Паяльная станция t12 своими руками на ардуино

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 08.09.2024

Давно хотел купить станцию, но из-за финансовых проблем не представилась возможность и чуть подумав решил - а нельзя ли ее сделать своими руками?

Верхняя строка - заданная температура паяльника и действующая температура на нем, данные обновляются несколько раз в секунду (0-480гр)

Нижняя строка - заданная температура фена, действующая температура на нем (0-480гр), а также скорость вращения встроенного в фен вентилятора (0-99)

Плата и схема

Печатную плату можете скачать (+ схема и прошивка) тут, все в оригинале, как у автора.

Несколько советов для тех, кому лень смотреть ролики (хотя в них я все довольно подробно пояснил)

Размеры печатной платы уже установлены, зеркалить тоже не нужно. Клеммы, через которые органы управления стыкуются с платой желательно заменить, т.е вместо клемм использовать обычный способ - взять провода и запаять в соответствующие отверстия на плате.

Во время травления ОБЯЗАТЕЛЬНО сверить участки платы с шаблоном , поскольку в некоторых местах выводы SMD компонентов могут образовать КЗ, на фото все это прекрасно видно

МК типа ATMEGA328 - тот же микроконтроллер, которых на платках программатора с набором arduino uno, в Китае стоит копейки, но с мк вам будет нужен либо самодельный программатор, либо родной arduino uno, а также кварцевый резонатор на 16МГц.

МК полностью отвечает за управление и вывод данных на ЖК дисплей. Управление станцией довольно простое - 3 переменных резистора на 10кОм (самые обычные, моно - 0,25 или 0,5 ватт) первых отвечает за температуру паяльника, второй - вена, третий увеличивает или уменьшает обороты встроенного в фен кулера.

Паяльник управляется мощным полевым транзистором, через который будет протекать ток в до 2-х Ампер, следовательно на нем будет нагрев, будет также нагреваться и симистор - его вместе с транзистором и стабилизатором на 12 Вольт проводами вывел на общий теплоотвод, дополнительно изолировал корпуса этих компонентов от радиатора.

Светодиоды обязательно взять 3мм с небольшим потреблением (20мА) из за использования более мощных светодиодов 5мм (70мА) у меня не работал фен, точнее не шел нагрев. Причина в том, что светодиод на плате и светодиод, который встроен в опторазвязку ( он и собственно управляет всем узлом нагрева фена) подключены последовательно и попросту не хватало питания, чтобы светодиод в опторазвязке засвечивался.

Паяльник

Сам взял паяльник Ya Xun для станций такого типа 40 ватт с долговечным жалом. Штекер имеет 5 пинов (контактных отверстий), распиновка штекера ниже

Учитывайте, что на фото распиновка штекера, который на самом паяльнике,

Паяльник имеет встроенную термопару, данные из которого принимаются и расшифруются уже самой станцией. ОБЯЗАТЕЛЬНО нужен паяльник с термопарой, а не с термистором в качестве датчика температуры.

Термопара имеет полярность, при неверном подключении термопары паяльник после включении наберет максимальную температуру и станет неуправляемым.

Фен

В принципе мощность может быть от 350 до 700 ватт, советую не более 400 ватт,

того сполна хватит для любых нужд. Фен тоже со встроенной термопарой в качестве температурного датчика. Фен должен быть со встроенным кулером. Имеет гнездо 8 пин, распиновка гнезда на фене представлена ниже.

Внутри фена имеется сам нагреватель на 220 Вольт, термопара, вентилятор и геркон, последний сразу можно выкинуть, в этом проекте он не нужен.

Нагреватель не имеет полярности , а термопара и кулер - имеют, так, что соблюдайте полярность подключения, в противном случае мотор не будет крутиться, а нагреватель наберет максимальную температуру и станет неуправляемым.

Блок питания

Любой (желательно стабилизированный адаптер) 24 Вольт минимум 2 Ампер, совету- 4-5 Ампер. Отлично подойдут универсальные зарядники для ноутбуков, в которых есть возможность подстройки выходного напряжение 12 до 24 Вольт, защита от коротких замыканий и стабилизированных выход - а стоит копейки, сам выбрал именно такой.

Можно также использовать маломощный блок питания для светодиодных лент 24 Вольт, есть с током от 1 Ампер.

Можно также слегка доработать электронный трансформатор ( как самый бюджетный вариант) и внедрить в схему, более детально о блоках питания я пояснил в конце видеоролика (часть 1)

Можно также использовать трансформаторный блок питания - можно и не стабилизированный, но повторюсь - стабилизацию иметь желательно.

Монтаж и корпус

Корпус от китайской магнитолы, к ней отлично подошел дисплейчик 16х2, все органы управления установлены на отдельный пластиковый лист и стыкованы к нижней части магнитолы.

