Это простая паяльная станция с быстрым нагревом на базе ATtiny13A для паяльника T12. Ниже приведена принципиальная схема, а в конце статьи файлы всего проекта.
Особенности паяльной станции
- Измерение температуры наконечника
- Прямое управление нагревателем
- Контроль температуры с помощью потенциометра
- Обнаружение движения паяльника (путем проверки переключателя наклона)
- Режим сна / отключения питания по времени, если паяльник не используется (обнаружение движения)
Аппаратное обеспечение
Управление нагревателем
Включение и выключение нагревателя осуществляется с помощью p-канального MOSFET-транзистора AO4435. Данный MOSFET рассчитан на напряжение до 30 В и ток до 10 А. Его относительно низкое сопротивление (14 мОм) гарантирует его высокую эффективность и низкое выделение тепла.
Существует множество полевых транзисторов 4435 от разных производителей с немного разными характеристиками. Следует убедиться, что выбран 4435 с напряжением затвор-исток +/- 25 В.
Измерение температуры
Внутри паяльника Т12 расположена термопара (датчик температуры). Термопара создает очень небольшое напряжение в зависимости от разницы температур между горячим концом и холодным переходом.
Чтобы измерить это, нагреватель должен быть выключен, так как нагреватель и термопара соединены последовательно. Низкое напряжение усиливается операционным усилителем и измеряется АЦП микроконтроллера. Коэффициент усиления операционного усилителя контролируется с помощью калибровочного потенциометра в фиксированных пределах.
LMV358 это очень дешевый и универсальный операционный усилитель, но не идеальный выбор для этой задачи, поскольку он имеет довольно высокое входное напряжение смещения и довольно шумный. Однако для такого рода паяльной станции он обеспечивает вполне достаточные значения.
Если требуется более высокая точность, то вместо LMV358 можно использовать OPA2330AIDR или OPA2333AIDR. Поскольку эти операционные усилители имеют одинаковую распиновку, никаких дальнейших изменений вносить не нужно.
Стабилизатор напряжения
Так как микроконтроллер ATtiny13A и операционный усилитель потребляют очень мало энергии, небольшого стабилизатора напряжения типа 78L05 вполне достаточно для получения напряжения питания 5 В. Из-за низкого тока, который он должен обеспечивать, он почти не нагревается, несмотря на относительно высокий градиент напряжения.
Программное обеспечение
Реализация
Для того чтобы определить температуру жала паяльника, сначала необходимо выключить нагреватель. Затем выходное напряжение операционного усилителя измеряется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а температура определяется по нему с помощью двухступенчатого линейного приближения.
Положение потенциометра выбора температуры также определяется с помощью АЦП. Если температура жала паяльника ниже выбранного заданного значения, то нагреватель снова включается через MOSFET-транзистор, в противном случае он остается выключенным на некоторое время.
Таймер сна работает все время, который сбрасывается внешним прерыванием, как только переключатель наклона в ручке паяльника меняет свое состояние. Если ручка не двигается в течение примерно 5 минут, система переходит в спящий режим, при котором температура снижается примерно до 125°C.
Если ручка не двигается еще 5 минут, нагреватель будет полностью выключен. Как только ручка перемещается, снова включается рабочий режим .
Основной цикл кода показан ниже:
// основной цикл
while(1) {
// расчет уровня в соответствии с настройкой потенциометра
poti = denoiseAnalog (POTI); // чтение потенциометра
if (poti < 512) setpoint = (uint32_t) poti * (TEMP300 - TEMP150) / 512 + TEMP150;
else setpoint = (uint32_t)(poti - 512) * (TEMP450 - TEMP300) / 511 + TEMP300;
// настроить нагреватель в соответствии с показаниями температуры и заданным уровнем
PORTB &= ~(1<<HEATER); // выключить нагрев
_delay_us(TIME2SETTLE); // подождать, пока установится напряжение
temp = denoiseAnalog (TEMP); // чтение температуры
smooth = (smooth * 7 + temp) / 8; // сглаживание считанной температуры
if (smooth < setpoint) PORTB |= (1<<HEATER); // включение нагрева, если температура ниже установленного уровня
// отображение индикатора в соответствии с температурой и заданным значением
PORTB &= ~(1<<LED);
if ((smooth + 10 > setpoint) && (setpoint + 10 > smooth)) PORTB |= (1<<LED);
if (handleTimer++ > TIME2SLEEP) sleep(); // спящий режим, если паяльник не используется
_delay_ms(CYCLETIME); // ждем следующий цикл
}
Компиляция и загрузка при использовании Arduino IDE
- Убедитесь, что вы установили MicroCore .
- Перейдите в Инструменты -> Плата -> MicroCore и выберите ATtiny13 .
- Перейдите в Инструменты и выберите следующие параметры платы: (Clock: 9.6 MHz internal osc; BOD: BOD 2.7V; Timing: Micros disabled)
- Подключите программатор к компьютеру и к разъему ICSP на плате.
- Перейдите в Инструменты -> Программатор и выберите свой ISP-программатор (например, USBasp ).
- Перейдите в Инструменты -> Записать загрузчик, чтобы записать фьюзы.
- Откройте SolderingStation.ino и нажмите « Загрузить».
Инструкция по эксплуатации
Требования к источнику питания
Выберите источник питания с выходным напряжением от 16 В до 24 В, который может обеспечивать выходной ток в соответствии с таблицей ниже. Блок питания должен быть хорошо стабилизирован. Ток и мощность определяются сопротивлением (R = 8 Ом) нагревателя.
Калибровка
Для калибровки вам понадобится термометр для паяльника. Для достижения наилучших результатов подождите не менее трех минут после включения паяльной станции, прежде чем приступать к калибровке. Откалибруйте прибор при нужной температуре с помощью подстроечного резистора.
Светодиодные индикаторы
Скачать файлы проекта (78,7 KiB, скачано: 431)
