторов лопались сердечники.

Сама ванная изготовлена из формы для выпечки хлеба, к ней припаян винт от излучателя, приклеен на эпоксидную смолу и накручен излучатель.

Счетчик Гейгера-Мюллера СТС-5 попал мне в руки и натолкнул на мысли сделать дозиметр своими руками.

Делал сигнализатор для самогонного аппарата в прошлом. Он сигнализирует достижение определенных температур в кубе.

Сейчас полная автоматика самогонного аппарата с сухо парником.

Итак алгоритм работы такой

При включение идет нагрев куба на полной мощности до температуры в кубе 70 градусов (можно регулировать).

Далее мощность плитки уменьшается чтобы брага не вспенилась при закипании, при этом открыт первый клапан для сбора голов.

Происходит отбор голов до срабатывание уровня голов. При срабатывание переключается клапан для сбора тела и повышается мощность.

Как только температура за сухо парником достигнет определенной температуры происходит переключение клапана на хвосты и добавляется еще мощность для более быстрого отбора хвостов.

Температура контролируется за сухо парником и при определенной температуре процесс прекращается.

Установленные датчики температуры DS18B2.

На днях открыл сборку по запаху явно какой то контакт греется и все под напряжением не потрогаешь на вид не видно бы лбы пирометр.

Брал я датчик для пробы чип MLX90614 правда угол обзора большой, если близко подносить то для моих целей потянет.

Также использовал ATmega32U4 Pro Micro 3,3 В 8 МГц и плюс 128X64 светодиодный ЖК-дисплей светодиодный модуль 0,96 . Аккумулятор от сигареты.

Дистилляция долгий процесс требующий постоянного  контроля за температурой. И вот такой сигнализатор для самогонного аппарата освобождает о этого контроля и можно заниматься своими делами при процессе перегонки, он предупредит сигналом когда надо включить воду, когда очередь тела, хвостов и когда окончание дистилляции.

Итак схема сигнализатора для дистилляции.

Схема реализована на ATMEGA328-5 В/16 мГц Pro Mini имеет ЖК-дисплей 1602+I2C датчик температуры  применил электронный

Даллас DS18B20 , а для управление сигнализатором применен двух осевой XY Джойстик .

Также пьезоизлучатель выдрал не помню даже из чего,  транзистор первый попавший в руки 315 и стабилизатор LM7805 на выходе еще поставил конденсатор.

Для питание использовал зарядку для телефона.

Этот сигнализатор нашел на канале   https://www.youtube.com/watch?v=4UwAZeZUK64 но он у меня не работал надо маленько поменять.

Написано в программе   FLProg

Исправленная версия, скейч, схема и дополнительная информация.

Двойной дистанционный выключатель от любого дистанционного пульта (телевизора, ДВД, и т

Было нужно сделать чтобы люстра в зале включалась от пульта телевизора и также со своего выключателя.

В интернете нарыл схему только с одинарным выключателем.

В этой схеме база транзистора подключена к D11.

Симистор ВТ138, оптрон MOC3063.

Выключатели переделываются в кнопки на схеме это S1,S2. При кратковременном нажатии можно включать выключать.

Кнопки на пульте программируются удержанием кнопки S1 или S2 примерно 5 сек до звукового сигнала после чего нужно нажать желаемую кнопку на пульте, и кнопка запишется в память. Также и вторая.

Тестер +своими руками

Такая коробочка из мыльницы получилась.

Собрав фен на скорую руку  я задумался о паяльной станции . Посмотрев цены в магазине сразу пришла идея собрать самому купив сам фен и паяльник в Китае.

Просмотрев материал про паяльную станцию https://www.youtube.com/watch?v=wzGbTwlyZxo

только вентилятор у моего фена оказался на 24 вольта пришлось перекинуть и вместо микроконтроллера я применил Ардулино pro mini так дешевле и собрал на макетной плате плату вытравливать не хотелось. И вообще в этой схеме есть ошибки!

Станция после доработок работала но я наткнулся на еще подобное видио: https://www.youtube.com/watch?v=jK0YfJLZ9qE

В этой статье я хочу рассказать о своей версии паяльной станции выполненной на базе микросхемы ATmega328p, которая используется в arduino UNO. За основу был взят проект с сайта http://d-serviss.lv. В отличии от оригинала дисплей подключил по протоколу i2c: во-первых он у меня был, заказывал несколько штук на AliExpress для других проектов, во-вторых осталось больше свободных ножек МК, которые можно использовать для каких-либо других функций. Фото дисплея с переходником на протокол i2c ниже.

Температура паяльника, фена и обороты куллера регулируются энкодерами:

Включение и выключение паяльника и фена происходит нажатием на энкодер, причём после выключения в память МК сохраняются температура паяльника, фена и обороты куллера.

После выключения паяльника или фена в соответствующей строке отображаются температура, вплоть до остывания до 500С. После выключения фена, кулер охлаждает его до 500С на 10% оборотах, что делает его почти бесшумным в выключенном состоянии.

Для питания схемы на aliexpress был приобретён импульсный блок питания на 24в и 9А, как в последствии понял, слишком мощный. Стоит поискать с выходным током 2-3 А – этого более чем достаточно, он будет дешевле, да и места в корпусе будет занимать меньше.

Для питания схемы использовал DC-DC преобразователь на LM2596S, подключаем его к 24в и выставляем построечным резистором 5 вольт.

Паяльник и фен также приобрёл на aliexpress, ВАЖНО выбрать их на термопаре, а не на терморезисторе. Фен выбрал от станций 858, 858D, 878A, 878D и 878D, паяльник от станций 852D +, 853D, 878AD, 898D, 936B, 937D. Если брать на терморезисторе то схему и прошивку необходимо доработать. К паяльнику прикупил комплект из 5 жал. Паяльник попался бракованный, был перебит где-то внутри провод. Пришлось менять, хорошо подошел провод от USB удлинителя.

Так же понадобятся дополнительно разъёмы GX16-5 и GX16-8, для подключения паяльника и фена к корпусу прибора.

Теперь корпус: с проблемой выбора корпуса я провёл много времени, сначала использовал от компьютерного блока питания металлический, но в последствии отказался от него, т.к. были помехи от ИБП, из-за которых зависал МК и LCD. Пробовал экранировать БП, основную плату и дисплей. МК перестал зависать а вот дисплей так и показывал периодически непонятные иероглифы. Решил использовать корпус из пластмассы, все проблемы с помехами сразу прошли, ничего не экранировал. Корпус решил так же приобрести у китайцев. Немного погорячился с размерами и взял как оказался очень маленький (150 мм x 120 мм x 40 мм), туда я конечно всё уместил, сделал специально плату под него, но вот на лицевой панели всё оказалось слишком компактно, и регулировать особенно фен не очень удобно.

Доработанная схема и печатная плата ниже на картинке, от оригинала она отличается подключением дисплея, заменой переменных резисторов и кнопок включения на энкодеры. Так же на схеме я убрал стабилизатор на 12 вольт, т.к. фен у меня работает от 24в, и убрал стабилизатор на 5 вольт, заменив его DC-DC преобразователем.

Печатная плата делалась классическом способом – ЛУТ’ом, лудил сплавом розе в растворе лимонной кислоты.

Симистор поставил на небольшой радиатор, силовые мосфеты без радиатора, т.к. за ними нагрева не замечено. Штырьки пришлось выпаять из-за плохого контакта, провода припаял непосредственно к плате. Переменные резисторы рекомендую использовать многооборотные для более плавной настройки температуры.

Микроконтроллер прошивал через Arduino UNO, МК подключаем по классической схеме: 1 вывод МК к 10 выводу Arduino, 11 вывод МК к 11 выводу Arduino, 12 вывод МК к 12 выводу Arduino, 13 вывод МК к 13 выводу Arduino, 7 и 20 выводы к +5 вольтам, 8 и 22 к GND, к 9 и 10 подключаем кварц на 16 МГц. Схема подключения ниже.

Осталось запрограммировать МК.

1) Заходим на сайт https://www.arduino.cc/en/main/software, выбрав свою ОС скачиваем программу ARDUINO IDE, после чего устанавливаем её.

2) После установки необходимо добавить библиотеки из архива, для этого в программе выбираем Скетч – Подключить библиотеку – Добавить .ZIP библиотеку. И подключаем по очереди все библиотеки.

3) Подключаем Arduino UNO и присоединённый к ней МК к компьютеру через USB, при первом включении установятся необходимые драйвера.

4) Заходим в программе Файл – Примеры – ArduinoISP – ArduinoISP, в пункте Инструменты выбираем нашу плату и виртуальный порт, к которому подключилась ардуино, затем нажимаем загрузить. Этими действиями мы превращаем нашу ардуино в полноценный программатор.

5) После загрузки скетча в ардуино открываем скетч из архива, выбираем пункт Инструменты – записать загрузчик. Сам загрузчик в МК нам конечно не нужен, но этимы действиями в МК прошьются фьюзы и наша микроконтроллер будет работать от внешнего кварца на частоте 16МГц.

6) После загрузки загрузчика выбираем Скетч-Загрузка через программатор.

Осталось всё собрать и настроить температуру фена и паяльника, я делал при помощи термопары мультиметра. Также незабываем настроить контрастность дисплея. Регулируется переменным резистором на переходнике дисплея.

Теги

После того, как меня окончательно измучила моя паяльная станция 40 Вт неизвестного происхождения, я решился на создание паяльной станции своими руками профессионального уровня на АТМега8.

На рынке представлена недорогая продукция разных производителей (например, AIOU / YOUYUE и др.). Но у них, как правило, есть какой-то значительный дефект, либо спорный дизайн.

Предупреждаю: эта цифровая паяльная станция нужна, чтобы единственно паять, без лишних украшений типа AMOLED-дисплеев, сенсорных панелей, 50-ти режимов работы и интернет-управления.

Но все же у него будет несколько особенностей, которые вам пригодятся:

• неактивный режим (поддерживает температуру 100-150°С, когда паяльник лежит на подставке.
• таймер автоматического отключения, чтобы забывчивость не стала причиной пожара.
• УАПП для отладки (только для данной сборки).
• дополнительные разъемы на плате для подключения второго паяльника или фена.

Интерфейс достаточно прост: я сделал две кнопки, поворотный регулятор и ЖК-дисплей 16х2 (HD44780).

Для чего делать станцию самому

Причин, по которым представленные на рынке станции, не вызывают доверия, несколько: никогда нельзя знать наверняка, что вы приобрели хорошее изделие, до тех пор, пока оно не пройдет полный тест-драйв; пока вы не разберёте станцию, чтобы увидеть и оценить начинку и качество сборки; и, наконец, вы не можете пообщаться с другими владельцами этой же модели, чтобы поделиться впечатлениями и обсудить плюсы и минусы станции из-за того, что многие компании выпускают свою продукцию на рынок под новыми брендами каждые пару лет.