Основные силовые компоненты укреплены на теплоотвод, через дополнительные изоляционные прокладки и пластиковые шайбы. Теплоотвод взят от нерабочего бесперебойника.

Он нагревается, но только после долгой работы феном на большой мощности, но все это терпимо, к стати - на плате предусмотрен дополнительный выход 12 Вольт для подключения купера, так, что можно и отдувать радиатор если в этом есть нужда.

Настройка

В принципе для настройки нужен либо термометр либо тестер с термопарой и возможностью измерения температуры.

Для начала нужно выставить на паяльнике некоторую температуру (к примеру 400гр) дальше прижать термопару к жалу паяльника, чтобы понять реальную температуру на жале, ну а дальше просто с помощью подстроечного резистора на плате (медленное вращение) добиваемся того, чтобы сравнить реальную температуру на паяльнике (которая выводится на дисплей) с той, что показывает термометр.

То же самое нужно проделать с феном, только термометр нужно поставить под струю горячего воздуха.

Очень совету- подстроечные резисторы взять многооборотные для удобной и наиточной настройки.

К стати - третий подстроечник на плате отвечает за контраст дисплея.

Минусы

Честно скажу - не заметил, конструкция универсальна, удобна, проста и одновременно получаем профессиональную паяльную станцию для любых нужд, за что и автору большой респект.

Основные достоинства и затраты.

Ценовая категория таких станций в районе 100 - 150 $, у нас есть полное управление феном и паяльником и достаточно умная начинка, которая выводит все данные на жк дисплей, в бюджетных станциях вместо дисплея обычные светодиодные индикаторы.

Умная система управления термофеном - при отключении самого фена кулер будет работать до тех пор, пока не охладит нагреватель, затем сам по себе отключится, тоже очень продуманное решение для безопасности, которое имеется на всех профф. станциях.

Приборы конкретного бренда дороги и труднодоступны. Но в свободной продаже есть множество полнофункциональных аналогов. Более того, обладая навыками радиомонтажника, мастер может собрать паяльный аппарат своими руками на базе Arduino за вполне приемлемые деньги.

Особенности

Схемотехника микроконтроллерных устройств на базе платформы Arduino долгое время была полностью открыта. В последнее время уже невозможно остановить распространение микроэлектронных устройств на базе Arduino по системе удалённых почтовых продаж. Более того, в рамках этой платформы активно распространяются микроконтроллеры конкурентов – SM32 м ESP.

Такое богатство выбора резонно вызывает интерес домашних мастеров — как на базе готового набора собрать что-нибудь полезное в быту. Учитывая, что интерес проявляют радиомастера, неудивительно, что большинство самоделок касается технологий монтажа радиоэлектронных компонентов.

Если пытаться сделать паяльную станцию на базе Arduino, то первое, с чем сталкивается конструктор, это выбор платформы паяльника.

Существует три принципиально отличающиеся технологии паяльников с датчиками:

с терморезистором;
с термопарой;
инфракрасная.

Первые недороги и широко распространены. Терморезистор, как правило, представляет собой всего лишь кусочек проволоки, изготовленной из особого материала. Это дёшево, но не обеспечивает должного качества измерения температуры.

Термопара, наоборот, обеспечивает крайне точное измерение. Но для этого в комплекте с термопарой нужно использовать специальный усилитель сигнала, калибрующий выходной сигнал согласно стандартам.

При возможности выбора всегда рекомендуется вариант с термопарой. Контроллеры, управляющие такими устройствами, не только технически сложнее, они точно отображают температуру жала паяльника. У них обычно есть цифровой индикатор, ориентируясь на который можно дозировать нагрев паяльника.

Инструменты и материалы

Понадобятся привычные инструменты для работы с пластиком и лёгким металлом:

Как и при создании любого радиоэлектронного инструмента, незаменимы комплект изолированных проводников, рулон качественной изоленты и комплект материалов для пайки.

К паянным соединениям паяльной станции требуется отнестись с особым вниманием. В отличие от аппаратов, которые конструируются мастером своими руками по собственной схеме, паяльные станции на основе Arduino собираются из готовых узлов и модулей.

При этом нет уверенности, что конструкторы модуля задумывались о потребностях конечного потребителя.

Ключевым аспектом такого метода конструирования является то, что отдельные модули соединяются быстроразъёмными соединениями. Это облегчает начальное конструирование, но значительно снижает итоговую надёжность конструкции.

Для соединения обычно применяются штепсели малых калибров. Такие соединители облегчают макетное конструирование, но совсем ненадёжны. Лучшим способом соединения модулей после первоначальной отладки является соединение медными проводниками с помощью пайки.

