Цифровая паяльная станция 3 в 1 (DSS-1)

Самодельная паяльная станция на ATmega8

Что является одним из самых важных инструментов в наборе инженера, работа которого связана с электроникой. Это то, что вы, вероятно, любите и ненавидите, – паяльник. Вам необязательно быть инженером, чтобы он вам вдруг понадобился: достаточно быть просто умельцем, которые ремонтирует что-либо у себя дома.

Для базовых применений хорошо справляется и обычный паяльник, который вы включаете в розетку; но для более деликатной работы, такой как ремонт и сборка электронных схем, вам понадобится паяльная станция.

Регулирование температуры имеет решающее значение, так как не сжигает компоненты, особенно микросхемы.

Кроме того, вам также может потребоваться, чтобы она была достаточно мощной, чтобы поддерживать определенную температуру, когда вы будете что-то припаивать к большому земляному полигону.

В данной статье мы рассмотрим, как можно собрать собственную паяльную станцию.

Разработка

Когда я разрабатывал эту паяльную станцию, для меня были важны несколько ключевых свойств:

• переносимость – это достигается за счет использования импульсного источника питания, вместо обычного трансформатора и выпрямительного моста;
• простой дизайн – мне не нужны LCD дисплеи, лишние светодиоды и кнопки. Мне нужен был просто светодиодный семисегментный индикатор, чтобы показывать установленную и текущую температуру. Мне также нужна была простая ручка для выбора температуры (потенциометр) без потенциометра для точной подстройки, так как это легко сделать с помощью программного обеспечения;
• универсальность – я использовал стандартную 5-контактную штепсельную вилку (какой-то тип DIN), чтобы она была совместима с паяльниками Hakko и их аналогами.

Как это работает

Прежде всего, давайте поговорим о ПИД (пропорционально-интегрально-дифференцирующих, PID) регуляторах. Чтобы прояснить всё сразу, давайте рассмотрим наш частный случай с паяльной станцией.

Система постоянно отслеживает ошибку, которая является разницей между заданной точкой (в нашем случае, необходимой нам температурой) и нашей текущей температурой.

[u(t)=K_p e(t) K_i int_0^t e( au)d au K_d {de(t) over dt}]

В нашем случае мы для адаптивной настройки мы используем PID библиотеку Бретта Борегарда (Brett Beauregard), которая имеет два набора параметров: агрессивный и консервативный.

Когда текущая температура далека от заданного значения, контроллер использует агрессивные параметры; в противном случае, он использует консервативные параметры. Это позволяет нам получить малое время нагрева, сохраняя при этом точность.

Ниже приведена принципиальная схема. Станция использует 8-битный микроконтроллер ATmega8 в DIP корпусе (вы можете использовать ATmega168-328, если они есть у вас под рукой), который очень распространен, а вариант 328 содержится в Arduino Uno. Я выбрал его, потому что его легко прошить, используя Arduino IDE, в котором также есть готовые к использованию библиотеки.

Заданное значение устанавливается с помощью потенциометра, который используется в качестве делителя напряжения. Он подключен к выводу ADC1 контроллера ATmega8. Диапазон 0–5 вольт (выход потенциометра) преобразуется в значения 0–1023 с помощью АЦП, а затем в значения 0–350 градусов Цельсия с помощью функции «map».

ОбозначениеНоминалКоличество

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.

Схема блока управления паяльной станцией

Во-первых, вы должны изготовить печатную плату. Используйте тот способ, который предпочитаете; я рекомендую перенос рисунка платы тонером лазерного принтера, поскольку это самый простой способ.

Набор для сборки паяльной станции на жалах Hakko T12. Или паяльник, для сборки которого нужен паяльник

• AliExpress
• Радиотовары
• Сделано руками

Всем доброго времени суток. Извечная борьба с жабой заставляет людей совершать непредсказуемые поступки. Так случилось и в этот раз, и вместо готовой паяльной станции я приобрел набор «сделай сам».

Что из этого получилось смотрим ниже.Из обзоров на муське узнал о существовании жал-картриджей Hakko T12. Этот вопрос меня заинтересовал и начав изучать информацию, наткнулся на обозреваемый набор.

Почитав обзоры и посмотрев несколько видео, понял, что в результате можно получить вполне неплохую паяльную станцию за небольшие деньги. Сразу сделаю небольшое отступление – для получения рабочей паяльной станции к этому набору необходимо ДОПОЛНИТЕЛЬНО ПРИОБРЕТАТЬ блок питания на 12-24В.

Естественно, что 24В самый предпочтительный вариант, при котором потенциал картриджей T12 раскроется полностью.

Таблица с сайта продавца

Итак начнем — мне повезло и посылка пришла всего за 12 дней. Серый пакет обернутый скотчем в котором находилась картонная коробка, внутри мелкие детали в отдельных пакетиках. Все пришло целым. Содержимое посылки:

• Ручка паяльника — глянцевый пластик, качество посредственное. Попросил продавца положить синего цвета, по умолчанию в комплект входит черная ручка;
• Провод 100см длиной, диаметр 5мм, силиконовый, термоустойчивый, не запоминает форму;
• В первом пакетике — контроллер паяльной станции, светодиод красного цвета, вибродатчик SW200D и ручка энкодера;
• Во втором — авиационный разьем;
• В третьем — комплект для сборки внутренностей ручки паяльника;
• Связка проводков, жгутов и кембриков;
• Жало Т12-ВС2 также предварительно связывался с продавцом и просил заменить, т.к. по умолчанию в комплект ложится жало типа T12-K;
• Подарочный пинцет сносного качества;
• Записка от продавца с обещанием плюшек при последующих заказах))).

Ну что же, содержимое посылки пересмотрели со всех сторон, «обнюхали»), приступаем к сборке. Я начал сборку с внутренностей ручки. И если вы внимательно прочитали название обзора, то уже поняли что без паяльника здесь не обойтись. При сборке ручки есть несколько нюансов о которых я сейчас расскажу. 1.

Есть разница как вы сориентируете половинки внутренностей между собой, сделать это нужно таким образом, что бы площадки для припаиваемых контактных «пластин-завитушек» находились напротив.2. Методом проб и ошибок выяснил, что контактные пластины необходимо припаивать завитушками вовнутрь, это не очевидно из их формы, но поверьте мне — так будет лучше и, наверное, правильнее. Т.к.

Припаиваем емкость 104 (0,1 мкФ) и вибродатчик SW200DПрипаиваем провода со стороны авиационного разъемаСобираем ручкуВот что получилось после сборки:Теперь перейдем к рассмотрению контроллера. Размеры 67х24мм. Глубина вместе с энкодером 25мм, в корпусе выступает на 13мм. А он у нас достаточно умный и кроме своих непосредственных обязанностей по регулировке и стабилизации температуры жала умеет засыпать и отключаться через некоторое количество времени (которое можно изменять).

Фото контроллера

Кроме того можно изменять настройки шага регулировки температуры и производить программную калибровку температуры. Эти параметры можно изменять непосредственно при работе паяльника — режимы Р10 и Р11. Делается это следующим образом — нажимаем на ручку энкодера и удерживаем примерно 2 секунды, попадаем в пункт Р10, кратковременным нажатием изменяем порядок (сотни, десятки, единицы), поворотом ручки изменяем значение, затем опять нажимаем и 2 с.

P01 опорное напряжение АЦП 2490 мВ (эталон TL431) P02 настройка NTC 32 сек P03 вход ОУ коррекция напряжения смещения (55) P04 усиления усилителя термопары (270) P05 коэффициент пропорциональности PID pGain -64 P06 коэффициент интегрирования PID iGain- 2 P07 коэффициент дифференцирования PID dGain-16 P08 автоотключение после 3-50 минут P09(P99) сброс настоек reset P10 шаг установки температуры P11 коэффициент усиления термопары (Калибровка температуры) Калибровка температуры заняла у меня достаточно много времени но в результате удолось добиться вполне приемлемых результатов.

Замеры температуры жала

Дальнейшая сборка станции очень зависит от того какой блок питания вы решили использовать, здесь тоже есть один нюанс, при использовании блока питания на 19 В и выше необходимо отпаять резистор 101(100 Ом).Также в контроллер припаивается светодиод и «папа» авиационного разъема. Я использовал достаточно большой блок питания на 24В, 4А. Поэтому контроллер установил прямо в него. Получилось достаточно удобное и компактное устройство.

Характеристики блока питания

Сложно делать выводы относительно данного товара т.к у каждого получится паяльная станция со своими характеристиками мощности (в зависимости от блока питания) и внешним видом (в зависимости от фантазии, усердия и т.д.) Поэтому буду говорить только о том, что получилось у меня. Плюсы: 1. Быстрый нагрев до рабочей температуры порядка 15 с.

Лично мне скорость нагрева нравится больше всего. Включил и пока одной рукой берешь паяльник, а второй припой — уже можно паять. 2. Хорошая мощность — можно прогревать большие полигоны. 3. Сброс температуры до 200 градусов (засыпание) и самоотключение, через определенный промежуток времени. 4. Термоустойчивый провод, который можно записать и в минусы из-за массивности и некоторой упругости.

на высоких ниже, чем показывает контроллер, на низких наоборот — выше. Вывод: Если у вас есть ненужный блок питания и нет хорошего паяльника со стабилизацией температуры — однозначно брать. Но даже если рассматривать вопрос дополнительного приобретения блока питания получается вполне себе неплохой вариант.

Что тут у нас? Ерунда какая-то)

Планирую купить 178 Добавить в избранное Обзор понравился 114 244

Цифровая паяльная станция своими руками2

Доброе время суток!

Уважаемые Паятели, сегодня будем воплощать мечты радиолюбителей, одна с которых — «Цифровая паяльная станция»…

Во время очередного похода по просторам Интернета, я попал на форум, на сайте Радиокот, где обсуждалась очень интересная конструкция — Цифровая паяльная станция v2.2. Так как меня не сильно радовали цены на подобные приборы, я решил повторить конструкцию. В результате получилась очень стабильная, простая и функциональная паяльная станция.

В качестве контроллера был выбран ATmega8, имеющий встроенные АЦП и ШИМ. Усилитель сигнала термопары на ОУ LM358P. Для такой паяльной станции нужно использовать паяльники с термопарой К-типа, например паяльник фирмы Solomon : SL-ICMC, паял.д/станц.SL-10, 20, 30CMC.

Паяльник имеет керамический нагреватель и встроенную термопару.
Распиновка разъема паяльника:

Схема устройства:

Теперь о схеме:

• Трансформатор и диодный мост выбирается исходя из напряжения питания и мощности используемого паяльника. У меня это 24 В / 48 W. Для получения 5 В используется линейный стабилизатор 7805. Он обязательно должен иметь радиатор.
• На выходе ШИМ (15-я ного МК) — оптопара и тиристор. Радиатор лучше поставить и на тиристор тоже.
• Двухцветный светодиод я так и не нашол, я соединил два разных, как показано на схеме. Пищалка со встроенным генератором, используется для озвучивания нажатия кнопок (можно не ставить).
• LCD в проекте используется символьный, двухстрочный на 16 символов (WH1602).
• Усилитель термопары сделан на микросхеме LM358P, плату нужно экранировать. Резисторы подбирал примерно похожие по номиналу, для нашего случая особая точность не требуется. В крайнем случае, можно подстроить.

Назначение кнопок:

• BTN1 (Mem) — переключение температурных режимов, по кругу.
• BTN2 (Setup) — вход в режим программирования температурных режимов.
• BTN3 (Up) — Увеличение установленной температуры на 1 град.
• BTN4 (Down) — Уменьшение установленной температуры на 1 град.

  Прошивку контроллера можно осуществить как на внешнем программаторе, так и внутрисхемно. Если МК новый — фьюзы не трогаем. А если нет, то ставим фьюзы на 4 МГц.Данные EEPROM (так сказать «заводские настройки») восстановить можно.

для этого включаем станцию с нажатой кнопкой BTN1 , тогда значения температур примут исходное значение.

Теперь фотосессия:

Нагрев паяльника.

Выход на заданную температуру.

Отличие в v2.2 и v.2.1, в моем случае, это прошывка. Прошивку МК берем ТУТ.

P.S. Хочу сказать «Спасибо» основателю идеи PavelV, доработке DeNew, помощнику КТ315В (Форум Радиокот).

Состав: atmega8, lm358, irfz44, 7805, мост, 13 резисторов, один потенциометр, 2 электролита, 4 конденсатора, трехразрядный светодиодный семисегментный индикатор, пять кнопок. Все размещается на двух платах размерами 60х70мм и 60х50мм, расположенных под углом 90гр.

Паяльник приобрел от паяльных станций zd-929, zd-937.

