Паяльная станция с феном

С текущим курсом валют цены на паяльные станции в заводском исполнении поднялись достаточно высоко, чтобы вынудить меня принять единственно верное решение — собрать паяльную станцию своими руками.

Станцию хотел с паяльным феном, стабилизацией выбранной температуры, цифровой индикацией, максимально доступную по используемым компонентам, желательно достаточно простую в исполнении (односторонние платы под изготовление методом ЛУТ), и обязательно — компактную по части размеров.

Долго изучал варианты, и вначале выбрал схему с сайта радиокотов на одной ATmega8, но немного смутили габариты платы, двухстороннее исполнение, а по отзывам на эту и подобные конструкции — были сомнения на счет корректности разводки в плане возможных сбоев от наводок и помех. Последнее, насколько я понял, общая проблема разводки большинства плат самодельных паяльных станций.

Но в итоге остановил свой выбор на схеме от alexeypa, но в редакции ssh , о чем и хочу рассказать немного подробнее.



Здесь располагается схема, печатные платы, прошивка и обсуждение данной конструкции:
http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=16&t=4644&sid=6fc423831f77abf1a7b8e1a4db475f2e





Как на мой взгляд, это простой и остроумный, а потому — привлекательный вариант исполнения паяльной станции.

1) Паяльник — с нихромовым нагревателем (~12-13 Ом) и термопарой (~1,9-2,4 Ом). Под паяльник с японским керамическим нагревателем и терморезистором скорее всего необходимо подбирать обвязку операционного усилителя (подробности на 13-й странице форума), пока этим занимался только пользователь bmwxmiha .

2) Фен — также с нихромовым нагревателем (~78-79 Ом) и термопарой (~1,9-2,4 Ом). Обращайте внимание, бывают с терморезистором, такой вариант на форуме ещё не рассматривался.

3) Питание схемы — от любого блока питания напряжением 12-24В, с током от 2А и выше. Здесь полет фантазии ограничивается только бюджетом и тем, что есть под рукой — первоначально я использовал блок питания от ноутбука, но в итоге перешел на трансформаторный БП.

4) Феном и паяльником управляет один микроконтроллер ATmega8.

Прошивка универсальна, я брал редакцию SS_15022014_1700 от cabat, со страницы 15 форума.
http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=16&t=4644&start=350

Позже заменил прошивку на вариант от wightey, с увеличенным до 1 часа временем работы, продувкой фена холодным воздуход и последующим отключением. Прошивка находится также на 15 странице форума.

Фьюзы выставлял как указано на картинке udginb, со страницы 12 форума.


5) Усиление сигнала с термопар — на сдвоенном операционном усилителе, можно использовать LM2904 или LM358.
Калибровка — резисторами 75 Ом и 6,8 кОм в обвязке ОУ.

6) Регулировка мощности нихромового нагревателя паяльника с термопарой и скорости вращения вентилятора фена — два полевых транзистора:
— в варианте от alexeypa — P-канальные транзисторы (например IRF4905) в паре с биполярными NPN транзисторами (например 2N3859A);
— в редакции ssh — транзисторы N-канальные типа IRL (транзисторы с управлением от логического уровня), и без использования биполярных транзисторов. Я использовал два обычных IRLZ44N, номинал резисторов на затворах не менял.

7) Регулирование мощности нагревателя фена — оптотиристор и тиристор.

Я использовал MOC3043 с системой переключения в нуле и резисторы 360 Ом на 4-й и 6-й ногах оптотиристора. В моем случае можно использовать прямые аналоги MOC3041, MOC3042, MOC3043. Подключение нагрузки к Т1 тиристора.



Близкие номиналы в схеме с MOC3061, MOC3062, MOC3063



Если будете использовать MOC3031, MOC3032, MOC3033 — по даташиту 6-я нога оптотиристора подключается к Т2 тиристора через резистор 180 Ом, 4-я нога оптотиристора подключается к G тиристора, и между 4-й ногой оптотиристора и Т1 тиристора должен быть резистор 1 кОм. Подключение нагрузки к Т1 тиристора.



В оригинальной схеме используется MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023, без системы переключения в нуле — в этом случае по даташиту 6-я нога оптотиристора подключается к Т2 тиристора через резистор 180 Ом, 4-я нога оптотиристора подключается к G тиристора, и между 4-й ногой оптотиристора и Т1 тиристора резистор не нужен. Подключение нагрузки нарисовано к Т2 тиристора, но в этом моменте я очень сомневаюсь, пробовать советую с подключенной лампой накаливания вместо тэна нагревателя.



8) Тиристор можно использовать типа BT136-BT139. Использовал BT139, чтобы не городить дополнительное охлаждение.

9) Индикатор — 7-ми сегментный, 3-х разрядный, с общим катодом. Для платы от ssh нужен крупный индикатор, отлично подошел SP420561N2/24

Транзисторы в обвязку индикатора поставил BC817, номиналы резисторов не менял.

Вместо светодиодного индикатора на 7 светодиодов для индикации скорости вентилятора фена можно использовать 7 отдельных светодиодов.

10) Энкодер нужен с кнопкой, модель своего не знаю, брал как «энкодер к ардуино». Работает, но управление обратное. Пока дорожки не резал, ножки не перебрасывал, так как особых неудобств не испытываю.

По режимам работы:

— при включении индикатор показывает "---";

— после нажатия кнопки энкодера на 2-3 секунды включается режим паяльника, здесь при первом включении необходимо выставить энкодером температуру и сохранить в EEPROM кнопками памяти M1, M2;

— повторное нажатие кнопки энкодера — переключение в режим фена, начинают работать кнопки увеличения и уменьшения потока воздуха, и теперь возможно включить фен коротким нажатием кнопки фена (которая подключена от 25-й ноги микроконтроллера на землю через кнопку), повторное нажатие переводит фен в ждущий режим (отключение нагревателя и продувка холодным воздухом);

— длительное нажатие кнопки энкодера — выключение станции (на индикаторе горит "---").

При переключении режимов на паяльнике продолжает поддерживаться ранее заданная температура, так что пользоваться одновременно феном и паяльником возможно.

Если при включении на индикаторах горит «505», значит нет сигнала от термопары.

По моим подсчетам, на данный момент схему удачно повторили и отписались об этом в форуме не менее чем 14 человек, так что не сомневайтесь, схема проверенная и точно рабочая.

Ниже мой вариант, собранный «на коленке».













В итоге все будет собрано в уже купленный корпус от автоматического выключателя электричества.

Красиво не будет, уж я себя знаю, но будет компактно :)

Кажущаяся простота потребовала полторы недели сборки по вечерам, так что тем кто взялся за паяльник недавно — не советую в качестве первой конструкции, энтузиазм может погаснуть значительно раньше финиша в работе.

Для тех, кто заинтересовался — в приложении подборка файлов и фото с форума, с разбивкой по пользователям, а также в хронологическом порядке повторений станции.

Всем удачи. Спасибо alexeypa за удачную разработку.

Update:
Общий вид станции в корпусе ниже:
  • +2
  • 01 декабря 2015, 23:56
  • GhostPVV
  • 1
Файлы в топике: solder.zip

Комментарии (27)

RSS свернуть / развернуть
Но в итоге остановил свой выбор на схеме от, но в редакции ssh, о чем и хочу рассказать немного подробнее.
Ник автора (alexeypa, видимо?) потерялся. Видимо он не зареган в сообществе или зареган под другим ником.
0
  • avatar
  • Vga
  • 02 декабря 2015, 10:04
Спасибо, выделил ник жирным. Скорее всего он действительно не зарегистрирован, или под другим ником входит.
0
Ну что же, весьма не дурно для начала. Только вот вопрос, почему такое пренебрежение двусторонней разводкой платы? Ведь в таком варианте лучше используется общее пространство. И неплохо установить светофильтр перед индикаторами. Блин не ту кнопку нажал, и получилось что воздержался, но все равно от меня неучтенный плюс. Соберешь окончательно дай знать.
0
Все сложно :) Сейчас нет доступа к старому принтеру, с которым у меня получались отличные дорожки на платах, потому что тонер очень крепко держался (samsung 1210 с новым родным картриджем). На данный момент пользуясь hp 1020 с перезаправленным картриджем, тонер растекается, крошится, отстает от платы любом воздействии и отваливается при травлении. В таких условиях платы с фото — результат более чем десятка попыток для каждой платы. Про фоторезист знаю, но пока не пробовал, да и не продаётся он там, где сейчас живу. Финальный вид станции выложу в конце записи, как только соберу.
0
Ну как говорят, на безрыбье и рак рыба. Я собственно ЛУТ не очень уважаю. Где сложные и плотные трассы применяю фоторезист или шелкографию, но это очень редко. В основном довольствуюсь разводкой трасс от руки при помощи качественного маркера и специальной линейки которую изготовил из коробки от компакт дисков. В нескольких словах прочтешь об этом здесь. Просто уже рука набита на столько что мне быстрей изготовить плату рисованием от руки, чем возиться с ЛУТом, и дорожки по итогу получаются гораздо качественней, и нет боязни что рисунок отвалится.
0
Почитал. Интересно. Учитывая как мало паяю — лут меня устраивает полностью. Кстати, перманентным маркером тоже рисую, но в основном дорисовываю огрехи отвалившегося тонера, и особенно ровно не выходит.

Добавил фото станции в корпусе. Пока будет так. Единственное что сделаю — поменяю прошивку на вариант с продувкой фена перед выключением.
0
Добавил фото станции в корпусе.
Под крышечкой только дырка? Я бы, пожалуй, разместил органы управления именно под ней (а-ля goot PS600 :D), а не на морде. Из соображений прикольности и эстетики (тыкать их настолько часто не нужно, чтобы крышка мешала, зато типа защита от случайного изменения).

P.S. Топик на форуме довольно длинный — не подскажешь, где искать последнюю версию исходников?
0
У меня довольно крупный трансформатор, под него пришлось резать отверстия в нижней части, чтобы закрывался корпус. Так что в моем случае внутр корпуса довольно плотная компоновка. Но с блоком питания от ноутбука в аналогичном корпусе можно сделать конструкцию гораздо легче и красивее, на форуме есть пример.

Последним правил прошивку wightey, и он де выложил исходники, на странице 15 форума.
0
Не совсем понятный из топика момент — паяльник и фен могут работать одновременно? В топике упомянуто переключение, но неясно, переключает ли оно рабочий инструмент или только режим отображения.
0
  • avatar
  • Vga
  • 03 декабря 2015, 10:29
При включении первым запускается паяльник, и с переключением в режим фена — паяльник продолжает поддерживать заданную температуру. Так что работать паяльником и феном можно одновременно, с двух рук :) Правда режим работы фена немного необычный. Короткое нажатие кнопки (я влепил тумблер, буду менять) включает фен в работу на пару минут. Ещё одно короткое нажатие включает бесконечную продувку. Поэтому планирую залить прошивкус правкой wightey
0
Осознал почему импульсный 20В 4А блок питания ноутбука заметно быстрее выводил паяльник на заданную температуру — думаю, что возможности трансформатора ограничивает диодный мост кц402а (600В, 1А). Поставил что было под рукой и забыл.
0
Трансформатор ОСМ1-0,063 380/29 В, что при 220В питания даёт 19-20В на вторичной обмотке.
0
При подаче 220в на обмотку рассчитанную на 380в это сколько останется от 63 Ватт?
Надо обмотку сматыватью
0
Загуглил, но с наскока нужной информации не нашёл. Как понял, может гудеть и греться, но насколько снижается мощность — не нашёл. Е
Хотя встречал коэффициент для расчёта снижения напряжения на вторичной обмотке 1,73, т.е. грубо из 63 Вт остается 36 Вт, и при 19В на обмотке, это все равно 1,9А. Маловато для 50-60 Вт паяльника, но может мой расчёт не верен.
0
Насколько я знаю, диодный мостик может сгореть, но ток не ограничит. Скорее транс не дает достаточной мощности.
А вообще, гнаться за компактностью и использовать НЧ транс — немного странно.
0
Здесь был компромис, хочется компактности, но в то же время — давно лежал подходящий трансформатор. Да и размеры 100х85х90мм не сказать что большие, просто корпус дешёвый, но не очень удачный в плане конструкции.
0
Осознал почему импульсный 20В 4А блок питания ноутбука заметно быстрее выводил паяльник на заданную температуру — думаю, что возможности трансформатора ограничивает диодный мост кц402а (600В, 1А).
Если у тебя транс перемотан с 380V на 220V, то возможно ошибка кроется в обмотках. На фото видно что сеть подключена к клеммам 380V, и видно что использовалась не заводская пропитка обмоток. Судя по размерам транс около 100 ватт, а этого должно с лихвой хватить. Но все же лучше ставить импульсник. Выигрыш и по массе и по габаритам. Кроме того есть такой нюанс который часто не учитывается при конструировании, это распределение центра тяжести в устройстве. Берешь такой прибор, который на вид вроде легкий, а он норовит выпасть выворачиваясь из рук.
0
Транс вроде бы заводской, т.к. у меня два из одной серии, покупал 220В с вторичными обмотками на 24В и 5В, и в нагрузку взял этот на 380В с вторичной обмоткой на 29В. Проверил, при подключении к 220В выдаёт 19-20В, и вот решил использовать. Импульсный блок использовать не стал ещё и потому, что трансформаторной бп прост как бревно, кроме обрыва обмотки и межвиткового, ничего с ним не может случиться. А по развесовке, корпус маленький, после установки трансформатора свободным остается чуть больше четверти пространства. Так что, станция получилась устойчивой. Смущает разве что положение трансформатора на боку, но на обмотки он не опирается, так что пусть будет так.
0
Ну вот тебе и ответ. Получается что у этого транса при подключении к сети 220 V неверный коэффициент трансформации. Вернее он верный но к первичке прикладывается неверное напряжение. В следствии падение напряжения и тока на выходе.
Я иногда пользуюсь таким приемом когда мотаю трансформаторы, когда необходимо регулировать выходной ток на выходе вторички чтоб разгрузить контакты переключателей и уменьшить потери по питанию.
0
Спасибо, теперь все встало на места. Сменил прошивку, как писал ранее, погонял станцию, в общем, мне очень нравится. Ничего больше менять не буду. Если сможете подсказать для общего развития, какой примерно получается ток на данном трансе, буду премного благодарен.
0
На вскидку не скажу, так как дать правильный ответ в данном случае просто не возможно. Можно поступить несколькими способами:
1) Списываешь с него данные и гуглишь в интернете. Штука у тебя стандартная, поэтому все данные по трансу думаю найдешь. Но. Но. Параметры только для сети 380 V.
2) Делаешь необходимые измерения а потом и расчеты. Тогда и узнаешь на что он способен. Но все расчеты будут приблизительными, так как есть много подводных камней которые известны только производителю ( таких как марка стали, коэффициент заполнения, зазоры между сердечниками, направление намотки и тд. и тп.). Но думаю ты на вряд ли этим будешь заниматься, ведь тебя и так уже как я понял на начальном этапе все устраивает. Хотя в плане общего развития это никому не мешает.
3) И последнее. К этому ты все равно, рано или поздно придешь. Будешь делать подходящий блок питания и корпус соответственно. Так как эксплуатация покажет все достоинства и недостатки устройства.
0
Меня тоже в свое время эта станция потрясла(в хорошем смысле слова) своей очаровательной дебильностью простотой. Самое интересное, что эта конструкция мегапопулярна и #1 во всем разделе «Я сделал» форума.