Пару лет назад я приобрел паяльную станцию через интернет, и, хотя работает она до сих пор хорошо, я устал работать с ней из-за дурацкого дизайна (короткий шнур питания, обдув не компрессорный и короткий неотсоединяемый шнур жала). Из-за недочетов в дизайне эту станцию даже на столе переставлять неудобно, корпус крутится вслед за жалом. Нутро было залито термоклеем, неделя ушла только на очистку компонентов и устранение мелких и крупных недостатков.

Крепление шнура подставки паяльника держалось на честном слове, изоляция постоянно сбивалась, а это и разрыв провода, и возможный пожар.

Необходимые материалы

Список материалов и компонентов:

Время на сборку – примерно 4-5 дней.

Что касается источника питания, то вы можете сделать вполне жизнеспособные версии/дополнения. Например, можно получить блок питания 24В 3А, использовав LM317 и LM7805, чтобы сбросить напряжение до.
Все детали из этого списка можно заказать с китайских интернет-площадок.

День первый – продумываем электрическую схему

У паяльника HAKKO 907 много клонов, еще существует две разновидности оригинальных жала (с керамическими нагревательными элементами A1321 и A1322).

Дешевые клоны – примеры ранних копий, с применением ХА-термопары и керамического нагревателя самого паршивого качества, или вовсе с нихромовой катушкой.

Клоны чуть подороже практически идентичны оригинальным HAKKO 907. Определить оригинальность можно по наличию или отсутствию маркировки на оплетке провода бренда HAKKO и номера модели на нагревательном элементе.

Можно также определить подлинность изделия, измерив сопротивление между электродами или проводами нагревательного элемента паяльника.

Оригинал или качественный клон:

• Сопротивление нагревательного элемента – 3-4 Ом
• Термистор — 50-55 Ом при комнатной температуре
• между жалом и ESD заземлением — меньше 2 Ом

• На нагревательном элементе – 0-2 Ом для нихромовой катушки, больше 10 Ом для дешевой керамики
• на термопаре – 0-10 Ом
• между жалом и ESD заземлением – меньше 2 Ом

Если сопротивление нагревательного элемента слишком велико, скорее всего он поврежден. Лучше обменяйте его на другой (если есть возможность) или купите новый керамический элемент A1321.

Питание
Чтобы вы не запутались в схеме, преобразователь на ней изображен как два преобразователя. В остальном схема довольна проста и у вас не должно возникнуть трудностей с ее чтением.

• На выходе каждой вторичной линии напряжения устанавливаем мостовой выпрямитель. Я купил несколько выпрямителей 1000 В 2 А хорошего качества. Преобразователь на 24В линии выдает максимум 2А, а паяльнику нужна мощность 50 Вт, получается общая расчетная мощность будет примерно 48 Вт.
• К линии вывода 24В подключен сглаживающий конденсатор 2200 мкф 35 В. Кажется, что можно было взять конденсатор емкостью поменьше, но у меня в планах подключение дополнительных приборов к самодельной станции.
• Для снижения напряжения питания контрольной панели с 9В до 5В я использовал регулятор напряжения LM7805T с несколькими конденсаторами.

Управление через ШИМ

• На второй схеме изображено управление керамическим нагревательным элементом: сигнал с микроконтроллера ATMega идет на МОП-транзистор IRF540N через оптрон РС817.
• Значения резисторов на схеме условные, и в окончательной сборке могут быть изменены.
• Пины 1 и 2 соответствуют проводам нагревательного элемента.
• Пины 4 и 5 (термистор) соединяются с разъемом, к которому подключим операционный усилитель LM358.
• К пину 3 подключено ESD заземление паяльника.

Подключения к плате контроллера

Основа паяльной станции – микроконтроллер ATMega8. На этом микроконтроллере достаточно разъемов, чтобы не использовать сдвиговые регистры для входов/выходов и сильно упрощает дизайн устройства.

Три пина ОС для ШИМ дают достаточно каналов для будущих дополнений (например, второй паяльник), а количество каналов АЦП дает возможность контролировать температуру нагрева. На схеме видно, что я добавил дополнительный канал для ШИМ и разъемы для датчика температуры на будущее.

В правом верхнем углу находятся разъемы под поворотный регулятор (А и В для направлений, плюс кнопка-выключатель).
Разъем для ЖК-дисплея разделен на две части: 8 пинов – под питание и данные (пин 8), 4 пина – под настройки контраста/фоновой подсветки (пин 4).

Помимо основных разъемов я добавил 4-хпиновый разъем УАПП для установочной отладки (мы подключим только пины RX, TX и GND).

ISP коннектор не вводим в схему. Для подключения микроконтроллера и его перепрограммирования в любой момент я установил DIP-28 разъем.

R4 и R8 контролируют усиление соответствующих схем (максимально до ста крат).
Какие-то детали будут изменены в ходе сборки, но в целом схема останется такой.

День 2 – подготовительная работа

Корпус, который я заказал, оказался слишком мал для моего проекта, или компоненты оказались слишком велики, поэтому я заменил его на более вместительный. Минусом стало то, что и размер паяльной станции увеличился соответственно. Зато появилась возможность добавить дополнительные приборы – диодную лампу для комфортной работы, второй паяльник, разъем под жало для пайки припоем или дымоудалитель, и т.д.

Обе платы были скомпонованы в один блок.

Подготовка

Если вам повезло, и вы раздобыли подходящее гнездо для паяльника HAKKO, пропустите два параграфа.
Сначала я заменил родной штекер на паяльнике на новый. Он цельнометаллический и с блокирующей гайкой, это значит, что он всегда будет на своем месте и практически вечный. Я просто отрезал старый 5-типиновый штекер и припаял новый вместо него.

Для разъема сверлим отверстие в стенке корпуса. Проверьте, входит ли разъем в отверстие, и оставьте его там. Остальные компоненты передней панели мы установим позже.

Припаяйте к разъему 5 проводков и смонтируйте 5-типиновый разъем, который пойдет на плату. Затем вырежьте отверстия под ЖК-дисплей, поворотный регулятор и 2 кнопки. Если вы хотите вывести кнопку включения на переднюю панель, под нее тоже нужно вырезать отверстие.

На последней фотографии видно, что для подключения дисплея я использовал шлейф от старого флоппи-дисковода. Это отличный вариант, также можно использовать шлейф IDE (от дисковода жёстких дисков).

Затем подключите 4-хпиновый разъем к поворотному регулятору и если вы установили кнопки, подключите и их.
По углам выреза под дисплей хорошо было бы просверлить 4 отверстия под монтажные маленькие винты, иначе дисплей не будет держаться на своем месте. На заднюю панель я вывел разъем под шнур питания и выключатель.

День 2 – Делаем печатную плату

Вы можете использовать мой чертеж для печатной платы, или сделать свой, удовлетворяющий вашим требованиям и техническим характеристикам.

Прикладываю ZIP-архив со схемой и топологией печатной платы в Eagle (окончательный вариант) и PDF-файл с верхним и нижним слоями платы.

Примечание: моя плата сделана для ленивых, если вы хотите, можете сделать однослойную плату, можете просто припаять соединительные провода к 5В дорожке/дорожки питания или поиграть с вариантами подключений так, что для работы понадобится только нижний слой платы. Для легкого монтажа/демонтажа я сделал дизайн со сквозными контактами, но с компонентами с поверхностным монтажом и определенными знаниями вы сможете сделать схему раза в два меньше.
На последнем фото схема практически полностью собрана и готова к установке в корпус.

День 3 – Завершение сборки и кодировка

На этом этапе обязательно нужно проверить напряжение в ключевых точках вашего агрегата (5VDC, 24VDC выводы и т.д.). Стабилизатор LM7805, МОП-транзистор IRF540 и все активные и пассивные компоненты не должны нагреваться на этом этапе.

Если ничего не нагрелось и не загорелось, можно собирать все компоненты на места. Если ваша передняя панель уже собрана, вам осталось только припаять провода преобразователя, плавкий предохранитель, разъема питания и выключателя.

Дни 4-13 – Микропрограммное обеспечение

Пока я пользуюсь сырым и непроверенным микропрограммным обеспечением, поэтому я решил отложить его публикацию, пока не напишу самодиагностирующую отладочную подпрограмму. Я бы не хотел, чтобы ваш дом или мастерская пострадали от пожара, поэтому дождитесь окончательной публикации.

Я планирую добавить ПИД-регулирование и несколько дополнительных режимов с фиксированной выходной мощностью. Если вы не хотите ждать пока я выложу программу и решили написать свою, поищите хорошие источники информации на следующие темы:

Инфракрасная паяльная станция — это устройство для пайки микросхем в корпусе BGA. Если прочитанное ничего вам не говорит, вряд-ли вам стоит заходить под кат. Там ардуины, графики, программирование, амперметры, саморезы и синяя изолента.

Предыстория первая.

Моя профессиональная деятельность некоторым образом связана с электроникой. Поэтому родственники и знакомые постоянно норовят притащить мне какую-нибудь не совсем исправную электронную штуку со словами «ну посмотри, может тут какой проводок отпаялся».
В тот раз такой штукой оказался 17″ ноутбук eMachines G630. При нажатии на кнопку питания зажигался индикатор, шумел вентилятор, но дисплей был безжизненным, не было звуковых сигналов и активности жесткого диска. Вскрытие показало, что ноутбук построен на платформе AMD, а северный мост имеет маркировку 216-0752001. Беглое гугление показало, что у чипа весьма плохая репутация в части надежности, зато проблемы с ним легко диагностируются. Нужно лишь его прогреть. Выставил на паяльном фене 400 градусов и подул на чип секунд 20. Ноутбук запустился и показал картинку.
Диагноз поставлен. Казалось бы, дело за малым — перепаять чип. Вот тут меня ожидало первое откровение. После обзвона сервис-центров выяснилось, что минимальная сумма, за которую в Минске можно поменять чип — 80 долларов. 40 долларов за чип и 40 долларов за работу. Для ноутбука общей стоимостью хорошо если 150 долларов это было весьма не бюджетно. Дружественный сервис по знакомству предложил перепаять чип по себестоимости — за 20 долларов. Итоговый ценник снизился до 60 долларов. Верхняя граница психологически приемлемой цены. Чип был благополучно перепаян, ноутбук собран, отдан и я о нем благополучно забыл.

Через несколько месяцев после окончания первой предыстории мне позвонил родственник со словами «Ты же любишь разную электронику. Забери ноутбук на запчасти. Бесплатно. Или просто выкину в мусор. Сказали, вроде материнская плата. Отвал чипа. Ремонтировать экономически нецелесообразно». Так я стал обладателем ноутбука Lenovo G555 без жесткого диска, но со всем остальным, включая блок питания. Включение показало те же симптомы, что и в первой предыстории: кулер крутится, лампочки горят, больше признаков жизни нет. Вскрытие показало старого знакомого 216-0752001 со следами манипуляций.

После прогрева чипа ноутбук запустился как ни в чем не бывало, как и в первом случае.

Так я оказался владельцем ноутбука с неисправным северным мостом. Разобрать его на запчасти или попытаться починить? Если второе, то снова паять его на стороне, пусть даже за 60 долларов, а не за 80? Или купить собственную инфракрасную паяльную станцию? А может собрать своими руками? Хватит ли у меня сил и знаний?
После некоторых размышлений было решено попытаться починить, причем починить самостоятельно. Даже если попытка не увенчается успехом, разобрать его на запчасти это никак не помешает. А инфракрасная станция будет полезным подспорьем во многих работах, требующих предварительного подогрева.

Изучив цены на готовые промышленные инфракрасные станции (от $1000 до плюс бесконечности), перелопатив кучу топиков на профильных форумах и роликов на Youtube, окончательно сформировал техническое задание:

1. Буду изготавливать собственную паяльную станцию.

2. Бюджет конструкции — не более 80 долларов (две перепайки в сервис-центре без материалов).

3. Это будет не газовая плита и не прожектор, а устройство, хотя бы минимально умеющее поддерживать термопрофили согласно графика, найденного в сети:

4. Управляющим устройством будет персональный компьютер. Во-первых, автономные контроллеры нагревателей не укладываются в бюджет. Во-вторых, компьютер уже есть на рабочем столе и всегда включен во время ремонтов, ибо он и осциллограф и микроскоп и читалка схем-даташитов.

Материалы и компоненты

Для этого в онлайне были куплены:
Термопара К-типа — 2 шт.
Интерфейс термопары К-типа на микросхеме MAX6675 — 2 шт.
Безымянные твердотельные реле на 40 китайских ампер — 2 шт.

Дополнительно в оффлайне были куплены:

Линейные галогенные лампы R7S J254 1500W — 9 шт.

Линейные галогенные лампы R7S J118 500W- 3 шт.

Патроны R7S — 12 шт.

Из хлама в гараже на свет божий были извлечены:

Док-станция от какого-то допотопного лэптопа Compaq — 1 шт.

Штатив от советского фотоувеличителя — 1 шт.

В домашнем складе были найдены силовые и сигнальные провода, Arduino Nano, клемники WAGO.

Вооружаемся болгаркой и отрезаем от док-станции все лишнее.

К листу металла прикрепляем патроны.

Соединяем патроны по три штуки последовательно, получившиеся три цепочки в параллель. Устанавливаем лампы, прячем в корпус.

Поиск материала для отражателя занял продолжительное время. Использовать фольгу не хотелось из-за подозрения в ее недолговечности. Использовать более толстый листовой металл не получалось из-за сложностей с его обработкой. Опрос знакомых сотрудников промышленных предприятий и обход пунктов скупки цветмета результатов не дал.

В конце концов удалось найти листовой алюминий чуть толще фольги, идеально подходящий для меня.

Теперь я точно знаю, где такие листы искать — у полиграфистов. Они их крепят к барабанам в своих машинах, то ли для переноса краски, то ли еще для чего-то. Если кто в курсе, расскажите в комментариях.

Нижний нагреватель с установленным отражателем и решеткой. Вместо решетки правильнее использовать специальный столик, но стоит он совершенно не бюджетно, как и все с наклейкой «Professional».

Светит красивым оранжевым светом. Глаза при этом не выжигает, смотреть на свет можно совершенно спокойно.

Потребляет порядка 2.3 кВт.

Идея конструкции та же самая. Патроны привернуты саморезами к крышке от компьютерного блока питания. К ней же прикреплен согнутый из алюминиевого листа отражатель. Три пятисотваттные галогенки соединены последовательно.

Тоже светит оранжевым.

Потребляет порядка 250 ватт.

Инфракрасная станция — суть автомат с двумя датчиками (термопара платы и термопара чипа) и двумя исполнительными механизмами (реле нижнего нагревателя и реле верхнего нагревателя).

Было решено, вся логика регулирования мощности нагрева будет реализована на ПК. Arduino будет только мостом между станцией и ПК. Получил с ПК параметры ШИМ-регулирования нагревателей — выставил их — отдал температуру термопар в ПК, и так по кругу.

Arduino ожидает на последовательном порту сообщения типа SETxxx*yyy*, где xxx — мощность верхнего нагревателя в процентах, yyy — мощность нижнего нагревателя в процентах. Если полученное сообщение соответствует шаблону, выставляются ШИМ-коэффициенты для нагревателей и возвращается сообщение OKaaabbbcccddd, где aaa и bbb — установленная мощность верхнего и нижнего нагревателей, ccc и ddd — температура, полученная с верхней и нижней термопары.

«Настоящий» аппаратный ШИМ микроконтроллера с частотой дискретизации несколько килогерц в нашем случае неприменим, так как твердотельное реле не может отключиться в произвольный момент времени, а только при прохождении переменного напряжения через 0. Было решено реализовать собственный алгоритм ШИМ с частотой порядка 5 герц. Лампы при этом полностью гаснуть не успевают, хоть и заметно мерцают. При этом минимальным коэффициентом заполнения, при котором еще есть шансы захватить один период сетевого напряжения, оказывается 10%, чего вполне достаточно.

При написании скетча была поставлена задача отказаться от задания задержек фунцией delay(), так как есть подозрение, что в момент задержек возможна потеря данных с последовательного порта. Алгоритм получился следующий: в бесконечном цикле проверяется наличие данных из последовательного порта и значение счетчиков времени программного ШИМ. Если есть данные из последовательного порта, обрабатываем их, если счетчик времени достиг значений переключения ШИМ, проводим действия по включению-выключению нагревателей.

Приложение для компьютера.

Написано на языке Object Pascal в среде Delphi. Отображает состояние нагревателей, рисует график температуры и имеет встроенный примитивный язык моделирования, больше по философии напоминающий какой-нибудь Verilog, нежели к примеру Pascal. «Программа» состоит из набора пар «условие — действие». К примеру «при достижении нижней термопарой температуры 120 градусов установить мощность нижнего нагревателя 10%, а верхнего — 80%». Таким набором условий реализуется требуемый термопрофиль — скорость нагрева, температура удержания и т. п.

В приложении раз в секунду тикает таймер. По тику таймера функция отправляет в контроллер текущие установки мощности, назад получает текущие значения температур, отрисовывает их в окне параметров и на графике, вызывает процедуру проверки логических состояний, после чего засыпает до следующего тика.

Исходный код: drive.google.com/open?id=1ybs_o17qxBp1C3WeMLrRBQr2mTUntQIp

Сборка и пробный запуск.

Схему управления собрал на макетке. Не эстетично, зато дешево, быстро и практично.

Окончательно собранное и готовое к запуску устройство.

Прогон на тестовой плате выявил следующие наблюдения:

1. Мощь нижнего нагревателя невероятна. График температуры тонкой ноутбучной платы свечой взлетает вверх. Даже при 10% мощности плата уверенно греется до требуемых 140-160 градусов.

2. С мощностью верхнего нагревателя похуже. Догреть чип даже до температуры «низ+50 градусов» получается только на 100% мощности. То ли придется впоследствии переделывать, то ли пускай остается как защита от соблазна недогревать низ.

Покупка чипа на Aliexpress.

В продаже есть два вида мостов 216-0752001. Одни заявлены как новые и стоят от 20 долларов за штуку. Другие указаны как «бывшие в употреблении» и стоят 5-10 долларов за штуку.
Среди ремонтников много мнений относительно б/у чипов. От категорически отрицательных («бугага, приходи ко мне, у меня как раз под столом горка бэушных мостов насобиралась после перепайки, я тебе их недорого продам») до осторожно нейтральных («сажаю иногда, вроде нормально работают, возвраты если и бывают, то не намного чаще новых»).
Поскольку ремонт у меня ультрабюждетный, то было решено сажать чип бывший в употреблении. А чтобы перестраховаться на случай дрогнувшей руки или неисправного экземпляра, был найден лот «2 штуки за 14 долларов».

Устанавливаем плату на нижний подогрев, крепим одну термопару к чипу, вторую к плате подальше от чипа. Для уменьшения теплопотерь накрываем плату фольгой, за исключением окошка под чип. Ставим верхний нагреватель над чипом. Так как чип уже пересаживался, загружаем самостоятельно придуманный профиль для свинцового припоя (нагрев платы до 150 градусов, догрев чипа до 190 градусов).

Все готово для старта.

После достижения платой температуры 150 градусов автоматически включился верхний нагреватель. Внизу под платой видна разогретая нить накаливания нижней галогенки.

В районе 190 градусов чип «поплыл». Поскольку вакуумный пинцет в бюджет не уместился, цепляем его тонкой отверткой и переворачиваем.

График температур в процессе демонтажа:

На графике хорошо виден момент включения верхнего нагревателя, качество стабилизации температуры платы (желтая крупно волнистая линия) и температуры чипа (красная мелкая рябь). Красный длинный «зубец» вниз — падение термопары с чипа после его переворота.

Запаивание нового чипа

Ввиду ответственности процесса было не до фотосъемки и изготовления скриншотов. В принципе все то же самое: проходимся по пятакам паяльником, мажем флюсом, устанавливаем чип, устанавливаем термопары, отрабатываем профиль пайки, легким пошатыванием убеждаемся, что чип «поплыл».

Чип после установки:

Видно, что сел более-менее ровно, цвет не поменялся, текстолит не погнуло. Прогноз на жизнь — благоприятный.

Затаив дыхание включаем:

Да! Материнская плата запустилась. Я перепаял первый в жизни BGA. К тому же с первого раза успешно.

Ориентировочно смета затрат:

Лампа J254: $1.5*9=$13.5
Лампа J118: $1.5*3=$4.5
Патрон r7s: $1.0*12=$12.0
Термопара: $1.5*2=$3.0
MAX6675: $2.5*2=5.0
Реле: $4*2=$8.0
Чипы: $7*2=$14.0

Итого: $60 минус оставшийся запасной чип.

Ноутбук был собран, в него добавлен найденный в столе жесткий диск на 40 гигабайт, установлена операционная система. Для предотвращения в будущем подобных инцидентов с помощью k10stat напряжение питания ядра процессора понижено до 0.9В. Теперь при самом жестком использовании температура процессора не поднимается выше 55 градусов.

Ноутбук был установлен в столовой в качестве фильмотеки для самого младшего члена семьи, который отказывается принимать пищу без любимых мультиков.

Всем доброго дня!
В этой статье я хочу разсказать, как я делал портативный блок питания и паяльную станцию в одном корпусе и что из этого получилось. Будет радиолюбительство, программирование ардуино, много интересного для начинающих и еще больше букв.

Так уж получается, что большую часть жизни я провожу на работе. Здесь у меня есть хороший инструмент и немного времени, чтобы помогать людям с ремонтом различного електрооборудования. Но

короновирус заставил побыть немного дома. И когда кум припер детскую игрушку, в которой отвалился проводок, у меня просто не оказалось, чем его припаять и запитать для проверки.
В общем, решил я, что не мешало бы обзавестись домашним паяльником и источником питания. И так, ТЗ:
1. Удобный паяльник с контролем температуры.
2. Блок питания на 3..12В и пару ампер. В идеале до 5А, хотя бы кратковременно.
3. Малые габариты и вес, что бы взять с собой к клиенту.
4. Возможность питания в полевых условиях, например, от автомобильного аккумулятора.
Хочу еще сказать, что я знаю о существовании TS100 и что от повер-банка с PD и соответствующим тригером — будут чудеса. Но это дорого, да и хотелось задействовать накопившееся дома барахло.

Во первых, в украинском магазине был куплен корпус Z4W. У него ширина 150 мм (как в большинстве моих поделок), глубина 130 и высота — всего 50 мм.

Для питания — я выбрал всем известный народный блок на 24в. Здесь, на сайте, Kirich делал обзор на такой блок. Его хватит и на паяльник, и еще на пару ампер нагрузки. А если без паяльника — то и ампер 5 даст, но кратковременно, иначе в таком корпусе — ему станет жарко.
За паяльную часть будет отвечать контроллер Т12, за блок питания — модуль на XL4016, за измерения — Atmega328.
Самым первым, место в корпусе занял народный блок. Пришлось ампутировать ему левый верхний угол, но ему и на 3-х крепления не плохо.

Модуль преобразователя я купил давным-давно, вот здесь. Такие же — есть и на али.
Схема перобразователя:

.
Для начала, я выпаял с него потенциометр с выключателем и клеммники. Для крепления к днищу корпуса, болты были заменены на стойки, высотой 30 мм. Родный електролиты — мешали стойкам, поэтому были заменены на 35 вольтовые. Они и ниже, и ESR у них в два раза меньше.

На месте входных клем — поселился источник 5 вольт для Атмеги, измерительных цепей и мозгов для паяльника.

Немного об источнике 5 вольт

Источник построен на микросхеме XL4001
Это — понижающий преобразователь. Она может принять на вход до 37 вольт. по даташиту — держит до 2 А, но я больше ампера — никогда не использовал. И еще — может работать в режиме СС, как драйвер для светодиодов. Я еще использовал ее в предрегуляторе своего блока питания.
У меня как то был немалый заказ на JLCPCB, и я заказал по горстке плат, для включения ее в режимах стабилизации напряжения и тока.

Даный преобразователь не умеет СС. Но у китайцев есть много на этой микросхеме, и с таким режимом. Например, Kirich уже делал обзор на подобный преобразователь.

Контроллер паяльника — куплен уже давно. Вот как он выглядит.

Теперь в Corel draw нарисовал макетик передней панели, с реальными размерами органов управления. Потом распечатал его, вырезал и прикрепил к пластиковой стенке корпуса, и разметил отверстия.

Потом в кореле дооформил панель, распечатал, прорезал отверстия и заламинировал.

Картинки с Corel

Полная схема устройства:

Пришлось изготовить две платы, для индикаторов с атмегой, и для цепей ограничения тока.
Этот процес — я немного описал в этой статье.
Вот так выглядит плата с индикаторами:

Передняя панель — в сборе:

Поверх ее — находится плата измерений и ограничения тока.

В преобразователе — был заменен резистор R7, что бы понизить диапазон установки максимального выходного напряжения с 32 до 23 вольт. Анод диода, который стоит на входе для защиты от переплюсовки — теперь подключен выходу плюс.

Фото преобразователя с проводами и разъемами

Комплекты пап и обжатых мам XH — отсюда.

Ну и вот, как все это разместилось в корпусе

О программировании Atmega328:
Я писал програму в среде Arduino IDE, поэтому остановлюсь только на моментах, которые не совсем стандартны для «ардуинопользования».
Контроллер Atmega328 — взят новый. С завода — он не будет работать со средой ардуино, так как в нем нет загрузчика. Программирование будет осуществляться через USBasp программатор и SPI интерфейс. В качестве такого программатора, в теории, можно использовать и обычную ардуину, в стандартных примерах даже есть соответствующий скетч, но я не пробовал. Еще момент: в моем USBasp есть перемычка, которая замедляет скорость интерфейса при прошивке. Мне приходится ее использовать при прошивке новеньких Атмег, видимо с завода они «тикают» на низкой частоте.
На моей плате — не нашлось места для кварцевого резонатора. Но атмега может работать и от встроенного резонатора. Чтобы объяснить Arduino IDE, что так тоже можно, необходимо добавить в нее соответствующее ядро. Я предпочел MiniCore. Делал все по инструкции от Alex Gyver. Теперь в меню инструменты — плата появится вкладочка MiniCore, выбираем там ATmega328. Теперь в меню инструменты — Clock

выбираем Internal 8 MHz. Еще в меню инструменты — программатор нужно выбрать USBasp.
Теперь подключаем программатор к Атмеге, я для этого предусмотрел соответствующие пины на плате, и к USB (само собой, драйвера на программатор должны быть). Включаем питание, выбираем инструменты — записать загрузчик. К слову, у меня не получалось, пока я не переключил программатор на пониженую скорость.
После прошивки загрузчика — можно заливать скетчи на нормальной скорости, через пункт Скетч — загрузить через программатор. Кнопка Загрузка на паннели инструментов — работать не будет.

О программе:
Все сегменты индикатора — подключены к одному порту. Это позволяет выводит информацию очень быстро. У меня — самым не занятым оказался порт D. Под такой вариант и разводилась плата. Как организованы выводы портов — видно на этом рисунке:

Выходы разрядов идут к ардуино пинам 11, 12, 13, 8, 9, 10. Сигнал включения — к 16, Аналоговые значения напряжения и тока, соответственно к А4 и А5. Все это — исключительно в угоду удобству разводки платы.
Ардуино пины 11, 12, 13, как и вывод Reset и GND — подведены к разьему программирования.

Ардуино меряет аналоговые сигналы относительно напряжения питания. Функция analogRead(PIN) вернет 0, если на соответствующем пине 0, и максимум 1023, если уровень на входе равен напряжению питания. Питание может быть не стабильно, поэтому желательно использовать отдельный источник опорного напряжения. Недорогой и простой способ — это получить 2,5вольт от TL431 (VD6 на схеме) и подать их на Aref микроконтроллера. Функция analogReference(EXTERNAL); переводит АЦП атмеги на работу от внешнего источника опорного напряжения.