Изготовление

Обратите внимание, что паяльная станция является прибором долговременного пользования. Поэтому, конструируя самодельный аппарат, не спешите и предпочитайте проверенные годами решения. Например, изготавливая своими руками паяльную станцию широкого применения, имейте в виду, что самодельный аппарат должен быть собран на базе самых надёжных компонентов.

Профессиональные паяльные станции обладают возможностью ИК-нагрева. Это означает, что для обеспечения должной температуры в области пайки вовсе не используются способы контактного нагрева.

Задача переноса тепла перекладывается на бесконтактные приборы, излучающие ИК-лучи.

В качестве источников нагрева в бесконтактных станциях часто используют мощные галогеновые лампы накаливания, тогда как контактные паяльники обладают простым прибором нагрева в виде нихромовой спирали вокруг массивного медного жала.

Задавшись целью создать паяльную станцию на базе Arduino, надо в первую очередь присмотреться к аккуратности изготовления готовых комплектов. Обратите внимание, что в некоторых дешёвых наборах для сборки не только нет высоковольтных проводов, но порой даже отсутствует схема соединения.

Значительное внимание следует уделить корпусу прибора. Самодельная паяльная станция должна быть одновременно компактной, аккуратной и удобной.

При проектировании паяльной станции на базе Arduino приходится учитывать стандартные размеры печатных плат производителей электроники.

В качестве примера паяльной станции на основе Arduino можно взять конструкцию, неоднократно опробованную мастерами.

Финишные работы

Коль скоро специалист решил построить паяльную станцию на недорогих компонентах, но своими руками, нельзя рассчитывать, что он удовлетворится стандартными решениями. Приходится применять фантазию и использовать подручные средства.

Первое, что привлекает внимание посетителя лаборатории — необычный вид электронных приборов. Проектируя самодельную паяльную станцию, это можно предусмотреть.

Например, очень необычно выглядят самодельные аппараты, собранные на базе старых автомобильных магнитол.

В любом случае, работая с паяльным оборудованием, не забывайте о технике безопасности. Капля припоя может нанести глубокий ожог, а пары флюса и горелой изоляции обладают свойством провоцировать раковые опухоли.

Как сделать паяльную стнцию на Arduino своими руками, смотрите далее.

Ардуино – понятие, объединяющее известную итальянскую компанию и выпускаемые ею различные модели печатных плат с микроконтроллерами. Высокая популярность таких радиодеталей производства данного бренда в последнее время обусловлена простотой их использования, большим набором функций, несложным процессом программирования с целью создания на их основе управляющих модулей для различных устройств. Одним из таких устройств, собираемых на основе продукции итальянского бренда, является самодельная паяльная станция.

Паяльная станция – один из основных инструментов мастеров-радиоэлектроников и радиолюбителей, занимающихся пайкой чувствительных к высоким температурам радиодеталей. Однако приобрести качественно изготовленную и надежную паяльную станцию по карману далеко не каждому из данной категории людей. Выходом из такой ситуации, а также первым опытом по сборке и работе с подобным электроинструмент является самостоятельная сборка такого электроинструмента на основе микроконтроллера Ардуино – очень распространенной платы с процессором, обладающей небольшой ценой, высокой надежностью, возможностью самостоятельной прошивки.

Самостоятельная сборка такого электроинструмента с использованием микроконтроллеров Ардуино подразумевает минимальные знания радиоэлектроники и схемотехники, азов пайки мелких радиодеталей.

Назначение устройства и органы управления

Собранная своими руками станция для пайки на базе микроконтроллеров Ардуино применяется для следующих операций:

Пайка мелких радиодеталей – микросхем, диодов, резисторов, имеющих небольшую емкость керамических конденсаторов, тиристоров, полевых транзисторов;
Демонтаж вышедших из строя деталей при их замене, удаление припоя со старых печатных плат.

Для контроля и регулировки температуры, включения фена, паяльника в самостоятельно собранном устройстве применяют энкодеры – поворотные датчики с функцией замыкания цепи (при нажатии на энкодере замыкается электрическая цепь, и происходит включение паяльника или фена).

Реже для регулировки температурного режима рабочих органов такого электроинструмента применяют резисторы с переменным сопротивлением и кнопки включения и отключения отдельных компонентов.

Устройство и принцип действия

Основными составными частями такого самодельного электроинструмента для пайки радиодеталей являются следующие:

Корпус;
Рабочие органы электроинструмента – фен для бесконтактной пайки и паяльник;
Плата с микроконтроллером;
Светодиодный или жидкокристаллический дисплей;
Разъемы для подключения рабочих органов к управляющей плате;
Блок питания на 24 Вольта;
Энкодеры для регулировки температурного режима рабочих органов электроинструмента;
Сетевой кабель с вилкой.