Заглянув в ее код, можно увидеть в самом начале:
//коэф ПИДа
#define Kp 1
#define Ki 5
#define Kd 10
Но есно, никакого ПИДа далее нет — а нах он нужен? — видимо решил автор.
И далее следует конгениальный код — все просто, и без всяких матанов и прочих яйцеголовых вы@бонов :DDDD
if (CopperTemp>CurrentCopperTemp-3) {
    if ((CopperTemp-CurrentCopperTemp)>30) OCR1A=1023;
    else OCR1A=CopperTemp<<1;
    }
else {
    if ((CurrentCopperTemp-CopperTemp)>10) OCR1A=0;
    else OCR1A=CopperTemp;
};
Видимо в этом и состоит секрет ее успеха. И самое главное, судя по отзывам ее изготовивших: жарит хорошо — все довольны…
0
Я почти ноль в вопросах программирования avr, так что мне сложно прокомментировать сказанное во втором пункте.
На самом деле, я знал, что комнатная температура принята у автора за 30 градусов, но как показывает практика, если не заморачиваться над каждым градусом, то этого достаточно для домашнего использования. Свой вариант я не калибровал, просто запомнил при каких температурах плавится мой припой, кстати, непонятного состава, купленный на рынке.

А если копнуть глубже — автор прошивки создал рабочую программу, а Вы?
0
Дык, я наоборот хвалю эту конструкцию(по-своему), а сарказм был не в сторону автора.

P/S/ Только вот ОГРОМНЫЙ минус — она, как и Lukey, просто может спалить вам хату. Видимо надо что-то делать с феном и его управлением для безопасности. Опять эта пресловутая схема с управляющим симистором, как и в Lukey, и опять она горит.
0
Понял, и о случаях читал… Лично я не оставляю без присмотра такие вещи, беспокоиться нужно тем, кто занимается профессионально, паяет днями.
0
Видимо нужна отдельная схемка с нормально разомкнутым реле в цепи 220V фена и с RC-цепочкой, которая будет автоматически размыкаться через 1-3 мин, когда нет сигнала ШИМ с MCU для управления феном.
0
Сам автор схемы тиристор по упрощенной схеме подключает, с экономией паря резисторов, так что реле и rc цепочка — это вариант для идеалистов, но может кто и сделает :)
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.