Для вывода информации на дисплей используется порт D. Необходимо записать 1 во все биты регистра направления работы и 0 — в биты регистра вывода DDRD = 0xFF; PORTD = 0x00;.

В атмеге есть три аппаратных таймера. Здесь не плохо о них написано. В ардуино они используются для генерации ШИМ, а таймер 0 — для функций delay и millis. Таймеры работают независимо от основного ядра. Они могут генерировать прерывания, это когда процесор прерывает основной цикл, выполняет то, что описано в обработчике прерывания, а потом — возвращается к основному цыклу.

Таймером 1 управляют регистры TCCR1A, TCCR1B. Я включил его на нормальный счет, с тактированием от основного генератора и предделителем 64. Процесор работает на 8 МГц, следовательно таймер будет увеличиваться на 1 каждые 1/(8000000/64=250kHz) = 8 микросекунд.
Теперь нужно разрешить прерывание по сравнению от таймера, в регистре TIMSK1 и записать в регистр OCR1A величину для сравнения. До значения 1250 таймер досчитает за (1250 * 8 мкС) = 10000мкС, или 10 миллисекунд.

Таймером 2 управляют регистры TCCR2A, TCCR2B. Я включил его на нормальный счет, с тактированием от основного генератора и предделителем 32. Это 8 — розрядный таймер. Он считает до переполнения, равного 255, потом сбрасывается на 0, и далее — по кругу, все время.
Теперь нужно разрешить прерывание по переполнению от таймера, в регистре TIMSK2. Переполнятся таймер будет каждые 1 / (8000000/256/32=976.56Hz) = 1024 мкС.

Именем ISR(TIMER1_COMPA_vect) обзывается обработчик прерывания по сравнению таймера 1. Вызывается он каждые 10 мС.
В первую очередь, нужно обнулить счетный регистр TCNT1.
Потом — в отдельные переменные суммируются данные с АЦП напряжения и тока. Через каждые 16 замеров — эти суммы делятся на 16 (сдвиг числа на 4 разряда вправо). Это происходит через 160 мС. Достаточно быстро, и не сильно цифры мельтешат.

Именем ISR(TIMER2_OVF_vect) обзывается обработчик прерывания по переполнению таймера 2. Здесь считаются разряды дисплея, от 0 до 5. И в зависимости от значения, вытягиваем с массива image соответствующее значение в порт D и зажигаем соответствующий разряд.

У уже писал про приведение аналоговых сигналов напряжения 25,5 вольт и тока 5,12 ампер к 2,5 вольтам. Это не спроста. При 25,5 вольт АЦП выдаст 1023. Делим его на 4 и выводим на индикацию число 255. По току — делим на 2 и выводим 512,

Но если по максимальных значениях все удалось подстроить потенциометрами R5 и R19, то на минимальных — наблюдалось занижение результата. Так что по потенциометрах будем выстраивать среднее значение.
Возьмем среднее значение 12 вольт, и крайние 2 вольта и 22 вольта. Собираем математическую пропорцию, получаем, что в АЦП должно быть, соответственно 480, 80 и 883. Заставляем программу выводить значение АЦП напряжения (условие if (TRIMM == 1)) и выставляем на выходе 12 вольт. Резистором R5 — добиваемся показания 480. Ставим 2 вольта, видим 77, вместо желаемых 80, а при 22В — 889 вместо 883.
Функция вывода напряжения принимает вид voltage_display = ((float)voltage_ADC + voltage_corrector) / 4;, где значение коррекции меняется от 3 до -6. Это делается в функции voltage_corrector = map(voltage_ADC,0,1023,3,-6);.
Аналогично — с током. Среднее значение было взято 2А. Крайние 0,5А и 4А. Ожидаемые значения АЦП — соответственно 400, 100 и 800. По условию if (TRIMM == 2) выводим значение АЦП и выставляем резистором R19 показание 400 при реальном токе 2А. При 0,5А получили 90 вместо желаемых 100, а при 4А — 810 вместо 800. следовательно, коррекция меняется от 10 до -10. current_corrector = map(current_ADC,0,1023,10,-10); Вот только когда на АЦП реально 0, коррекция +10 нам не нужна if (current_ADC == 0) current_corrector = 0;. Ну и выводим ток на дисплей current_display = ((float)current_ADC + current_corrector) / 2;. Как результат — получена точность 0,1 вольт и 0,01 ампер.

Когда поворачиваем регулятор напряжения на минимум, до щелчка, размыкается выключатель S1. Закрывается транзистор VT1 и 12 вольт через VD2 поступают на вход обратной связи XL4016. Последняя выключается и на выходе устанавливается 0.
Переменная current_count_timer перестает постоянно сбрасываться и увеличивается до значения 65000.
Но пока она меньше значения 1000 (а длится это 1000 * 10 мс = 10 сек), на индикаторе напряжения высвечивается «A/h», а тока — значение счетчика ампер-часов. Потом, если включений на протяжении этого периода не будет, счетчик сбросится, а на дисплей — выведется «OFF».

В обработчике прерываний таймера 1 постоянно увеличивается переменная ms_3600_ticks. Когда она достигает значения 360, через (360 * 10 = 3600 мС) = 3,6 секунды, в переменную current_count_mA суммируется значение индикатора тока. За час — таких замеров будет ровно 1000. Следовательно, что бы получить значение Ампер/час, нужно эту сумму разделить на 1000.