Для удобства работы с таким устройством на корпусе должны быть специальные держатели рабочих органов.

Принцип работы такой паяльной станции следующий:

Особенности выбора паяльника

Для собираемой своими руками паяльной станции на основе микроконтроллеров ардуино необходим паяльник, отвечающий следующим требованиям:

Наличие качественного несгораемого покрытия жала;
Наличие в комплекте поставки паяльника 5 сменных наконечников для различных паечных работ;
Конусовидная форма основного жала;
Гибкий и надежный кабель с разъемом для подключения паяльника к корпусу;
Удобная ручка с накладкой из несгораемого и не проскальзывающего в руке материала.

Еще одним немаловажным критерием выбора паяльника для такого самодельного устройства является наличие внутри качественной и надежной термопары, отвечающей за предоставление информации о температуре нагрева жала управляющей плате самодельного электроинструмента.

Детали для паяльной станции

Паяльная станция на ардуино собирается с использованием следующих радиодеталей:

Плата с микроконтроллером модели arduino UNO R 3 на основе модуля ATmega328P;
3 энкодера для регулировки температуры жала паяльника, горячего воздуха и оборотов моторчика фена;
Импульсный блок питания на 24 Вольта с выходной силой тока 3 Ампера;
Понижающий преобразователь силы тока LM2596S;
Разъемы GX16-5 и GX16-8;
Паяльник от паяльных станций типа 852D +, 853D, 878AD, 937D;
Фен с насадками для формирования струй разогретого воздуха различной толщины;
Небольшой жидкокристаллический черно-белый или светодиодный дисплей.

Для программирования платы необходим специальный дата-кабель.

Схема подключения

Все указанные выше радиодетали используют для сборки паяльной станции по приведенной ниже элементарной схеме

Важно! Пайку деталей производят при помощи импульсного паяльника или другой паяльной станции. Категорически запрещается производить паечные работы с использованием простых нерегулируемых паяльников – использование подобных электроинструментов может привести не только к перегреву чувствительных к высоким температурам радиодеталей, но и к возникновению электрического пробоя.

Особенности монтажа и проверки работы схемы

Собирают устройство по приведенной выше схеме, соединяя микроконтроллер с отдельной платой, на которой монтируют дисплей, энкодеры. Плату преобразователя силы тока размещают на блоке питания.

Для соединения платы ардуино с другими частями устройства применяют специальные провода различных цветов.

Проверку работоспособности самостоятельно собранного электроинструмента производят до установки его компонентов в корпус.

Прошивка для паяльной станции на arduino

Для программирования, применяемого при сборке устройства микроконтроллера, используется специальная среда разработки Arduino IDE. Совместимая со всеми операционными системами персональных компьютеров и ноутбуков она позволяет написать простую программу и при помощи установленного на плате загрузчика установить ее на микроконтроллер.

Для написания алгоритма работы процессора платы используют такие языки программирования, как C и С++.

Изготовленное самостоятельно на основе различных микроконтроллеров устройство для пайки по своей надежности, набору функций и возможностей мало чем уступает, по себестоимости и вовсе превосходит заводские дорогостоящие аналоги. Собранный своими руками такой электроинструмент позволит его создателю приобрести очень ценный опыт по сборке подобного рода устройств.

Видео

Простыми паяльниками пользуются в основном начинающие радиолюбители. Те, кому приходится паять часто – покупают универсальные паяльные станции. Или делают их сами, ведь ничего сложного здесь нет. В этом проекте мы вам покажем, как создать на основе модуля Arduino простую паяльную станцию для стандартного паяльника JBC. Схема простая – но тут всё как положено: термопара, регулятор мощности, LCD дисплей и система поддержки температуры жала на стабильном уровне.

Схема принципиальная

Детали для паяльной станции

1x тороидальный трансформатор
2x 2W10 выпрямитель диодный
1x BTB26-600 симистор
1x MOC3020 оптрон
1x 4N25 оптрон
1x Arduino Pro Mini
1x SPI OLED LCD 96 x 64 на драйвере SSD1331
1x MAX6675 микросхема
2x 1000µF конденсатор
3x 100 Ом, 1x 330 Ом, 1x 2 кОм резисторы
1x 50к потенциометр

Код прошивки

В общем архиве имеется код для микроконтроллера Arduino к самодельной паяльной станции. Перед загрузкой убедитесь, что вы также загрузили и включили нужные библиотеки.

Далее смотрите фотографии готовой собранной схемы и электрических соединений внутри паяльной станции. Естественно вы можете делать её исходя из своей фантазии и имеющегося в наличии корпуса.

Читайте также: