Controlador de ferro de solda para Hakko 907

Componentes e suprimentos

ferro de solda hakko 907

fonte de alimentação 24 V

Conversor DC-DC

Arduino Nano R3

max7219 controlador de matriz led

Capacitor 10 µF

Capacitor 100 nF

Buzzer

resistor 50k

Resistor 1k ohm

Resistor 100 ohm

Resistor 10k ohm

Resistor 2,21 k ohm

Transistor MOSFET irfz44n

Codificador rotativo com botão de pressão

barra led com 10 leds vermelhos

Indicador led de 7 segmentos

O núcleo de ferrite

diodo 1N5408

Aviation Plug 5 pinos 16 mm GX16-5

cabo duplo feminino para feminino

Ferramentas e máquinas necessárias

Ferro de soldar (genérico)

Aplicativos e serviços online

Arduino IDE

Sobre este projeto

Isenção de responsabilidade

Esta é a segunda versão do software do controlador. Alguns bugs foram corrigidos, novo menu implementado. Isto controlador é não mais compatível. Para quem vai construir seu próprio controlador de solda do zero, é altamente recomendável construir outra versão do controlador de solda disponível aqui . Se você construiu o controlador de acordo com a primeira versão deste artigo, atualize o firmware do controlador. É necessário realizar o procedimento de ajuste mais uma vez após o firmware atualizar.

Primeiro, houve uma ideia

Quando eu navegava na Internet em busca de projetos interessantes, o projeto da estação de solda feita à mão me tocou muito. O projeto ao mesmo tempo não era muito complicado, bem documentado e muito útil. Usei o ferro de soldar genérico sem nenhum controlador e não conseguia imaginar a diferença entre o ferro genérico e este. Portanto, foi uma ideia brilhante criar o próprio controlador para testá-lo.

O primeiro problema que enfrentei foi o conector, construído no ferro de solda. Era tão raramente usado que não consegui encontrar o soquete para ele, então usei outro par de conectores que se adequam às características do ferro de soldar. Este conector é o plug de aviação GX16-5, mencionado na lista de componentes abaixo. Quando todos os componentes forem entregues pelo correio, posso construir o próprio controlador de solda.

Os principais recursos do meu controlador são:

O método PID é implementado para manter a temperatura do ferro de solda. O ferro aumenta a temperatura em cerca de 30 segundos e a mantém dentro de 3 graus Celsius.

O controlador mantém a temperatura em caso de uso intenso porque o algoritmo PID é muito sensível e pode aumentar rapidamente a potência fornecida.

O controlador suporta dois modos de funcionamento:manter a temperatura e manter a energia fornecida.

O controlador implementa codificador rotativo acelerado. Quando o codificador é girado lentamente, a configuração da temperatura é alterada em 1 grau. Quando o codificador gira rapidamente, a configuração de temperatura é alterada em 5 graus.

A temperatura é armazenada no arduino EEPROM após o ferro de solda ser usado, caso as configurações de temperatura tenham sido alteradas.

O controlador salva em EEPROM duas configurações de personalização:o brilho da tela e as unidades usadas para a temperatura exibida (Celsius ou Farenheit)

O controlador implementa o buffer de anel para salvar parâmetros no arduino EEPROM, o que aumenta o recurso de uso da EEPROM, espero.

O controlador possui modo de calibração para ajudar a ajustar o resistor variável (consulte o esquema e a descrição mais adiante) e calibrar as configurações de temperatura. Este modo fornece ajuda durante o procedimento de configuração do controlador.

Como mencionei antes, o controlador tem vários modos:

modo de espera

modo de trabalho principal (manter a temperatura)

modo de energia (mantenha a energia fornecida)

modo de configuração

modo de sintonia (calibração do controlador de solda)

Quando o controlador acaba de ligar, o modo de espera é ativado. Neste modo, o ferro de soldar é desligado e a mensagem 'OFF' é exibida na tela principal. As configurações de temperatura às vezes são exibidas na tela principal neste modo (símbolo 't.' No segmento esquerdo). A temperatura necessária pode ser ajustada girando a manopla do codificador. Se o ferro de solda foi usado anteriormente, o indicador no modo de espera é animado o 'processo de resfriamento' e a barra de led indica o quão quente está o ferro. Quando o ferro esfria, a mensagem 'C0Ld' é exibida na tela principal.

Para ligar o ferro de solda, empurre a alça do codificador levemente. O controlador mudará para o modo principal. Agora o controlador mantém a temperatura do ferro de solda próxima à temperatura necessária. Girando o codificador, é possível alterar a temperatura necessária. A tela principal exibia a temperatura definida (símbolo 't.' No dígito esquerdo) ou a temperatura atual do ferro de solda. O indicador de barra LED mostra a alimentação fornecida. Para retornar ao modo de espera, pressione levemente a alça do codificador.

O modo de energia pode ser ligado pressionando longamente o codificador enquanto estiver no modo principal. No modo de energia, você pode ajustar diretamente a energia fornecida ao ferro de solda manualmente, girando o codificador. A tela principal mostra a temperatura do ferro, a barra de led exibe a energia fornecida. Pressione e segure a manopla rotativa do codificador para retornar o controlador do modo de energia para o modo principal.

Para entrar no modo de configuração, pressione e segure o codificador no modo de espera. No modo de configuração, os parâmetros de configuração podem ser ajustados. Existem 5 entradas de menu neste modo:

unidades de temperatura ('Un. C / F')

brilho da tela ('br. [0-15]')

a calibração do ferro ('tunE')

salve as alterações ('APLy')

cancelar alterações ('CACL')

Girando a alça, selecione o item de menu. Para alterar o item selecionado, pressione levemente a alça do codificador. Após ajustar o parâmetro, pressione a alça novamente para retornar ao menu de configuração. Pressionar longamente o manípulo do codificador pode ser usado para retornar ao modo de espera e salvar os parâmetros na EEPROM. É possível salvar os parâmetros pressionando levemente o codificador no item 'Aplicar'. Para retornar do menu ao modo principal descartando quaisquer alterações, pode-se aguardar 30 segundos ou selecionar o item 'cancelar'.

A mudança do esquema chave das leituras do sensor

O esquema elétrico deste controlador apresenta pequenas alterações em relação ao original. Primeiro, meu cabo de ferro, hakko 907, use o resistor térmico, não o termopar para medir a temperatura. Isso significa que o esquema utilizado para a leitura da temperatura deve ser alterado conforme mostrado na figura abaixo.

O cabo hakko 907 tem uma resistência diferente do sensor:cerca de 50 ohm quando está frio e a resistência aumenta para cerca de 200 ohm quando a temperatura do ferro de solda chega a 400 graus Celsius. Provavelmente outro cabo de ferro pode ter parâmetros diferentes, então decidi usar um resistor variável para sintonizar o amplificador LM358N. