Паяльная станция на микроконтроллере pic. Паяльная станция своими руками: дорогостоящее оборудование за копейки. Для чего нужна паяльная станция: области применения

Паяльник - основной инструмент тех, кто хоть как-то связан с электроникой. Но большинство обычных паяльников пригодны лишь для пайки кастрюль, более-менее нормальный паяльник с термостатом и сменными жалами стоит недешево, а про паяльные станции и говорить нечего. Предлагаю собрать несложную паяльную станцию не особо отличающуюся по функциональности от серийных.

Схема

Микроконтроллер работает как термостат: получает данные от термопреобразователя и управляет транзистором, который в свою очередь, включает нагреватель. Заданная и текущая температура паяльника отображаются на семисегментном индикаторе. Кнопки S1-S4 служат для задания температуры с шагом 100°С и 10°С, S5-S6 - для включения и отключения станции (ждущий режим), S7 - переключает режим индикации температуры: текущая температура либо заданная (в этом режиме её можно изменить). Работа нагревателя отображается светодиодом LED1. В случае отключения питания последняя заданная температура сохраняется в энергонезависимую память EEPROM и при последующем включении станция начинает нагрев до этой температуры.

Детали

В станции использован сетевой трансформатор на 18В 40Вт, диодный мост любой, способный выдержать ток 2А и обратное напряжение 30В, например КЦ410. Интегральный стабилизатор напряжения 7805 нужно прикрутить к радиатору размером не менее спичечного коробка. Фильтрующие конденсаторы С1 - электролитический на 100-500мкФ, С2 при большом желании, можно убрать. Индикатор - любой на три разряда с динамической индикацией и общим анодом, лучше его спрятать за светофильтром. Токоограничительные резисторы R8-R11 сопротивлением 330Ом-1кОм. Кнопки S1-S6 без фиксации, желательно тактовые, S7 - тумблер или кнопка, но с фиксацией. Резисторы R1-R7 - любые, сопротивлением 10кОм-100кОм. Транзистор Т1 - N-канальный MOSFET, управляемый логическим уровнем, допустимым напряжением сток-исток не менее 25В и током не менее 3А, например: IRL3103, IRL3713, IRF3708, IRF3709 и др. Микроконтроллер ATmega8 с любым суффиксом и корпусом(на схеме нумерация контактов для DIP-корпуса). Из фьюзов меняем лишь CKSEL: настраиваем на внутренний генератор 8МГц CKSEL3...0=0100, остальные не трогаем. Такая схема не требует ни какой настройки и работает сразу (если её правильно собрали).

Паяльник

В схеме предусмотрено использование паяльников используемых в серийно выпускаемых паяльных станциях, например Lukey или AOYUE. Такие паяльники продаются в качестве запасных частей и стоят чуть дороже ранее упомянутых паяльников для кастрюль. Основное отличие, которое нас волнует - это тип датчика температуры, он может быть терморезистором или термопарой. Нам нужен первый. Такой тип преобразователя подходит для паяльников внутри которых находится керамический нагревательный элемент HAKKO 003 (HAKKO A1321). Пример такого паяльника используется в паяльных станциях Lukey 868, 852D+, 936 и др. Такой паяльник стоит дороже, но считается более качественным.

В заключение

Паяльники Lukey имеют для подключения станции разъем PS/2, у AOYUE - похож на старый советский разъем для подключения магнитофона. В интернете можно найти их распиновку, а можно просто срезать разъем и припаяться прямо к плате. Чтобы узнать где какой провод, можно померить сопротивления: у нагревателя будет около 3 Ом, а у терморезистора примерно 50 Ом (при комнатной температуре).
Почти все современные паяльники для паяльных станций имеют возможность заземлить жало, воспользуйтесь ней для защиты паяемых деталей от статических разрядов.

А вот что получилось

Паялось все ЭПСНом с намотанной на жало медной проволокой. О миниатюризации тогда не думал.





Внутренности фотографировались два года назад, когда её только сделал, поэтому внимательные читатели могут заметить реле (заменено транзистором) и преобразователь для термопары(красненькие резисторы и подстроечник в левом нижнем углу). Рассказать в:

Профессиональные паяльные станции импортного производства обладают большим набором сервисных функций, но очень дороги и недоступны большинству радиолюбителей. Поэтому радиолюбители сами разрабатывают схемы управления паяльником. В основном это простейшие регуляторы мощности на основе тиристоров, и чаще всего - на напряжение 220 В. Между тем, паяльник на 220 В (особенно старый) - не только электро и пожароопасный инструмент, он может стать "палачом" для современных радиокомпонентов. Кроме того, тиристорный регулятор мощности является сильным источником радиопомех.
Для увеличения пожаробезопасности регуляторы снабжают таймерами, отключающими паяльник через определенный промежуток времени.

Для электробезопасности применяют паяльники на низкое напряжение - от 6 до 42 В, которые, к тому же, безопасны и для радиокомпонентов.
Как показывает практика, для нормальной работы достаточно 5-6 ступеней регулировки мощности. Появление микроконтроллеров позволяет значительно расширить функции самодельной паяльной станции.

Постоянный контроль за положением паяльника (лежит на рычаге подставки или снят с него);
- наличие таймеров разогрева и отключения паяльника от сети;
- светодиодная шкала выходной мощности;
- звуковая сигнализация для привлечения внимания;
- пять ступеней выходной мощности (60, 70,80,90, 100%);
- автоматический переход в дежурный режим при длительных остановках в работе,
- автоматическое отключение от сети по истечении определенного времени простоя.

Все функции управления работой паяльной станции выполняет микроконтроллер pic16f84a (рис.1). При нажатии на кнопку "bкл."(sb1) подается напряжение на первичную обмотку трансформатора Т1. Питание со средней точки вторичной обмотки Т1 через выпрямитель vd2-vd3-r1 и стабилизатор vd1-c1-da1-c5 подается на микроконтроллер dd1. Микроконтроллер инициализируется и включает через транзисторный ключ vt1 реле К1, которое контактами К1.1 блокирует кнопку включения. Одновременно включается светодиод vd5, сигнализируя включение питания. В начальный момент напряжение на паяльник не подается, так как на выводе 12 dd1 устанавливается высокий уровень, открывающий транзистор vt2, который шунтирует r10 и отключает регулятор da2. Светодиоды vd7 vd12 не горят. Программа микроконтроллера проверяет, находится ли паяльник на рычаге станции. На конце рычага прикреплен флажок, который открывает световой канал оптрона vu1 - когда паяльник снят, и закрывает - когда паяльник положен на рычаг. Если паяльник оказался не на рычаге, следует серия звуковых сигналов "sos" (азбукой Морзе) В течение этого времени следует положить паяльник на рычаг, иначе микроконтроллер отключит реле К1 и полностью обесточит станцию контактами k1.1

Если при включении паяльник находится на рычаге, то оптрон vu1 закрыт, и на выводе 17 dd1 - высокий уровень, следует звуковое приветствие и включается режим 100% мощности для разогрева паяльника. Транзисторы vt2 vt7 при этом закрыты, и выходное напряжение стабилизатора da2 максимально. Оно определяется сопротивлением r10. Во время разогрева индикатор vd12 включен. По истечении 2 минут короткий звуковой сигнал предупреждает о включении номинальной мощности (в данном случае 70%). При этом высоким уровнем с вывода 8 dd1 включается светодиод vd9 и открывается ключ vt5, который подключает параллельно резистору r10 резистор r20. Их эквивалентное сопротивление определяет выходное напряжение da2, соответствующее 70% мощности паяльника. Кнопками sb2 и sb3 можно переключать 6 ступеней мощности по кругу. Выходное напряжение стабилизатора da2 на каждой ступени получается за счет параллельного подключения к r10 дополнительных резисторов r16, r19, r20, r22, r25, коммутируемых транзисторными ключами vt2 vt7

При снятии паяльника с рычага микроконтроллер включает сторожевой таймер, который предупреждает пользователя через каждую минуту коротким звуковым сигналом, что паяльник не на рычаге Если паяльник не положить на рычаг в течение 5 минут, следует тревожный сигнал и полное отключение от сети. Когда паяльник кладется на рычаг, происходит сброс сторожевого таймера.

Если паяльник долго не снимается с рычага, через 5 минут следует звуковое предупреждение, а еще через 5 минут микроконтроллер переводит паяльник в дежурный режим (чуть разогретый). В дежурном режиме паяльник может находиться 20 минут, после чего следует звуковой сигнал, и станция отключается от сети.

При снятии паяльника с рычага, когда он находился в дежурном режиме, автоматически включается полная мощность на 1 минуту для разогрева. Дежурный таймер сбрасывается. При нажатии на кнопку "Выкл " (sb4) звучит сигнал окончания работы, и станция выключается.

Детали.
В данной конструкции используется самодельный паяльник (24 В/30 Вт) Интегральные стабилизаторы напряжения da1 и da2 заменимы на отечественные КР142ЕН5А и КР142ЕН12 соответственно. Трансформатор Т1 - 220/30 В с выводом от средней точки. Можно применить Т1 без вывода средней точки и запитать стабилизатор da1 от источника 30 В через больший гасящий резистор r1 и стабилитрон vd1. Диоды vd2, vd3 в этом случае не устанавливаются. Реле К1 - малогабаритное, импортное, на напряжение 24 В. Транзисторы в ключах - любые с допустимым обратным напряжением не менее 40.. 50 В. Возможно применение транзисторных сборок. Капсюль bf1 - электромагнитный, типа sd160701 фирмы tdk, от старого компьютера, с сопротивлением катушки 60 Ом. Если применяется низкоомный излучатель, его следует включить через транзисторный усилитель. Оптопара vu1 с открытым оптическим каналом - от старого факсимильного аппарата Возможно применение оптопары диод-транзистор от дисководов или от "мышки" Светодиоды - любые, с разным цветом свечения.

Схема собрана на двух односторонних печатных платах Первая - размерами 65x90 мм (рис.2) - плата процессора, вторая - 50x90 мм (рис.3) - плата регулятора. На процессорной плате кнопки и светодиоды припаяны со стороны печатных проводников (рис.4). Реле, стабилизатор 5 В и звуковой капсюль также установлены на процессорной плате Предохранитель fu1, диодный мост, конденсаторы фильтра, регулятор da2, ключи vt2...vt7 с соответствующими резисторами r15. r25 установлены на плате регулятора Микросхема da2 припаяна к плате со стороны печатных проводников и прикреплена к ребристому радиатору размерами 60x90x40мм. Микроконтроллер dd1 установлен на панельку для удобства извлечения при возможной модификации программы. Платы соединяются между собой ленточным кабелем. Внешний вид собранного устройства показан на рис.5.

Настройка.
В зависимости от входного напряжения da1 рассчитывается гасящий резистор r1, так чтобы на входе стабилизатора было напряжение 8...10 В. Потребляемый da1 ток с включенным bf1 - около 60 мА Резисторы r16, r19, r20, r22, r25 при настройке заменяют по очереди цепочкой из последовательно соединенных постоянного резистора сопротивлением 1 кОм и переменного 20 кОм. Включают соответствующий режим и переменным резистором устанавливают напряжение на выходе da2, необходимое для получения установленной мощности паяльника. В режиме "stand by" паяльник должен быть слегка теплым. При программировании микроконтроллера можно установить иные задержки таймеров, кратные 1 минуте, эквивалентным 16-разрядным числом.

Адреса констант задержек приведены в табл.1, адреса ячеек для включения режима после прогрева паяльника - в табл.2. Управляющая программа микроконтроллера на Ассемблере представлена в табл.З, а карта прошивки - в табл.4. Несколько слов о модернизации станции В ней можно использовать блок на микросхеме КР1182ПМ1 для регулирования нагрева сетевого паяльника (220 В/100 Вт) Изменение программы при этом не требуется Микросхема регулятора мощности подключается к станции через оптронные ключи Описанное устройство с успехом можно применить для других приборов (утюг плойка и тп)

Добрый день, Уважаемые Читатели! Сегодня речь пойдет о сборке паяльной станции. Итак, поехали!
А началось всё с того, что я наткнулся на вот этот трансформатор:

Он на 26 Вольт, 50 Ватт.
Как только я его увидел, мне в голову сразу пришла блестящая мысль: собрать паяльную станцию на основе этого трансформатора. На Али я нашёл вот этот . По параметрам он идеально подходит – рабочее напряжение 24 вольта, а потребляемый ток 2 ампера. Я его заказал, через месяц он пришел в ударостойкой упаковке. На картинке жало немного пригорело, ибо уже подключал паяльник к трансформатору. Разъем я приобрёл на рынке, сразу с коннектором для четырёх проводов.

Но подключать паяльник напрямую к трансформатору слишком просто, неинтересно, да и жало так быстро испортится. Поэтому я сразу начал думать над блоком управления температуры паяльника.
Вначале я продумал алгоритм: микросхема будет сравнивать значение с переменного резистора со значением на терморезисторе, и, исходя из этого, будет либо всё время подавать ток (нагрев паяльника), либо подавать его «пачками» (удержание температуры), либо не подавать и вовсе (когда паяльник не используется). Для этих целей отлично подойдёт микросхема lm358 – два операционных усилителя в одном корпусе.

Схема регулятора паяльной станции

Что ж, перейдем непосредственно к самой схеме:

Список деталей:

• DD1 – lm358;
• DD2 – TL431;
• VS1 – BT131-600;
• VS2 – BT136-600E;
• VD1 – 1N4007;
• R1, R2, R9, R10, R13 – 100 Ом;
• R3,R6,R8 – 10 кОм;
• R4 – 5,1 кОм;
• R5 – 500 кОм (подстроечный, многооборотный);
• R7 – 510 Ом;
• R11 – 4,7 кОм;
• R12 – 51 кОм;
• R14 – 240 кОм;
• R15 – 33 кОм;
• R16 – 2 кОм (подстроечный);
• R17 – 1 кОм;
• R18 – 100 кОм (переменный);
• C1, C2 – 1000uF 25v;
• C3 – 47uF 50v;
• C4 – 0,22uF;
• HL1 – зелёный светодиод;
• F1, SA1 – 1A 250v.

Изготовление паяльной станции

На входе схемы стоит однополупериодный выпрямитель (VD1) и гасящий ток резистор.

Далее на DD2,R2,R3,R4,C2 собран блок стабилизации напряжения. Этот блок понижает напряжение с 26 до 12 вольт, нужных для питания микросхемы.

Затем идёт сам блок управления на микросхеме DD1.

И заключающий блок – это силовая часть. С выхода микросхемы через индикаторный светодиод сигнал поступает на симистор VS1, который управляет более мощным VS2.

Также нам понадобится несколько проводов с коннекторами. Это не обязательно (провода можно и напрямую паять), но для Фен-Шуя в самый раз.

Для печатной платы нам понадобится текстолит размерами 6х3 см.

Переносим рисунок на плату лазерно-утюжным методом. Для этого распечатываем вот этот файл, вырезаем. Если что-то не перенеслось, дорисовываем лаком.

(cкачиваний: 262)

Далее бросаем плату в раствор перекиси водорода и лимонной кислоты (соотношение 3:1) + щепотку поваренной соли (она – катализатор химической реакции).

Когда лишняя медь растворится, достаём плату, промываем проточной водой

Затем снимаем тонер и лак ацетоном, сверлим отверстия

И всё! Печатная плата готова!
Осталось залудить дорожки и правильно впаять компоненты. Впаивайте, ориентируясь на эту картинку:

Следующие места надо соединить перемычками:

Так, плату мы собрали. Теперь надо бы всё это поместить в корпус. Основанием послужит квадрат из фанеры размером 12.6х12.6 см.

Трансформатор будет посередине, закреплённый шурупами на небольших деревянных брусках, плата будет «жить» рядом, прикрученная к основанию через уголок болтом.
Эта схема может питаться и от 12V, что делает её универсальной. Для этого надо исключить из общей схемы DD2,R2,R3,R4 и C2. Также терморезистор на схеме следует заменить постоянным резистором номиналом 100 Ом.
На этом моя статья подходит к концу. Всем удачи в повторении!
P.S. Если паяльник не запустится, проверьте каждое соединение на плате!

В статье рассматривается самодельный микроконтроллерный блок управления паяльной станции, в состав которой входят низковольтный паяльник и паяльный фен промышленного изготовления. Блок может применяться также, как двухканальный измеритель температуры общего назначения с термопарами в качестве её датчиков и как одноканальный регулятор температуры.

В радиолюбительской практике очень часто возникает необходимость в удобном миниатюрном паяльнике для работы с мелкими радиодеталями, имеющем низкое напряжение питания, регулируемую температуру жала и возможность его заземления. Последнее значительно снижает риск повреждения электронных компонентов разрядами статического электричества.

В литературе опубликовано много описаний конструкций паяльников и паяльных фенов (далее - просто фенов), но самостоятельное изготовление большинства из них требует специального оборудования, подходящих материалов и существенных затрат времени. Однако сегодня есть возможность приобрести за небольшую цену уже готовые удобные в работе паяльник и фен со сменными насадками.

Можно выделить два распространённых варианта конструкции паяльников, различающихся способами нагревания жала и измерения его температуры. В первом варианте нагреватель охватывает паяльный стержень (как в классических электропаяльниках). Температуру измеряют с помощью термопары, прижатой к его хвостовику, противоположному острию. В такой конструкции нагревательная спираль надёжно защищена от механических нагрузок и повреждений. Но показания датчика температуры, удалённого на значительное расстояние от фактического места пайки, имеют заметную инерционность. Требуется некоторое время, чтобы отбор тепла от острия (жала) привёл к снижению температуры хвостовика. На практике этот недостаток компенсируется некоторым запасом по температуре стержня и его большой теплоёмкостью, обеспечивающей быстрый прогрев места пайки. Система регулирования фиксирует снижение температуры лишь при продолжительной непрерывной пайке и возвращает её к заданному значению, увеличивая мощность, отдаваемую в нагреватель.

Второй вариант отличается тем, что нагреватель расположен внутри стержня, адатчиктемпературы прижаткнему уближайшей кместупайки точки нагревателя. Этим обеспечена более быстрая реакция на изменение температуры острия в процессе пайки. В таких паяльниках обычно используют хрупкий керамический нагреватель, который легко повредить при падении паяльника на твёрдую поверхность или в случае других сильных механических нагрузок, либо внутренних механических напряжений, возникающих вследствие неравномерного отбора тепла (например, при работе с нестандартным жалом).

Ещё один рабочий инструмент современной паяльной станции - фен. С его помощью бесконтактно нагревают нужныеучастки печатной платы до температуры плавления припоя воздушным потоком заданной силы и температуры. Фен удобен и при групповой пайке пассивных электронных компонентов. Их предварительно раскладывают на печатной плате, покрыв места пайки слоем паяльной пасты. В процессе пайки эти компоненты самоцентри-руются на контактных площадках платы благодаря силам поверхностного натяжения расплавленного припоя.

Большую популярность фен получил у ремонтников, поскольку с его помощью можно оперативно выпаивать и запаивать многовыводные микросхемы с мелким шагом выводов. Фен также очень удобен для прогревания термоусаживаемых трубок и для продувки труднодоступных участков конструкций тёплым или холодным воздухом.

Ранее паяльные фены работали от компрессора, который находился в отдельном корпусе и подавал воздух по шлангу в ручку фена, в которой устанавливались нагреватель и датчик температуры. Необходимость выносного компрессора и его высокая цена сдерживали распространение таких фенов на рабочих местах радиолюбителей. С появлением фенов со встроенными вентиляторами оказалось возможным отказаться от громоздких компрессоров.

На рис. 1 представлен фотоснимок разобранных паяльника от паяльной станции Solomon SL-10/30 с датчиком температуры, установленным согласно первому из описанных выше вариантов, и фена от паяльной станции Lukey 852D+ FAN со встроенным вентилятором. Именно для работы с ними разрабатывался предлагаемый блок управления.

В металлическом кожухе передней части фена установлены нихромовый нагреватель и датчик температуры. По конструкции нагреватель аналогичен тем, что применяются в фенах для сушки волос. Напряжение питания нагревателя - 220 В, мощность - около 250 Вт. В расширенной части ручки фена находится центробежный вентилятор с напряжением питания 24 В (потребляемый ток 120 мА). Хочу обратить внимание, что внешний диаметр металлической части сопла у этого фена 25 мм в отличие от популярных "компрессорных" с наружным диаметром сопла 22 мм. В результате для него требуются специальные насадки, а для установки других необходим переходник. Самодельную насадку с круглым выходным отверстием небольшого диаметра, показанную на рис. 2, автор изготовил из старого оксидного конденсатора К50-3 20 мкФ на 350 В и автомобильного хомута.

Учитывая, что паяльником и феном обычно не пользуются одновременно, было решено упростить разрабатываемый блок, совместив органы управления этими инструментами и используя для отображения их температуры и режима работы одни и те же индикаторы.

Основные технические характеристики

Напряжение и частота питания, В (Гц) ...............220 (50)

Напряжение питания нагревателя паяльника, В............24

Мощность нагревателя паяльника, Вт....................48

Максимальная температура

Паяльника, оС.................420

Напряжение питания нагревателя фена, В...............220

Мощность нагревателя фена, Вт.......................250

Максимальная температура

Потока воздуха, оС............480

Дискретность отображения

Температуры, оС................1

Схема блока управления паяльной станции с подключёнными к нему паяльником и феном представлена на рис. 3. Имеющаяся в фене кнопка, обозначенная на схеме SB2, не используется. Блок управления построен на базе микроконтроллера PIC16F887 (DD1), который имеет в своём составе десятиразрядный АЦП и сконфигурирован на работу от встроенного тактового генератора частотой 8 МГц. Для программирования микроконтроллера предусмотрен разъём X4. Керамические конденсаторы C14 и C15 устанавливают как можно ближе к выводам питания микроконтроллера. Для подачи звуковых сигналов предназначен излучатель звука со встроенным генератором HA1, который управляется сигналами с вывода 40 (RB7) микроконтроллера через электронный ключ на транзисторе VT3.

Температуру измеряют с помощью термопар BK1 и BK2, установленных соответственно внутри фена и паяльника. ОУ DA1.1 и DA1.2 усиливают их тер-моЭДС. Холодные спаи термопар физически находятся в ручках паяльника и фена, компенсация изменений их температуры не предусмотрена. На практике отсутствие такой компенсации не вызывает заметных неудобств, так как пайка обычно производится в помещениях с мало изменяющейся температурой.

В качестве образцового напряжения АЦП микроконтроллера использовано напряжение его питания (5 В). Это не привело к появлению заметной погрешности. Вывод входа внешнего образцового напряжения АЦП оставлен свободным и при желании может быть использован для подключения внешнего источника образцового напряжения повышенной стабильности, например, микросхемы MCP1541 (4,096 В) или MCP1525 (2,5 В). При изменении образцового напряжения потребуется соответствующая корректировка коэффициентов усиления ОУ DA1.1 и DA1.2. Эти коэффициенты заданы с помощью резисторов R4, R8 для DA1.1 и R6, R9 для DA1.2. Их следует подбирать так, чтобы при максимальной температуре напряжение на выходе ОУ не превысило значения образцового напряжения АЦП.

В случае обрывов в цепях термопар (в том числе при отключённых от разъёмов X2 и X3 в пальнике или фене) через резисторы R2 и R3 на неинвертирующие входы ОУ поступает напряжение +12 В. Цепи R5C1 и R7C2 - фильтры, подавляющие высокочастотные наводки. Резисторы R10 и R11 совместно с находящимися внутри микроконтроллера защитными диодами защищают входы АЦП от перегрузки.

Управление мощностью нагревателя паяльника организовано с помощью аппаратного модуля ШИМ микроконтроллера. Импульсы переменной скважности он формирует на выводе 17 (RC2). С помощью мощного ключа на полевом транзисторе VT1 они включают и выключают нагреватель, изменяя среднюю потребляемую им мощность. Среднее значение напряжения, подаваемого на вентилятор фена, изменяется с помощью ШИМ, реализованной программно. Импульсы с вывода 16 (RC1) микроконтроллера поступают на двигатель M1 вентилятора через ключ на полевом транзисторе VT2.

Регулировка мощности нагревателя фена выполняется за счёт периодического пропуска некоторого числа периодов сетевого напряжения. Сигнал управления формируется микроконтроллером на выводе 10 (RE2) и поступает в цепь питания нагревателя через динисторный оптрон U1, оснащённый узлом синхронизации включения с моментом перехода через ноль приложенного к его выходной цепи напряжения, и симистор VS1. Светодиод HL1 предназначен для визуального контроля работы нагревателя фена.

В блоке использован четырёхразрядный семиэлементный светодиодный индикатор HG1 - RL-F5610GDAW/D15с общими катодами элементов каждого разряда. Аноды элементов подключены к порту D микроконтроллера DD1 через токоограничительные резисторы R24- R31, которые подобраны так, что суммарный ток через все выводы порта D при отображении любого знака не превышает 90 мА. Общие катоды разрядов индикатора коммутируют ключи на транзисторах VT5-VT8 по сигналам, формируемым на выводах RC4-RC7 микроконтроллера.

Светодиоды HL4-HL11 включены в общую систему динамической индикации как элементы дополнительного пятого разряда, включаемого транзистором VT9 по сигналу на выводе RC3 микроконтроллера. Светодиод HL4 слу-жит для индикации включения фена, а HL5 - резервный, его предполагается использовать при совершенствовании блока. Светодиоды HL6-HL11 образуют дискретную шкалу, включаясь по одному и показывая установленный в данный момент уровень мощности нагревателя паяльника (или фена, если он включён) ступенями по 1/6 полной мощности. Большей мощности соответствует светодиод с меньшим позиционным номером.

В качестве U2 - преобразователя сетевого переменного напряжения 220 В в постоянное 24 В - использован готовый импульсный блок питания PS-65-24 мощностью 65 Вт. Оксидный конденсатор C5 размещён рядом с ним и уже от этого конденсатора идут отдельные провода к каждому потребителю напряжения 24 В. Для получения из него напряжения 12 В служит импульсный понижающий преобразователь постоянного напряжения в постоянное на микросхеме MC33063 (DA2), аналогичный описанным в и . Делитель напряжения R17R19 подобран так, что на выходе преобразователя поддерживается напряжение 12 В. О его наличии свидетельствует свечение светодиода HL2. Далее линейный интегральный стабилизатор DA3 доводит напряжение до 5 В, необходимых для питания микроконтроллера DD1.

Сетевое напряжение 220 В поступает на блок питания U2 при нажатии на кнопку SB1. Программа микроконтроллера после выполнения инициализации устанавливает на его выходе RE0 (выводе 8) высокий логический уровень, который открывает транзистор VT4. Конденсатор C9 обеспечивает подачу в момент открывания транзистора полного напряжения 12 В на обмотку реле и его уверенное срабатывание. По завершении зарядки конденсатора ток через обмотку снижается до ограниченного резистором R23 значения, обеспечивающего лишь удержание якоря реле в сработавшем состоянии. Светодиод HL3 показывает, что напряжение на обмотку реле подано.

Сработавшее реле K1 своими контактами K1.1 шунтирует кнопку SB1. Теперь её можно отпустить, питание блока управления останется включённым, пока микроконтроллером не будет закрыт транзистор VT4.

После включения питания на индикаторе HG1 кратковременно появляется надпись с номером версии программы и звучит звуковой сигнал. Включается режим работы с паяльником, который плавно разогревается до температуры, установленной в предыдущих сеансах работы и записанной в EEPROM микроконтроллера. Текущее значение температуры отображается на индикаторе HG1, а уровень подводимой к паяльнику мощности - с помощью светодиодов HL6-HL11.

Чтобы исключить тепловой удар, до достижения температуры 100 °C уровень мощности ограничен до 40 % максимальной, а в интервале 100...300 °C - до 80 %. Это увеличивает время выхода на рабочую температуру, но продлевает срок службы паяльника. По достижении заданной температуры она стабилизируется на этом уровне. Вращением ручки энкодера S1 температуру можно изменить.

При нажатии на кнопку SB3 включается светодиод HL4, паяльник переводится в щадящий режим (его температура снижается до 150 оС), включается вентилятор фена, а затем его нагреватель. Температура потока воздуха из фена повышается по алгоритму, аналогичному разогреву паяльника. Нужную температуру устанавливают вращением ручки энкодера S1. После однократного нажатия на эту ручку её вращением можно регулировать интенсивность воздушного потока.

Повторным нажатием на копку SB3 нагреватель фена выключают, а паяльник переводят в рабочий режим. Вентилятор фена продолжит работать, пока температура потока воздуха не снизится до 60 оС. После этого он будет выключен автоматически.

При последовательных нажатиях на кнопку энкодера на индикатор HG1 поочерёдно выводятся названия следующих параметров:

AIR - интенсивность потока воздуха фена (только когда он включён);

StA0 - коэффициент А0 для паяльника;

StA1 - коэффициент А1 для паяльника;

FtA0 - коэффициент А0 для фена;

FtA1 - коэффициент А1 для фена.

Коэффициенты A0 и A1 используются программой микроконтроллера для определения температуры жала паяльника или подаваемого феном потока воздуха по полученному в результате работы АЦП числу N, линейно зависящему от термоЭДС соответствующей термопары. Температура T (в градусах Цельсия) вычисляется по формуле

При вращении ручки энкодера значение выбранного параметра изменяется и выводится на индикатор в мигающем виде вместо его названия. Если в течение нескольких секунд ручку не вращать и не нажимать, на индикатор возвратится текущее значение температуры паяльника или потока воздуха из фена.

При нажатии на кнопку SB5 микроконтроллер сохраняет текущие значения параметров в энергонезависимой памяти, выключает нагреватели паяльника и фена. Если в этот момент фен был активен, продувка нагревателя холодным воздухом продолжается, пока температура потока на его выходе не снизится до 60 оС, после чего микроконтроллер устанавливает низкий уровень напряжения на выходе RE0. Транзистор VT4 закрывается, и реле K1 размыкает свои контакты, отключая блок управления от питающей сети.

Кнопка SB4 - резервная. Её можно использовать при совершенствовании и расширении функциональных возможностей блока.

Вместо источника питания PS-65-24 (U2) для блока управления паяльной станцией может быть применён любой другой импульсный или трансформаторный блок сетевого питания, который обеспечивает стабилизированное постоянное напряжение 24 В при токе нагрузки не менее 2 А. Если использовать в качестве U2 блок, имеющий кроме выхода напряжения +24 В ещё один напряжением +12 В с допустимой нагрузкой не менее 300 мА, понижающий преобразователь на микросхеме MC33063AP1 из устройства можно исключить. Если этот преобразователь используется, микросхема MC33063AP1 в нём может быть заменена на MC34063AP1.

Реле K1, оптрон U1 и симистор VS1 размещены на отдельной печатной плате. Это необходимо для максимального удаления низковольтных цепей от тех, что находятся под напряжением 220 В.

Применено реле WJ112-1A с обмоткой на 12 В. Вместо него подойдёт и другое с контактами, рассчитанными на коммутацию переменного напряжения не менее 250 В при токе не менее потребляемого блоком управления и нагревателем фена. Если выбрано реле с номинальным напряжением катушки 24 В, её следует питать от источника этого напряжения.

Вместо оптрона MOC3063 можно использовать любой динисторный, способный напрямую управлять симисто-ром с допустимым напряжением не ниже 600 В. Чтобы не увеличивать уровень создаваемых в сети помех, желательно и на замену выбирать оптрон с узлом контроля перехода приложенного к его выходу напряжения через ноль.

Симистор BT138X-600 в изолированном пластиковом корпусе можно заменить аналогичным по параметрам BT138-600 в обычном корпусе TO-220 с металлическим фланцем или другим, выдерживающим в выключенном состоянии напряжение не менее 600 В, а во включённом - ток не менее 6 А. Симистор работает в блоке управления без теплоотвода.

Кнопки SB1, SB3-SB5 применены типа DS-502, но они могут быть заменены другими, удобными для монтажа. Кнопка SB1 должна быть рассчитана на переменное напряжение между разомкнутыми контактами не менее 250 В и выдерживать пусковой ток импульсного блока питания U2. Следует обязательно убедиться, что в выбранном блоке имеется терморезистор, ограничивающий пусковой ток. При его отсутствии следует обязательно установить последовательно с кнопкой SB1 или в самом блоке питания терморезистор с сопротивлением в холодном состоянии 5...10 Ом (например, SCK-052 или SCK-101).

Применённый энкодер ED1212S-24C24-30F - с механическими контактами, дающими 12 импульсов на оборот, и встроенной кнопкой. Может быть использован и другой, в том числе оптический энкодер с соответствующими узлами питания и формирования выходных импульсов.

Индикатор RL-F5610GDAW/D15 может быть заменён любым другим светодиодным с общими катодами элементов каждого разряда, например KEM-5641.

Для блока управления использован корпус Z-1, имеющийся в продаже. Его лицевая панель была заменена прозрачной, вырезанной из листового поликарбоната. С обратной стороны к ней прижата прозрачная плёнка для струйной печати, на которой напечатан рисунок передней панели.

На этой панели установлены кнопки SB1, SB3-SB5 и розетки разъёмов для подключения паяльника (X2 - пятиконтактная DIN 41524 или ОНЦ-ВГ-4-5/16-Р, известная также как СГ-5) и фена (X3 - восьмиконтактная DIN 45326 или ОНЦ-ВГ-5-8/16-Р). Описание этих разъёмов можно найти в . За прозрачной панелью укреплена плата с индикатором HG1 и светодиодами. Внешний вид блока вместе с паяльником и феном показан на рис. 4.

Если блок управления паяльной станцией собран правильно и микроконтроллер запрограммирован, он начинает работать сразу, требуется лишь задать коэффициенты А0 и А1 для паяльника и фена. Для этого сразу после подачи питания с помощью энкодера устанавливают на индикаторе HG1 температуру ниже комнатной. Далее нажатиями на кнопку энкодера выбирают установку коэффициента A0 для паяльника и, изменяя его, добиваются, чтобы индикатор показал текущую температуру в помещении. Затем, перейдя к установке коэффициента A1, вращением ручки энкодера получают на индикаторе его значение 1,0.

После этого закрепляют на жале паяльника термопару или другой датчик образцового измерителя температуры. Жало с прикреплённым к нему внешним датчиком желательно изолировать от окружающей среды каким-либо плохо проводящим тепло материалом, соблюдая при этом требования пожарной безопасности. С помощью энкодера устанавливают на индикаторе HG1 какую-либо не очень высокую температуру (например, 100 оС) и дожидаются стабилизации показаний образцового термометра. Если он показывает температуру выше заданной, значение коэффициента А1 следует уменьшить, в противном случае - увеличить. Подбирая этот коэффициент, добиваются, чтобы различие между измеренной образцовым термометром и установленной температурой не превышало 5 оС.

Не следует допускать роста температуры жала выше 300...400 оС (по образцовому термометру). Если это происходит, следует проверить напряжение на выходе ОУ DA1.2 и при необходимости подобрать его коэффициент усиления так, чтобы при максимально возможной температуре паяльника выходное напряжение ОУ не превышало образцового напряжения АЦП микроконтроллера. В завершение рекомендуется задать температуру жала, при которой предполагается выполнять большинство паек, и повторно подобрать коэффициент А1.

Аналогично подбирают коэффициенты А0 и А1 для фена. При этом интенсивность потока воздуха устанавливают средней и помещают датчик температуры образцового термометра на расстоянии 1 см от сопла фена. После подборки всех коэффициентов паяльная станция готова к работе.

С описанным блоком управления можно применять любой паяльник со встроенной термопарой и низковольтным нагревательным элементом. Фен должен быть с нагревательным элементом на напряжение 220 В и тоже со встроенной термопарой. Следует убедиться и в том, что вентилятор фена рассчитан на работу от напряжения 24 В. Обратите внимание, что цвета изоляции проводов, идущих от фена к разъёму, указанные на схеме рис. 3, не стандартизованы и могут быть другими.

Иногда встречаются паяльники и фены с терморезисторами в качестве датчиков температуры. Использовать их с описанным блоком управления нельзя без внесения существенных изменений в его измерительный тракт (узлы на микросхеме DA1) и корректировки программы микроконтроллера.

Альтернативным применением рассмотренной конструкции может стать двухканальный измеритель температуры любых объектов с датчиками в виде термопар и одноканальный регулятор температуры. Если регулировка температуры не требуется, то после установки коэффициентов А0 и А1 энкодер можно удалить.

Программу микроконтроллера блока управления можно скачать

Литература

1. PS-65 series 65W Single Output Switching PowerSupply. - http://www.meanwell.com/ search/ps-65/ps-65-spec.pdf.

2. MC34063A, MC33063A, SC34063A,SC33063A, NCV33063A 1.5 A, Step-Up/Down/ Inverting Switching Regulators. - http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC3 4063A-D.PDF.

3. Бирюков С. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1156ЕУ5. - Радио, 2001, № 11, с. 38-42.

4. Разъём DIN. - http://ru.wikipedia.org/ wiki/Разъём%20DIN.

Дата публикации: 31.10.2013

Мнения читателей

• Сергей / 19.11.2014 - 18:58
  как можно связаться с автором данной статьи!?
• Сергей / 05.11.2014 - 18:34
  какой программой открывать программу скажите пожалуйста
• Владимир / 27.09.2014 - 17:40
  Есть схема проще и дешевле,с открытым исходником (от ребят из МВТУ).

Уровень миниатюризации радиоэлектронных компонентов привел к тому, что паяльником, даже самым навороченным, не всегда возможно произвести пайку или демонтаж. Во многих задачах выручает паяльный фен.
Это когда он есть… А когда его нет? Вот я и задумался о приобретении/изготовлении паяльного фена. Но покупать готовый - это не наш метод. Поэтому решил собирать самостоятельно. Тем более, уже не однократно, обещал рассказать о контроллере паяльного фена на STM32. Кому интересно, что из этого получилось, прошу под кат (обзор большой, много фотографий).

Как и прошлый раз, когда собирал , все основные комплектующие покупал на ТаоВао. На Тао покупаю сам, без посредников, доставку в Украину осуществляю через форвардера (перевозчика, так наверное привычнее) МистЭкспресс и его китайский филиал Meest China . Данный перевозчик осуществляет доставку в Украину, Россию и Узбекистан. Тарифы на доставку можно посмотреть на сайте
Ссылки на комплектующие, цены в магазинах и с учетом доставки по Китаю на склад МистЭкспресс буду указывать по ходу текста.
Поскольку данный обзор является, как бы, продолжением предыдущего о паяльной станции на контроллере STM32 и некоторые конструктивные моменты аналогичны, то я иногда буду ссылаться на него.

Для сборки паяльного фена нам понадобятся:
- контроллер с органами управления и индикации
- блок питания
- корпус
- ручка паяльного фена
- подставка для ручки фена
Так же пригодятся сопутствующие товары: насадки на носик фена, силиконовый коврик на рабочий стол.

Контроллер паяльного фена с органами управления и блоком питания
В данной разработке китайской инженерной мысли контроллер фена и блок питания расположены на одной плате (будем называть её для простоты описания - плата контроллера и БП ), а органы управления и индикации вынесены на отдельную плату.
Комплект покупался . Цена на момент покупки составляла 27.74$. С учетом доставки на склад перевозчика - 29.49$. В комплекте, так же, есть 2 шлейфа для подключения платы управления и индикации к плате контроллера и БП.


Данный контроллер обеспечивает следующие параметры:
1. Диапазон рабочих температур 100÷550 ℃.
2. Автоматическая компенсация температуры холодного спая в диапазоне 9÷99 ℃.
3. Переход в режим ожидания при установке ручки паяльного фена на подставку с автоматической продувкой нагревательного элемента и понижением его температуры до 90 ℃.
4. Сохранение пресетов выставленной температуры (5 значений).
5. Режим хранителя экрана с заставкой.
6. Язык интерфейса: упрощенный китайский, английский.

Плата управления и индикации v.1.0


На плате расположен OLED 0.96" дисплей на контроллера SSD1306, подключение к плате контроллера и БП с по I2C шине и энкодер EC11.
Размеры 61х30мм.


Плата контроллера и БП v1.1




Размеры 107х58мм.


Практически всё что необходимо для работы паяльного фена расположено на этой плате.

Рассмотрим её подробнее

Блока питания.


Блок питания классический обратноходовый импульсник на основе ШИМ контроллера TNY278GN () (семейство TinySwitch-III, Power Integrations).
Схема из datasheet, реальная немного отличается.


Извините за качество фотографий радиоэлементов, маркировку на некоторых приходилось вычитывать с помощью направленного луча света и увеличительного стекла, что увы не удивительно для китайского массового производства.
Кратко рассмотрим основные компоненты БП (в скобках указаны обозначения радиоэлементов на плате):
по входу стоит предохранитель (F1) и NTC термистор (R21)


диодный мост (D7) DB107S на 1А 1000В ()


после диодного моста установлен высоковольтный электролитический конденсатор (C27) небольшой емкости 6,8mkFx450V фирмы Chang (китай-ширпотреб) с диапазоном изменения температуры окружающей среды -25÷105 ℃
потом следует входной помехоподавляющий фильтр (L3)
и ещё один высоковольтный электролитический конденсатор (C28) емкостью 33mkFx450V фирмы Nihoncon (китай-ширпотреб) с диапазоном изменения температуры окружающей среды -25÷105 ℃.


Далее ШИМ (U7) TNY278GN с практически стандартной обвязкой


на выходе импульсного трансформатора установлен диод шотки (D3) SMD-маркировка P428 и выходной CLC фильтр состоящий из электролитического конденсатора (C20) емкостью 470mkFx35V, дросселя (L1) 3,3mkH и ещё одного электролитического конденсатора (C21) емкостью 100mkFx35V. Оба электролита фирмы ZH (WANDIANTONG) с диапазоном изменения температуры окружающей среды -25÷105 ℃. Конденсатор С21 зашунтирован керамическим конденсатором С22.


между высоковольтной и низковольтной частями БП установлен межблочный конденсатор (C18) 2,2nF, в отличии от «народного» БП, правильный, с характеристикой Y1.


отличия от схемы в datasheet - каскад стабилизации заданных 24в, тут на выходе стоит прецизионный регулируемый стабилитрон (U8) TL431 () + оптрон (U6) NEC 2501 ().


Классический ИБП…
Теперь рассмотрим контроллер фена .


«Сердцем» платы является контроллер (U1) STM32F103CBT6 ()


Стабилизированное питание микроконтроллера и его обвязки обеспечивают ИМС (U2) 2954am3-3.3 () выходное напряжение 3.3 вольта


и ИМС (U3) XC31PPS0036AM (SMD-маркировка A36W) линейный регулятор напряжения,3.6V±5%,50mA.


Оборотами турбины фена управляет MOSFET в планарном корпусе (Q2) TPC8107 ()


Силовая часть, управляющая нагревателем фена, включает:
ИМС с силовыми ключами (U9) ULN2003A (), расположена на обратной стороне платы


оптопара с симисторным выходом и переключением в любой момент времени (U5) MOC3020M ()


симистор (SCR) BTA20-600B на радиаторе ()


так же к силовой части можно отнести измерительный трансформатор тока (TU1) ZMPT107 ()


Также есть EEPROM (U4) ATMLH427, подключение к контроллеру по шине I2C


Поскольку разработчик контроллера паяльного фена и один и тот же, то не удивительно что элементная база схожа.

Внешний осмотр плат оставил двоякое впечатления – сами платы качественные, с шелкографией, флюс отмыт на четверочку, но некоторые SMD элементы стоят кривовато, явно паяли вручную, да и ещё при транспортировке был немного поврежден ферритовый сердечник дросселя в выходном фильтре БП - пришлось заменить на .

Корпус
Для паяльного фена был заказан . Цена на момент покупки составляла 11.17$. С учетом доставки на склад перевозчика - 12.38$.
В комплект входят:
- два одинаковых П-образных отрезка дюралевого профиля


размеры профиля 150х88х19мм


сечение профиля


Половинки профиля не крашены, а имеет анодированное покрытие.
- передняя панель. Она выполнена из дюралюминия, имеются декоративные фаски, а так же выемки для ручки энкодера и тонированного стекла, в ней уже просверлены все необходимые отверстия. Панель не окрашена, имеет естественный цвет дюралюминия. Надписи нанесены качественно.


Размеры передней панели: 94х42х5мм. По периметру она немного выступает за пределы корпуса.


- задняя панель. Так же выполнена из дюралюминия, в ней имеется фрезерованное отверстие для разъема шнура питания с предохранителем и выключателем питания. Цвет панели черный, покрытие анодировано.


Размеры: 88х38х2мм.


- тонированное стекло имеет «дымчатый оттенок», оклеено защитной бумагой.
Размеры 38х22х3мм.


- ручка на энкодер
- крепежные винты: 4шт. декоративных под шестигранник для крепления передней панели и 4шт. с готовками впотай черного цвета для крепления задней панели.


В том же магазине, где покупался корпус был приобретен с предохранителем и выключателем питания.
Цена на момент покупки составляла 0.47$. Так как разъем покупался в том же магазине, где и корпус, то стоимость доставки на склад перевозчика у них общая.


Расписывать разъем подробно не буду, если кому интересно могут глянуть , он такой же.

Ручка паяльного фена.
Ручка паяльного фена предложенная в магазине с контроллером мне не понравилась. Фиксирование насадок типа байонет ИМХО не является надежным, могут спадать в самый не подходящий момент (проверено на практике), поэтому решил покупать ручку фена отдельно.
Была заказана такая


Параметры заявленные магазином:

Выходная мощность: 700 Вт ± 10%
Температурный диапазон: 100÷500 ℃
Подходят насадки с фиксатором в виде хомута с посадочным диаметром 22мм.
Вроде все хорошо, но пробные включения принесли разочарование - большое несоответствие установленной температуры и реальной на выходе сопла, почти в 150 ℃.
Проведя ряд пробных подключений ручек фена от других паяльных станций Юра, ака , пришел к довольно таки неприятным выводам: данный контроллер паяльного фена жестко «заточен» под конкретную модель ручки фена, точнее сопротивление нагревательного элемента. Ручка фена от паяльной станции Lukey-702 с сопротивлением нагревателя 70 Ом показала наилучшее соответствие установленной температуры и реальной на выходе сопла, практически разбежность равнялась 0.
Вывод по контроллеру : стабилизация температуры «завязана» на протекающий через нагревательный элемент ток (используется измерительный трансформатор тока (TU1) ZMPT107).
Вывод по ручке фена : для данного контроллера не подходит , сопротивление нагревательного элемента


86 Ом. Конструктивные особенности нагревательного элемента и большое отличие его сопротивления от требуемых 70 Ом, не позволили подогнать сопротивление под заданную величину.
Пришлось заказывать другую ручку фена.
Покупать ручку паяльного фена от паяльной станции Lukey-702 не хотелось. Уже был приобретен и пылился в ящике стола именно с хомутом. Поэтому была приобретена ручка фена от паяльной станции .


Цена на момент покупки составляла 8.76$. С учетом доставки на склад перевозчика - 10.07$.
Краткие характеристики:
Рабочее напряжение: 220 В переменного тока ± 10% 50Гц
Выходная мощность: 650 Вт
Диапазон температуры горячего воздуха: 100÷480 ℃
Расход воздуха 120 л/мин (макс.)
Посадочное место под насадки диаметром 22мм.

Рассмотрим ручку фена по подробнее

Ручка фена выполнена из пластмассы, типа полистирол, черного цвета.
Форма «классическая» для ручек с турбиной внутри корпуса


На данном фото хорошо видны воздухозаборные отверстия


Гильза нагревательного элемента имеет явно выраженное сопло. Сопло имеет посадочное место для насадок с фланцем, его внешний диаметр 21,5мм, так же имеется рассекатель, который должен закручивать поток воздуха


Заглянем что находится внутри ручки фена.
Для разборки корпуса ручки необходимо открутить 2 самореза


и снять защитный кожух гильзы нагревательного элемента


Аккуратно рассоеденяем половинки ручки и лице зреем внутренности


под турбиной расположена соединительная плата


Ну и фото всех компонентов в отдельности:
турбина на 24В центробежного типа, на выходном отверстии имеется уплотнительное резиновое кольцо


геркон для определения момента постановки ручки фена на подставку


нагревательный элемент - нихромовая спираль на керамическом каркасе


при монтаже в гильзу нагревательный элемент предварительно обматывается теплоизоляцией - несколько слоев слюды


на самом краю нагревательного элемента располагается термопара

коммутация компонентов ручки фена и провода к паяльной станции осуществляется с помощью соединительной платы


Плата имеет токопроводящие дорожки с двух сторон, которые соединены между собой с помощью металлизированных отверстий.
На токопроводящих дорожках есть надписи, указывающие что и куда следует подпаивать.
Провод для подключения ручки к паяльной станции 8 жильный, жилы отличаются цветом. Длинна провода 95см, провод гибкий, к сожалению не термостойкий, паяльник изоляцию плавит. В будущем, думаю, придется заменить на что-нибудь термостойкое.

При работе паяльным феном нужна специальная подставка для его ручки.
И если в случае с паяльником, подставка может быть любая (), главное что бы удобно было ей пользоваться. То для ручки фена любая не подойдет…
На Тао была приобретена . Цена на момент покупки составляла 1.71$. С учетом доставки на склад перевозчика получится 2.88$.
В комплекте: сама подставка с Г образным кронштейном и 2 винтика М3

Подставка выполнена из пластмассы, типа полистирол, черного цвета и представляет собой U образное ложе в которое упускается ручка паяльного фена


Если подставка закреплена не горизонтально, а под небольшим углом, то что бы ручка фена не выскальзывала на ней есть утолщение (роль которого выполняет защитный кожух гильзы нагревателя), а на самой подставке есть фаска


Положение ручки фена на подставке, при котором защитный кожух гильзы нагревателя упирается в фаску подставки, является основным положением. Именно в таком положении 2 мощных магнита, расположенных в боковых стенках подставки, взаимодействуют с герконом в ручке фена.
Магниты достаточно мощные, винты «прилипают» очень хорошо

от выпадания, магниты зафиксированы клеем

Кронштейн подставки представляет собой стальной уголок, прикреплен к подставке с помощью 4 саморезов (видно на картинке выше). Для крепления подставки к вертикальной поверхности в кронштейне есть 2 отверстия овальной формы


Как и куда крепить свою подставку пока не придумал…

Все основные компоненты рассмотрены, пора переходить к сборке.
Начнем с передней панели .
Как и в случае с контроллером паяльника, передняя панель требует доработки.
Необходимо просверлить маленькое отверстие для упора энкодера, вклеить тонированное стекло и установить разъем GX16-8 для провода к ручке фена.
Если с отверстием и стеклом проблем не возникло, то монтаж разъема потребовал «серьезных» слесарных вмешательств.
Отверстие изначально рассчитанное для разъемы GX12-5 и имеющее диаметр 12мм необходимо рассверлить до 16мм. А так же необходимо шестигранную гайку разъема GX16-8 по наружной кромке обточить до кольца с внешним диаметром 28-29мм и для удобства фиксации сделать 2 запила.

Что в итоге получилось


Корпус так же не избежал доработки. Были установлены ножки (). Так же на внутренние поверхности половинок корпуса были приклеены полоски изоляционного материала (по моему целлулоид, применяется в БП компов, между платой и корпусом БП) для электроизоляции корпуса от компонентов платы контроллера. Для лучшей фиксации применил тонкий двусторонний скотч.


Делать стойки для фиксации платы в корпусе не стал, а выпилил из текстолита «уши» (ссылка на )


напаял на них гайки М3


закрепил «уши» на плате контроллера и БП, подогнал всю конструкцию по ширине корпуса и установил в пазы, как БП в моей


Корпус в сборе.

Со слесарными работами закончили, приступаем к пайке.
Приведу схема подключения платы контроллера к периферии (ссылка на )


Ничего сложного, главное правильно всё распаять и соеденить


Ответных частей разъемов платы контроллера и БП в комплекте не было, что-то нашел в «загашнике», что-то прикупил на радиорынке.
Разъем PWR используется для логического включения контроллера паяльного фена, если данный контроллер используется в составе паяльной станции совместно с паяльником


Поскольку у меня паяльный фен будет отдельным устройством, то просто установил перемычку (хорошо подходят перемычки с HDD поколения IDE или материнских плат).

Теперь доделаем ручку фена .
Для подключения ручки фена используется 8-ми жильный кабель.
Схема подключения (в оригинале не так, переделывал)


Добавил термистор


припаял одним контактом к геркону (у них есть общий контакт GND), усадил в термоусадку и зафиксировал термоклеем, перекоммутировал провода на соединительной плате


Приведу распиновку разъема GX16-8 (мой вариант, у кого-то может быть по своему)
1 - красный - минус двигателя турбины
2 - белый - нагреватель фена
3 - серый - нагреватель фена
4 - зеленый - термистор NTC
5 - синий - + термопары
6 - желтый - геркон
7 - коричневый - плюс двигателя турбины
8 - черный - GND
Собираем ручку фена, подключаем разъем к контроллеру, подаем питание и скрестив пальцы, включаем - работает!

Теперь рассмотрим работу паяльного фена.
Устанавливаем ручку фена на подставку и подаем питание. На 2-3 секунды включится турбина фена, на экране появится изображение - паяльный фен запустился и перешел в дежурный режим.


Сначала разберемся с органами управления и меню .
Управление паяльным феном осуществляется с помощью ручки энкодера и геркона в ручке. Доступны разные комбинации управления энкодером: вращение ручки ±, нажатие кнопки ручки, нажатие+вращение ручки ±.
Итак что же мы видим на экране:

- в левом верхнем углу отображается режим работы и выставленная температура для текущего режима
- в правом верхнем углу отображается процент мощности блока питания, которая поступает на нагревательный элемент паяльного фена в данный момент времени
- слева по центру экрана видим текущую температуру на нагревательном элементе паяльного фена
- справа от текущей температуры отображается время работы паяльного фена в рабочем режиме
- в левом нижнем углу отображается скорость воздушного потока в процентном соотношении от максимальной
- в правом нижнем углу отображается знак термометра и температура термодатчика, используемая для компенсации температуры холодного пая.
Переключением режимами паяльного фена управляет геркон в ручке:
- при снятии ручки фена с подставки - рабочий режим (на экране в левом верхнем углу SET )
- при установке ручки фена на подставку - дежурный режим (на экране в левом верхнем углу SBY )


При вращение ручки энкодера ± переходим в режим установки температуры, вращение ручки ± изменяет значение, доступные значения 100÷550 ℃.

При нажатии на кнопку энкодера переходим в режим установки скорости воздушного потока, вращение ручки ± изменяет значение, доступные значения 20÷100%.

При нажатии на кнопку энкодера и повороте его ручки по часовой стрелке попадаем в меню выбора пресетов


Вращением ручки энкодера ± выбираем один из пяти (G1÷G5) пресетов, нажатие на кнопку энкодера применяет выбранные параметры.
Для сохранения пресета сначала необходимо выставить желаемые значения температуры и скорости воздушного потока, потом перейти в меню пресетов, выбрать «SAVE» и нажать на кнопку энкодера, откроется меню выбора необходимой ячейки памяти. Вращением ручки энкодера ± выбрать один из пяти (G1÷G5) пресетов и нажатием на кнопку энкодера сохранить выбранные параметры. Пункт меню «QUIT» - выход на основной экран.
Нажатие на кнопку энкодера и поворот его ручки против часовой стрелки никаких изменений в работе паяльного фена не привносит.

Длительное нажатие на ручку энкодера (более 2-х секунд) позволяет попасть в меню настроек Setup Menu . Всего доступно 10 пунктов меню. Переход между пунктами осуществляется вращением ± ручки энкодера, вход в конкретный пункт - нажатием кнопки ручки.

Рассмотрим пункты меню настроек

01. Stepping - шаг изменения значений температуры и воздушного потока


- TempStep - шаг изменения температуры при вращении ручки энкодера (1÷50℃)
- FlowStep - шаг изменения скорости воздушного потока при вращении ручки энкодера (1÷20%)
02. Cold end - компенсация холодного пая

В данном пункте меню настраивается коррекция температуры нагревательного элемента в зависимости температуры окружающей среды:
- Mode - тип используемого термодатчика: CPU - термометр внутри микроконтроллера/ NTC - выносной датчик в ручке паяльного фена
- Temp - значение температуры холодного пая (-9÷99℃)
03. Buzzer - бузер (пищалка)

В данном пункте меню настраивается состояние бузера: ON - включен/OFF - выключен.
04. OpPrefer - выбор предпочтений

В данном пункте меню настраивается какой параметр при вращении ± ручки энкодера изменять предпочтительней
- TempFirst - сначала температура
- FlowFirst - сначала скорость воздушного потока
05. Screen Saver - хранитель экрана

В данном пункте меню настраивается:
- Switch - включение хранителя экрана: ON - включена/OFF - выключена
- DlyTime - интервал времени по истечении которого запускается хранитель экрана (1÷60минут)
При индикации хранителя экрана формируется картинка с указанием текущего режима работы (Standby) и температуры нагревательного элемента.
06. Password - парольная защита входа в меню настроек.

В данном пункте меню выставляется:
- Switch - переключатель защиты: ON - включена/OFF - выключена.
- LockTime - время до начала блокировки меню настроек (1÷60минут).
- Password - сам пароль. Состоит из четырех цифр, выставляются по разрядно.
07. Language - выбор языка.

В данном пункте меню выбирается язык системы: упрощенный китайский или английский.
08. Sys Info - информация о системе.

В данном пункте меню на экране отображается:
- SW Version:1.04 - версия прошивки.
- Power: 240V/49Hz - параметры питающей сети: напряжение 240вольт, частота 49Гц
08. Init - сброс параметров паяльного фена на заводские настройки.

Из данного пункта меню перезапускается прошивка паяльного фена, происходит её инициализация. После удачного запуска предлагается выбрать язык системы и приступить к работе со станцией.
10. Exit - выход из меню настроек.
Как видим никаких вариантов калибровки рабочей температуры или коррекции температуры и скорости воздушного потока при использовании фена с насадками или без них в меню нет. Обидно…

С управлением разобрались.
Теперь рассмотрим работу паяльного фена .
При поднятии ручки паяльного фена с подставки, он переключается в рабочий режим.

Запускается турбина на оборотах, обеспечивающих заданную скорость воздушного потока и начинает расти его температура. Выход на заданную температуру происходит за 10-20 секунд, при этом наблюдаются незначительные забеги как вверх, так и вниз с амплитудой до 10℃. Момент, когда текущее значение сравнялось с заданным, сопровождается сигналом бузера, так же правее текущей температуры - таймер начинает отсчет времени работы в данном режиме. При смене температуры ручкой энкодера или смене пресета, таймер сбрасывается (так и не понял зачем он нужен, если кто знает для чего этот таймер, подскажите, добавлю в обзор).
При установке ручки паяльного фена на подставку, он переключается в режим ожидания, обороты турбины автоматически повышаются до 100% и происходит быстрое охлаждение нагревательного элемента до 90℃, после чего турбина отключается. После остановки турбины температура немного повышается до ~100℃ и начинает медленно опускаться.

Снятие показаний и тестирование

Первоначально прокалил спираль на температуре 500℃ в течении 5-10 минут.
Для снятия показаний соорудил из подручных средств стенд


Снятие показаний проводилось внешней термопарой на расстоянии ~5мм от среза сопла паяного фена.
В ходе тестирования изменял температуру с шагом 50℃. При каждом измерении ждал пока температура на термопаре ручки паяльного фена не совпадет с установленной.
Так же в ходе снятия показаний изменял скорость воздушного потока (100%-75%-50%)
Результаты измерений в таблице


Как видно из таблицы реальные показания, хоть и незначительно, но отличаются от установленных в контроллере паяльного фена, калибровка по 2-3 точкам не помешала бы. Так же не помешала бы коррекция температуры и при смене скорости воздушного потока, но, к сожалению, в данном контроллере (его программной части) не реализована.
Чуть ниже я расскажу о наборе насадок для паяльного фена, а тут представлю таблицу с измерениями температуры для некоторых из них. Снятие показаний проводилось внешней термопарой на расстоянии ~5мм от среза сопла насадки паяного фена.


При измерении скорость воздушного потока была максимальной - 100%. Результаты измерений в таблице


Как можно увидеть из таблицы, чем меньше диаметр насадки тем выше погрешность реально измеренной температуры.
Коррекция температуры от диаметра сопла и типа насадки так же не помешала бы, но, к сожалению, в данном контроллере (его программной части) не реализована.

Дополнительные аксессуары , наличие которых желательно, но не обязательно.
Насадки на носик паяльного фена.
Как уже отмечал выше, для паяльного фена были куплены , набор 8шт. Цена на момент покупки составляла 2.16$. С учетом доставки на склад перевозчика - 3.32$.


В набор входят насадки с таким диаметром выходных сопел: 3мм, 4мм, 5мм, 6мм, 7мм, 8мм, 10мм, 12мм.
Внутренний диаметр насадки 22мм

Толщина стенки самой насадки 0,8мм


Толщина стенки трубки сопла 0,6мм

Высота насадки 45мм


Материал из которого выполнены насадки - сталь. Насадки имеют никелированное покрытие
Фиксирование на ручке фена осуществляется с помощью хомута и винта с резьбой М3.

Силиконовый коврик на рабочий стол.
При использовании паяльного фена рабочую поверхность стола желательно закрывать каким-либо теплостойким материалом. Хорошую теплостойкость обеспечивают силиконовые коврики. Поиск на Тао привел в
Предложенный ассортимент заставил задуматься: а что же выбрать? Хотелось по максимуму накрыть стол, иметь ячейки для всякой мелочевки, возможность размещать дополнительное оборудование и инструмент

Но любимое земноводное напоминало - это не первоочередная покупка, будь скромнее в желаниях. В итоге был приобретен коврик размером 350х250х5мм. Фото с магазина


Цена на момент покупки составляла 2.91$. С учетом доставки на склад перевозчика получится 3.93$.
Коврик достаточно тяжелый - 0,25кг. Учитывайте это при покупке на Тао, при доставке вес имеет значение.
Данный коврик подходит как для пайки паяльным феном, так и паяльником, он имеет большую площадь и он самый толстый из представленных в магазине.
Эксплуатация данного коврика на протяжении 3-х месяцев убедила меня в правильности выбора. Рекомендую.

Теперь о затратах.
Стоимость комплектующих (на момент покупки) в магазине на ТаоВао / с учетом доставки на склад МистЭкспресс:
- контроллер 27.74$ / 29.49$
- корпус в сборе 11.17$ / 12.38$
- разъем шнура питания 0.47$ / 0.47$
- ручка фена 8.76$ / 10.07$
- подставка под ручку фена 1.72$ / 2.88$
Итого 49.86$ / 55.29$ + стоимость доставки.
Стоимость дополнительных аксессуаров:
- насадки 2.16$ / 3.32$
- силиконовый коврик 2.91$ / 3.93$

Вес собранного паяльного фена с ручкой и подставкой


составил 0.652 кг.
Учитывая, что, согласно тарифам МистЭкспресс, доставка самолетом составляет 8$ за 1кг, плюс консолидация 1$ за 1кг плюс 1$ на оформление посылки - получим стоимость доставки данного паяльного фена ~7$.

Напоследок субъективные выводы.
Рассмотренный контроллер паяльного фена оставил двоякое впечатления – с одной стороны очень хорошо проработана аппаратная часть, хоть БП и имеет некоторые упрощения по сравнению с datasheet (на работу абсолютно не влияют), контроллер STM32 и его обвязка порадовали. Есть всё необходимое, даже больше… А вот программная часть никакая, от слова совсем… Базовый функционал есть, а вот изюминки, как в паяльной станции на контроллере STM32 нет. Всё просто и примитивно. Такое впечатление, что разработчик начал проект, разработал принципиальную схему, а при написании программы - забросил… Вполне возможно так и было, поскольку у этого разработчика появился очередной проект - контроллер паяльника и фена на STM32.
Как итог:
плюсы:
- базовый функционал, но хотелось бы большего, особенно не хватает калибровки
- простое, удобное управление
- информативный дисплей
- 5 пресетов
- малые габариты и вес
минусы:
- жесткая привязка к конкретной модели ручки паяльного фена
- отсутствие калибровки
- нет коррекции температуры и скорости воздушного потока при установке насадок
- цена, не многие захотят отдать 50$ за «обычный паяльный фен».
Стоит ли покупать этот контроллер или нет решать Вам.

Выражаю особую благодарность земляку Юре, ака , за идейное вдохновение, моральную и техническую поддержку.

Всем спасибо за внимание, жду конструктивную критику и комментарии.

P.S. Если у кого-то с Украины возникнет потребность купить что-либо на ТаоВао , стучите в личку, помогу.
P.P.S. Если кто-то «шарит» в написании программ для STM32 и есть желание «поковырять» прошивку - стучитесь в личку…
Прошивку кому интересно берём +84 Добавить в избранное Обзор понравился +73 +201