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项目

用Atmega8做私生焊接站

2016年5月05日经过Cezar Chirila.

强大的烙铁。如果你需要一个,想要一个,或者只是喜欢建立东西,那么这个项目是为你。

强大的烙铁。如果你需要一个,想要一个,或者只是喜欢建立东西,那么这个项目是为你。

电气工程师套件中最重要的工具是什么?我会告诉你一个你可能喜欢和恨的人;烙铁。您不必成为EE需要一个,即使您只是一个享受修复房子的东西,您也需要一个。

对于基本应用,你可以把一个标准的烙铁插在墙上,但对于更敏感的工作,比如修理和建造电子电路,你就需要一个烙铁台。温度控制对于防止元件,特别是集成电路烧坏至关重要。此外,你可能还需要它足够强大来保持一定的温度,以防你发现自己想要焊接的大接地面。

作为一名学生在远离家乡的学生,我发现卸载我的工作台焊接站是不切实际的,当我参观家时,将来回携带它。我决定最好得到一个新的,或者更好,建立一个新的一个。

设计

当我设计焊接站时,我脑子里有一些关键品质。

  • 可移植性-这是通过使用SMPS(开关模式电源)而不是常规的变压器和整流桥来实现的。
  • 简单的设计- 我不希望任何LCD,不必要的LED或按钮。我只是希望一个LED段显示屏向我展示集合和当前温度。我还想要一个简单的旋钮选择温度(电位器),没有锅,用于调整精度,因为它很容易通过软件完成。
  • 普遍的-我使用一个标准的飞行员的5针插头(某些类型的DIN),以便它与Hakko烙铁和它的头兼容。

在我看来,温度控制烙铁的最佳方法是使用微控制器作为PID(比例积分衍生物)控制器。例如,在3D打印机使用之前,您已经听到了PID,请使用它来设置热门端温度。原则不是新的,因为它可以用于需要自动调整的任何东西,并且广泛用于行业。即使是您家中的数字恒温器也使用这种类型的控制器。

这个怎么运作

原理图

首先,让我们谈谈PID。要直接解释它,让我们在这里用焊站带来特定的案例。系统不断监控错误,这是设定点(在我们的情况下,我们想要的温度以及我们当前温度之间的区别)。它根据以下公式调整通过PWM控制加热器的微控制器的输出:

正如我们所看到的,有三个参数KP,KI,KD。KP参数与当前的错误成比例。KI参数帐户占累积随时间的错误。KD参数是对未来错误的预测。在我们的设置中,我们正在使用Brett Beauregard的PID库进行自适应调整,具有两组参数:积极和保守。当电流温度远离设定点时,控制器使用侵略性参数,否则,它使用保守派的参数。这允许我们在仍然实现精度的同时具有低热时间。

这是原理图。它在DIP中使用了8位微控制器ATMEGA8(如果您有一个铺设的那些,它可以使用ATMEGA168-328,这是非常常见的,并且在Arduino UNO中找到328变量。我选择了它,因为使用Arduino IDE的程序非常简单,这也有一些很好的库准备好了。

热电偶读入焊锡铁的温度。由于热电效应,我们使用OP-AMP放大热电偶产生的电压约120次。输出连接到微控制器的ADC0引脚,使电压变为0和1023之间的值。

设定点由用作分压器的电位计给出。它连接到ATMEGA8的ADC1引脚。0-5V(POT输出)的范围由ADC改变为0-1023,并再次通过“映射”的0-350摄氏度。

材料清单

参考 价值
IC1. Atmega8-P. 1
U1. lm358 1
Q1 IRF540N 1
R4. 120K. 1
R6; R3. 1K. 2
R5; R1. 10k. 2
C3, C4, C7 100nf. 3.
日元 16兆赫 1
C1; C2 22pf. 2
R2. 100. 1
U2. LM7805 1
C5、C6 100uF(可降低) 2
R11; R7; R8 R9机型;R10 R12; R13; R14 150 8.

以下是从吉拉德出口的材料清单。此外,您需要:

  • 焊锡铁Hakko克隆,最受欢迎的是eBay和中国网站(带热电偶,而不是热敏电阻)
  • 24V 2A电源(我推荐SMPS,但您可以使用带整流桥的变压器)
  • 10k电位器
  • 电气航空风格插头用5个引脚
  • 面板安装电连接器
  • PCB.
  • 电源开关
  • 2.54mm别针标头
  • 很多电线
  • 杜邦连接器
  • 案例(I 3D打印矿山)
  • 一个三LED阵列显示
  • AVR ISP程序员(你可以用你的Arduino为此)。

当然,您可以使用LCD轻松替换LED阵列或使用按钮而不是电位器,而不是电位计,这是您的焊接站。我陈述了我的设计选择,但你可以这样做,但是你想要它。如果您需要帮助您的代码或更改组件,请留下评论,我会帮助您!

构建指令

首先,你必须制作PCB。我推荐使用您更喜欢的任何方法墨粉转移因为它是最简单的方式。此外,我的PCB更长,因为我希望它是SMP的大小,所以我可以将一个放在另一个上。随意修改它,您可以下载文件并使用KICAD编辑它们。之后,将所有部件焊接到PCB。

务必在电源和电源连接器之间放一个开关。使用相对较粗的电线用于市电以及电源和PCB之间的连接,以及在MOSFET输出(PCB上的H)和地线之间的输出。连接电位器,将第1引脚连接到5V,第2引脚连接到POT,第3引脚连接到地面。您需要的所有连接都在PCB上。对于LED阵列,请注意,我使用了一个普通的阳极,但你的可能是不同的。您必须稍微修改一下代码,但是在草图中已经注释了说明。连接引脚E1-E3到公共阳极/阴极和引脚a-dp到相应的引脚在您的阵列。您应该从数据表中查找它。最后,安装焊锡台的插头并焊接连接。带示意图的图片应该能帮到你。

现在是有趣的部分,上传代码。你将需要PID图书馆去做这个。如果您有AVR ISP程序员,您可以知道您需要做什么。连接+ 5V,地面和MISO,MOSI,SCK和RESET PIN,下载Arduino Sketch,打开它(您需要在计算机上安装Arduino IDE),然后单击上载。

如果你没有,你可以用Arduino来做。连接你的Arduino (UNO/NANO)到PC,去文件->的例子-> ArduinoISP和上传。然后转到工具->程序员-> Arduino作为ISP。连接如下图所示,然后下载Arduino草图,打开并点击sketch -> Upload using Programmer。

注意力!如果您使用的是我,Atmega8而不是168/328,您的Arduino版本大于1.6.0,您需要遵循1.6.0这些说明

就是这样。您现在可以享受焊接站,并用自己的熟练手。

校准

我撒谎,那不是它。我们现在需要校准它。由于加热器和内部的热电偶具有变化,特别是如果您不使用原始的Hakko烙铁,我们需要校准它。

首先,你需要一个带热电偶的数字万用表来测量针尖的温度,不过最好的方法是买一个针尖温度计(eBay上有一些假的Hakko温度计,应该就足够了)。测量温度后,需要调整代码中这一行中的默认“510”值:map(Input, 0,510, 25,350)使用以下公式:

如果温度计和Tempset上出现的温度是您在焊接站上设置的温度,这只是一个近似调整,但应该足够,您不需要极端的焊接精度。我使用了摄氏度,因为这是它通常用于电子产品的内容,但如果您愿意,您可以在代码中改为华氏度。雷竞技最新app

3D打印机箱(可选)

我设计并打印了自己的案例,因为我可以堆放SMPS和PCB以善良和整洁。不幸的是,对于您使用这种情况,您需要查找确切的SMP类型。如果您确实有一个并且想要构建它或者要将其修改为您的需求,可以下载文件。我印刷了20%的填充物,0.3层高度。如果您有时间和耐心,您可以使用更高的填充和更小的层高度。

结论

还有很多东西可以改进,比如使用带冷结补偿的专用热电偶IC。如果您有任何建议,想要任何新功能,或者您在构建过程中遇到了问题,请留下评论。

我会让你再次彻底阅读指示;找到你的零件并建造这件事。祝你无燃烧焊接!

SolderingStation.zip

为自己提供这个项目!BOM。

84条评论
  • S.
    望远镜 2016年5月20日

    你好
    为什么你有两个版本的代码?

    喜欢的。 回复
    • Cezar Chirila. 2016年5月20日
      你好,望远镜。很抱歉,现在已经修好了。它实际上是相同的代码,只是第二行有更多的注释来更好地解释某些行。如果您还有其他问题,请告诉我。
      喜欢的。 回复