CUSTOMELECTRONICS.RU
Информационно-учебный блог о разработке электроники
Эл. почта: info@customelectronics.ru

Simple Solder MK936. Простая самодельная паяльная станция своими руками

В интернете очень много схем различных паяльных станций, но у всех есть свои особенности. Одни сложны для новичков, другие работают с редкими паяльниками, третьи не закончены и т.д. Мы сделали упор именно на простоту, низкую стоимость и функциональность, чтобы каждый начинающий радиолюбитель смог собрать такую паяльную станцию.

Для чего нужна паяльная станция

Обычный паяльник, который включается напрямую в сеть просто греет постоянно с одинаковой мощностью. Из-за этого он очень долго разогревается и никакой возможности регулировать температуру в нем нет. Можно диммировать эту мощность, но добиться стабильной температуры и повторяемости пайки будет очень сложно.
Паяльник, подготовленный для паяльной станции имеет встроенный датчик температуры и это позволяет при разогреве подавать на него максимальную мощность, а затем удерживать температуру по датчику. Если просто пытаться регулировать мощность пропорционально разности температур, то он будет либо очень медленно разогреваться, либо температура будет циклически плавать. В итоге программа управления обязательно должна содержать алгоритм ПИД-регулирования.
В своей паяльной станции мы, конечно, использовали специальный паяльник и уделили максимум внимания стабильности температуры.

Паяльная станция Simple Solder MK936

Паяльная станция Simple Solder MK936

Технические характеристики

  1. Питание от источника постоянного напряжения 12-24В
  2. Потребляемая мощность, при питании 24В: 50Вт
  3. Сопротивление паяльника: 12Ом
  4. Время выхода на рабочий режим: 1-2 минуты в зависимости от питающего напряжения
  5. Предельное отклонение температуры в режиме стабилизации, не более 5ти градусов
  6. Алгоритм регулирования: ПИД
  7. Отображение температуры на семисегментном индикаторе
  8. Тип нагревателя: нихромовый
  9. Тип датчика температуры: термопара
  10. Возможность калибровки температуры
  11. Установка температуры при помощи экодера
  12. Светодиод для отображения состояния паяльника (нагрев/работа)

Принципиальная схема

Схема предельно простая. В основе всего микроконтроллер Atmega8. Сигнал с оптопары подается на операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (для калибровки) и затем на вход АЦП микроконтроллера. Для отображения температуры использован семисегментный индикатор с общим катодом, разряды которого включены через транзисторы. При вращении ручки энкодера BQ1 задается температура, а в остальное время отображается текущая температура. При включении задается начальное значение 280 градусов. Определяя разницу между текущей и требуемой температурой, пересчитав коэффициенты ПИД-составляющих, микроконтроллер при помощи ШИМ-модуляции разогревает паяльник.
Для питания логической части схемы использован простой линейный стабилизатор DA1 на 5В.

Принципиальная схема Simple Solder MK936

Принципиальная схема Simple Solder MK936

Печатная плата

Печатная плата односторонняя с четырьмя перемычками. Файл печатной платы можно будет скачать в конце статьи.

Печатная плата Simple Solder MK936

Печатная плата Simple Solder MK936

Список компонентов

Для сборки печатной платы и корпуса потребуются следующие компоненты и материалы:

  1. BQ1. Энкодер EC12E24204A8
  2. C1. Конденсатор электролитический 35В, 10мкФ
  3. C2, C4-C9. Конденсаторы керамические X7R, 0.1мкФ, 10%, 50В
  4. C3. Конденсатор электролитический 10В, 47мкФ
  5. DD1. Микроконтроллер ATmega8A-PU в корпусе DIP-28
  6. DA1. CСтабилизатор L7805CV на 5В в корпусе TO-220
  7. DA2. Операционный усилитель LM358DT в корпусе DIP-8
  8. HG1. Семисегментный трехразрядный индикатор с общим катодом BC56-12GWA.Также на плате предусмотрено посадочное место под дешевый аналог.
  9. HL1. Любой индикаторный светодиод на ток 20мА с шагом выводов 2,54мм
  10. R2,R7. Резисторы 300 Ом, 0,125Вт — 2шт
  11. R6, R8-R20. Резисторы 1кОм, 0,125Вт — 13шт
  12. R3. Резистор 10кОм, 0,125Вт
  13. R5. Резистор 100кОм, 0,125Вт
  14. R1. Резистор 1МОм, 0,125Вт
  15. R4. Резистор подстроечный 3296W 100кОм
  16. VT1. Полевой транзистор IRF3205PBF в корпусе TO-220
  17. VT2-VT4. Транзисторы BC547BTA в корпусе TO-92 — 3шт
  18. XS1. Клемма на два контакта с шагом выводов 5,08мм
  19. Радиатор для стабилизатора FK301
  20. Колодка для корпуса DIP-28
  21. Колодка для корпуса DIP-8
  22. Разъем для подключения паяльника
  23. Выключатель питания SWR-45 B-W(13-KN1-1)
  24. Паяльник. О нем мы еще позже напишем
  25. Детали из оргстекла для корпуса (файлы для резки в конце статьи)
  26. Ручка энкодера. Можно купить ее, а можно напечатать на 3D-принтере. Файл для скачивания модели в конце статьи
  27. Винт М3х10 — 2шт
  28. Винт М3х14 — 4шт
  29. Винт М3х30 — 4шт
  30. Гайка М3 — 2шт
  31. Гайка М3 квадратная — 8шт
  32. Шайба М3 — 8шт
  33. Шайба М3 гроверная — 8шт
  34. Также для сборки потребуются монтажные провода, стяжки и термоусадочная трубка

Вот так выглядит комплект всех деталей:

Комплект деталей для сборки паяльной станции Simple Solder MK936

Комплект деталей для сборки паяльной станции Simple Solder MK936

Монтаж печатной платы

При сборки печатной платы удобно пользоваться сборочным чертежом:

Сборочный чертеж печатной платы паяльной станции Simple Solder MK936

Сборочный чертеж печатной платы паяльной станции Simple Solder MK936

Подробно процесс монтажа будет показан и прокомментирован в видео ниже. Отметим только несколько моментов. Необходимо соблюдать полярность электролитических конденсаторов,светодиода и направление установки микросхем. Микросхемы не устанавливать до тех пор, пока корпус полностью не собран и не проверено питающее напряжение. С микросхемами и транзисторами необходимо обращаться аккуратно, чтобы не повредить их статическим электричеством.
После того, как плата собрана, она должны выглядеть вот так:

Печатная плата паяльной станции в сборе

Печатная плата паяльной станции в сборе

Сборка корпуса и объемный монтаж

Монтажная схема блока выглядит следующим образом:

Монтажная схема паяльной станции

Монтажная схема паяльной станции

То есть осталось всего навсего подвести к плате питание и подключить разъем паяльника.
Для начала необходимо прикрутить разъем к правой стенке корпуса, а уже затем припаивать провода от разъема к плате. При этом контакты припаиваются один к одному. То есть первый к первому, второй ко второму и т.д. Обратите внимание, что на печатной плате есть дополнительные отверстия рядом с монтажными. Через них можно пропустить провода для дополнительной фиксации.

Подключение разъема паяльника

Подключение разъема паяльника

Далее необходимо скрутить винтами левую и заднюю стенки корпуса. Помните, что оргстекло — хрупкий материал, и не перетягивайте резьбовые соединения!

Сборка корпуса паяльной станции

Сборка корпуса паяльной станции

На следующем этапе эти две части собираются вместе. Затем необходимо подключить провода питания. Плюс питания подключается через выключатель питания. Обратите внимание, что устанавливать лицевую панель пока не надо.

Сборка корпуса паяльной станции

Сборка корпуса паяльной станции

Прошивка контроллера и настройка

HEX-файл для прошивки контроллера вы сможете найти в конце статьи. Фьюз-биты должны остаться заводскими, то есть контроллер будет работать на частоте 1МГц от внутреннего генератора.
Первое включение следует производить до установки микроконтроллера и операционного усилителя на плату. Подайте постоянное напряжение питания от 12 до 24В (красный должен быть "+", черный "-") на схему и проконтролируйте, что между выводами 2 и 3 стабилизатора DA1 присутствует напряжение питания 5В (средний и правый выводы). После этого отключите питание и установите микросхемы DA1 и DD1 в панельки. При этом следите за положением ключа микросхем.
Снова включите паяльную станцию и убедитесь, что все функции работают правильно. На индикаторе отображается температура, энкодер ее изменяет, паяльник нагревается, а светодиод сигнализирует о режиме работы.
Далее необходимо откалибровать паяльную станцию.
Оптимальный вариант при калибровке – использование дополнительной термопары. Необходимо выставить требуемую температуру и проконтролировать ее на жале по эталонному прибору. Если показания различаются, то произведите подстройку многооборотным подстроечным резистором R4.
При настройке помните, что показания индикатора могут отличаться незначительно от фактической температуры. То есть, если вы установили, например, температуру "280", а показания индикатора в небольшой степени отклоняются, то по эталонному прибору вам нужно добиваться именно температуры 280°С.
Если под рукой нет контрольного измерительного прибора, то можно установить сопротивление резистора около 90кОм и потом подбирать температуру опытным путем.
После того, как паяльная станция проверена, можно аккуратно, чтобы не потрескались детали, установить лицевую панель.

Видео работы

Мы сняли краткое видео-обзор

…. и подробное видео, на котором показан процесс сборки:

Заключение

Это простая паяльная станция сильно изменить ваше впечатление о пайке, если вы паяли до этого обычным сетевым паяльником. Вот так она выглядит, когда сборка завершена:

Паяльная станция Simple Solder MK936

Паяльная станция Simple Solder MK936

О паяльнике надо сказать еще пару слов. Это самый простой паяльник с датчиком температуры. У него обычный нихромовый нагреватель и самое дешевое жало. Мы рекомендуем вам сразу приобрести для него сменное жало. Подойдет любое с внешним диаметром 6,5мм, внутренним 4мм, и длиной хвостовика 25мм.

Паяльник в разобранном виде с запасным жалом

Паяльник в разобранном виде с запасным жалом

Файлы для скачивания

Печатная плата в формате Sprint Layout
Прошивка для микроконтроллера
Файл для резки оргстекла
Модель ручки энкодера для 3D-печати

Также эту паяльную станцию можно приобрести в виде набора для самостоятельной сборки в нашем магазине и у наших партнеров GOOD-KITS.ru и ROBOTCLASS.ru.

Метки: , , , , , , , , , Просмотров: 22495

Error. Page cannot be displayed. Please contact your service provider for more details. (13)