Паяльная станция DIY Yihua: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Если вы, как и я, увлекаетесь электроникой, вы должны использовать паяльник, чтобы делать свои прототипы или конечный продукт. Если это ваш случай, вы, вероятно, испытали, как ваш паяльник в течение нескольких часов использования перегревается до такой степени, что манипулятор также может расплавить олово.

Это потому, что обычный сварочный аппарат, который вы подключаете напрямую к электросети, действует как простой нагреватель и будет нагреваться и нагреваться, пока вы его не отключите. Это может повредить некоторые чувствительные к температуре детали при перегреве припоя.

И поэтому паяльные станции - лучший вариант для электроники. (если паяете только кабели, может это не для вас).

Проблема в том, что паяльные станции довольно дороги, и, возможно, не все люди хотят тратить 60 или 70 долларов на цифровую.

Итак, я должен объяснить вам, как вы можете создать свою собственную более дешевую паяльную станцию с помощью сварочного аппарата Yihua, который является наиболее распространенным типом сварщиков (и самым дешевым), который вы можете найти на Aliexpress.

Шаг 1. Получите все компоненты

Чтобы создать свою паяльную станцию, вам понадобится припой (не любой припой, нужен специальный, предназначенный для станций) и блок питания для его нагрева. Также вам нужен способ измерения и контроля температуры, а также интерфейс для управления станцией.

Вам необходимо покупать детали в соответствии с их спецификациями, поэтому будьте осторожны, чтобы не покупать несовместимые детали. Если вы не знаете, что купить, сначала посмотрите полный пост, чтобы решить или купить те компоненты, которые я использовал.

Общий список компонентов:

1x паяльная станция, 1x источник питания, 1x корпус, 1x MCU, 1x драйвер термопары, 1x реле / Mosfet, 1x интерфейс

В моем случае для этого проекта я использовал:

1x паяльник Yihua 907A (50 Вт) - (13,54 €) 1x 12V ATX источник питания - (0 €) 1x 24V DC-DC Booster - (5 €) 1x драйвер термопары MAX6675 для типа K - (2,20 €) 1x Arduino Pro Mini - (3 €) 1x IRLZ44N Power Mosfet - (1 €) 1x драйвер Mosfet TC4420 - (0,30 €) 1x OLED IIC дисплей - (3 €) 1x поворотный энкодер KY-040 - (1 €) 1x GX16 5-контактный штекерный разъем шасси - (2 €) 1x ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ 2N7000 Mosfet - (0,20 €)

ИТОГО: ± 31 €

Шаг 2: измерения и планирование

Первый шаг, который мне нужно было сделать, - это спланировать проект. Сначала я купил сварщика Yihua, потому что было предложение, и я хотел создать станцию вокруг него, поэтому, когда он прибыл, мне пришлось все обмерить, чтобы заказать правильные детали, необходимые для станции. (Вот почему важно все спланировать).

Через некоторое время поисков разъема Yihua я обнаружил, что это GX16 с 5 контактами. Следующий шаг - найти назначение каждой булавки. Я приложил диаграмму, которую я сделал в Paint, с распиновкой, которую я измерил.

• Два контакта на левой стороне предназначены для нагревательного резистора. Я измерил сопротивление 13,34 Ом. Согласно таблице данных, в которой говорится, что он может выдерживать мощность до 50 Вт, используя уравнение V = sqrt (P * R), я получил максимальное напряжение при 50 Вт, равное 25,82 В.
• Центральный штифт предназначен для заземления экрана.
• Последние два контакта с правой стороны предназначены для термопары. Я подключил их к измерителю и после некоторых измерений пришел к выводу, что это термопара типа K (самая распространенная).

Имея эти данные, мы знаем, что для считывания температуры нам понадобится драйвер термопары для первого типа K (MAX6675 K), а для включения питания - источник питания 24 В.

У меня дома было несколько блоков питания ATX мощностью 500 Вт (несколько из них, да, вы также увидите их в будущих проектах), поэтому я решил использовать один вместо покупки нового блока питания. Единственный минус в том, что максимальное напряжение теперь составляет 12 В, поэтому я не буду использовать всю мощность (только 11 Вт) паяльника. Но, по крайней мере, у меня тоже есть выходы 5В, поэтому я могу запитать всю электронику. Не плачьте из-за потери почти всей мощности железа, у меня есть решение. Поскольку формулы I = V / R говорят нам, что питание припоя напряжением 24 В потребует тока 1,8 А, я решил добавить повышающий преобразователь. Повышающий преобразователь DC-DC мощностью 300 Вт, поэтому для вывода 2 А вполне достаточно. Установив его на 24 В, мы сможем почти использовать мощность 50 Вт нашего сварочного аппарата.

Если вы используете блок питания на 24 В, то можете пропустить всю эту часть бустера

Затем для электроники я получил Arduino Pro Mini и МОП-транзистор IRLZ44N для управления нагревом (может выдерживать ток> 40 А), управляемый драйвером МОП-транзистора TC4420.

А для интерфейса я просто использовал энкодер и дисплей OLED IIC.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Поскольку в моем блоке питания есть раздражающий вентилятор, всегда работающий на максимальной скорости, я решил добавить МОП-транзистор для управления его скоростью с помощью ШИМ от Arduino. Просто для того, чтобы убрать этот сверхскоростной шум вентилятора.

МОД: мне пришлось отключить ШИМ и установить вентилятор на максимальную скорость, потому что он издавал ужасный электронный шум, когда я применял регулировку ШИМ.

Шаг 3: подготовьте кейс

Поскольку я использовал блок питания ATX с хорошим металлическим корпусом без промежутков, я решил использовать его для всего проекта, чтобы он выглядел круче. Первым шагом было измерить отверстия, которые нужно сделать для разъема и поворотного устройства, и поместите шаблон в коробку.

Я решил использовать старое отверстие для кабеля ATX для дисплея.

Следующим шагом будет проделать эти отверстия дрелью и зачистить наждачной бумагой.

Шаг 4: Программное обеспечение

Последний шаг перед сборкой всего - это создание основного программного обеспечения, которое будет управлять станцией и сделать ее работоспособной.

Код, который я пишу, очень прост и минималистичен. Я использую три библиотеки: одну для управления дисплеем, другую для чтения данных с термопары и последнюю для сохранения значений калибровки в памяти EEPROM.

При настройке я инициализирую только все используемые переменные и все экземпляры библиотек. Также здесь я настроил сигнал ШИМ для вращения вентилятора на скорости 50%. (мода: из-за шума я наконец-то скорректировал его до 100%)

В функции цикла происходит вся магия. В каждом цикле мы проверяем, пора ли измерять температуру (каждые 200 мс), и если температура отличается от установленной, включается или выключается нагреватель в соответствии с ней.

Я использовал аппаратное прерывание 1 для обнаружения каждого поворота поворотного энкодера. Затем ISR измеряет это вращение и соответственно устанавливает температуру.

Я использовал аппаратное прерывание 2 для обнаружения нажатия кнопки поворотного переключателя. Потом реализовал функционал включения и выключения паяльника с его ISR.

Также дисплей обновляется каждые 500 мс или при изменении настроенной температуры.

Я реализовал функцию калибровки, дважды щелкнув кнопку ручки, где вы можете компенсировать разницу температур на датчике нагревательного элемента и на внешнем наконечнике утюга. Таким образом можно установить правильную температуру утюга.

Вам нужно использовать ручку для регулировки смещения до тех пор, пока температура считывания станции не станет равной температуре наконечника утюга (используйте внешний термоконтейнер). После калибровки нажмите кнопку еще раз, чтобы сохранить ее.

Для всего остального вы можете посмотреть код.

Шаг 5: Соберите компоненты

Следуя принципиальной схеме, пришло время собрать все компоненты вместе.

Важно запрограммировать Arduino перед его сборкой, чтобы он был готов к первой загрузке.

Вам также необходимо предварительно откалибровать повышающий усилитель, чтобы избежать повреждения паяльника или МОП-транзистора из-за перенапряжения.

Потом все подключите.

Шаг 6: Тест и калибровка

После того, как все собрано, пора включить его.

Если припой не подключен, вместо температуры будет отображаться сообщение «Нет подключения». Затем вы подключаете припой и теперь отображается температура.

КАЛИБРОВКА

Чтобы начать калибровку, вы должны установить температуру, которую вы будете использовать чаще всего, а затем начать нагревание припоя. Подождите минуту, пока тепло перейдет от сердечника к внешней оболочке (железному наконечнику).

После нагрева выполните двойной щелчок, чтобы войти в режим калибровки. Используйте внешнюю термопару для измерения температуры наконечника. Затем введите разницу между показаниями ядра и подсказками.

Затем вы увидите, как меняется температура, и припой снова начинает нагреваться. Делайте это до тех пор, пока настроенная температура не станет равной показанию одной станции и показаниям подсказки.