Паяльник имеет керамический нагреватель и встроенную термопару.

Функционал:Температура от 50 до 500гр, (нагрев до 260гр примерно 30 секунд), две кнопки 10гр и -10гр температуры, три кнопки памяти — длинное нажатие (до моргания) — запоминание установленной температуры (ЕЕ), короткое — установка температуры из памяти.

После подачи питания схема спит, после нажатия кнопки — включается установка из первой ячейки памяти. При первом включении температуры в памяти 250, 300, 350гр.

На индикаторе моргает установленная температура, затем бежит и потом горит температура жала с точностью до 1 гр в реальном времени (после нагревания иногда забегает на 1-2 гр вперед, потом стабилизируется и изредка проскакивает на -1гр). Через 1 час после последней манипуляции с кнопками засыпает и остывает (защита от забывания выключить).

Если температура более 400гр, засыпает через 10 минут (для сохранности жала). Бипер пикает при включении, нажатиях кнопок, записи в память, достижении заданной температуры, три раза предупреждает перед засыпанием (двойной бип), и при засыпании (пять-бип).

Схема 1

Схема 2

ic4 — 7805

1. Трансформатор и диодный мост выбирается исходя из напряжения питания и мощности используемого паяльника. У меня это 24 В / 48 Вт. Для получения 5 В используется линейный стабилизатор 7805. Или необходим трансформатор с отдельной обмоткой для питания цифровой части с напряжением 8-9 В.

Я надыбал БП от какого-то старого брендового компа — ДЕЛЬТАПОВЕР, импульсник, 18 вольт, 3 ампера, размер как две пачки сигарет, работает отлично, даже без кулера.  2. Полевой транзистор на выходе ШИМ — любой подходящий (у меня стоит irfz44). 3.

led первый попавшийся в радиомагазине, разочаровался, когда дома прозвонил и узнал, что внутри сегменты знаков не запараллелены, поэтому плата усложнилась. Имеет маркировку на боку «bt-c512rd», светит зеленым.

4. Бипер со встроенным генератором, подключается к 14 ноге меги, — к минусу питания (на схеме и плате нету, т.к. придумал позже).

5. Назначение кнопок: s1: Вкл / -10гр.С s2: 10гр.С s3: Память 1 s4: Память 2

s5: Память 3

Теперь по поводу прошивок. Из всех имевших место в ходе разработки актуальны 2 финальных варианта:  1. Для led с общим катодом.

2. Для led с общим анодом.

Другая версия

Файлы к статье Цифровая паяльная станция своими руками2

Персональный сайт — Цифровая паяльная станция (ver. DSS-3)

Как калибровать станцию с помощью программы на компьютере или непосредственно со станции.

Описание меню станции

Файлы для скачивания:
1. Последняя версия прошивки (20160322)
2. Печатная плата (20131025)
3. Программа управления станцией с ПК (20150210) 
4. Проекты Proteus (20151126)
5. DLL, необходимые для работы программы
6. Схемы
7. Файл для расчета сопротивления обратной связи ОУ

Фото паяльных станций, собранных Вами.

Также можно посмотреть видео.
.

История изменений:

(20160322) занято 78,5% памяти (12858 байт)

• Изменен алгоритм измерения ADC. Понижена частота выборок и усреднение по 8 замерам, что уменьшило «дергание» последнего разряда.
• Мелкие исправления.

(20151202) занято 77,1% памяти (12630 байт)

• Добавлена функция отображения заданной температуры при включении соответствующего канала. Таким образом, после включения около 2х секунд отображается заданная температура, после чего станция работает в обычном режиме. Спасибо crazzian за идею.
• Добавлена еще одна (восьмая) скорость вентилятора (30%). Индикация скорости осталась как и раньше от 100% до 40% горит столбик из 7-ми светодиодов, а 30% скорость отображается миганием самого нижнего светодиода в столбике.

(20151126)

• Повышена версия до DSS3.2
• Добавлена возможность применения индикаторов с общим анодом и/или без ULN2003. Спасибо crazzian за тесты. Необходимые изменения описаны тут.

(20151113)

• При поддержке vladant доделал поддержку жал Т12, все работает.

(20151019)

• Небольшие изменения алгоритма измерения температуры и ШИМа для возможности использования станции с жалами типа Т12.

(20150406)

• Убрал ограничение максимального ШИМа. Теперь он может быть 100%, однако если температура менее 50* — ШИМ не может превышать 20% мощности. Данные изменения касаются всех каналов.

(20150330)

• Исправлена ошибка, которая не давала возможность повторно войти в режим «настройка со станции».
• Исправлена ошибка, которая не отключала сообщение об ошибке «Err» при отсутствии фена или преднагревателя и отключении питания.
  Спасибо 74LS00.

(20150225)

• Добавлен новый пункт меню «SdL» (Speed DeLay), который имеет [0|1|2|3] параметра. Предназначен для настройки скорости изменения данных при удержании кнопки. Чем меньше значение, тем быстрее. По-умолчанию = 0.

(20150223)

• Добавлено сообщение об успешном сбросе станции, теперь высвечивается надпись «—CБРОС—«.
• Переделана функция опроса кнопок. Если удерживать кнопку некоторое время, данные начинают изменяться быстрее.

(20150213) — релиз (RTM). Всё проверено, работает и калибруется 100%.

• Исправлена ошибка во время удержания кнопок «вход в настройки», теперь, если долго удерживать кнопки, ранее записанные данные не изменяются.
• Увеличено максимальное значение: ШИМа до 90%, интеграла до 45%
• Новая версия ПО не совместима со старой!

(20150121)

• Измерен ШИМ на 10 бит.
• Более точно подобраны коэффициенты регулятора, так что теперь стабилизация температуры стала гораздо лучше.

(20150110)

• Полностью изменен алгоритм поддержания температуры на всех устройствах, теперь он везде 8-ми битный, и как оказалось это гораздо лучше. Теперь ПИД-регулирование используется на всех устройствах.
• Оптимизирован код программы, что привело к его уменьшению примерно на 2-3%.
• Немного подкорректировано описание по калибровке со станции (п.10) и с ПК (п.7 и P.S.) мелкие доработки.

(20150108)

• Внесены изменения в программу ПК: 1. Состояние геркона читается корректно. 2. При расчете поправок выводится информация о максимально возможной  температуре с текущими данными.
• Исправлена ошибка в отображении данных второго паяльника при отсутствующей термопаре преднагревателя.
• Переход на новый алгоритм расчета ПИД-регулятора пока только на паяльнике2 (до этого использовался ПИ-регулятор). Греет быстрее и температура почти не скачет (в расчетах не используется никаких усреднений, только реальные цифры 🙂

(20141231)

• Убрал возможность включения соответствующих нагрузок в режиме настроек (нижний замер). Спасибо vladant
• Небольшие исправления.

(20141230)

• Добавлена функция отключения станции через определенное время (время бездействия 30 мин).
• В меню настроек (со станции) добавлены пункты:
  1. настройки времени отключения без включенных нагрузок (по умолчанию 15 секунд).
  2. времени бездействия (30 минут), т.е. если кнопки не нажимались в течении установленного времени, то за 1 минуту через каждые 10 секунд звучит звуковой сигнал, напоминающий о том, что станция будет выключена. Если в это время нажать любую кнопку — отсчет будет остановлен и начат сначала, в противном случае станция будет выключена в обычном режиме (с корректным охлаждением фена или преднагревателя если таковые были включены).
• Мелкие доработки и оптимизация.

(20141225)

• Добавлена возможность калибровки станции без ПК! Теперь можно настраивать прямо со станции, но настройка DSS-3 отличается от DSS-2. 
• Исправлен баг в программе управления «DSS3_setup.exe». Программа вылетала если в окошко «темп.(прибор)» вписать более 4 цифр. Спасибо 74LS00

(20141223)

• Добавлена функция ускоренного увеличения/уменьшения показаний при удержании кнопок.
• Исправлен баг некорректного отображения показаний ошибки фена при включенном паяльнике1 («засвет» соседнего символа).
• Начиная с версии от 20141221 все переменные EEPROMа располагаются по своим фиксированным адресам, т.е. если обновляете прошивку все калибровки при этом должны сохраняться. Разумеется фьюз EESAVE должен быть активирован. Кто не в курсе — не обращаем внимание на этот пункт. Не забывайте делать копии калибровок! 🙂

(20141221)

• Выбранная скорость вентиляторов теперь сохраняется в EEPROM.

(2013)

• Конец 2012 — начало 2013 года начало разработки DSS-3.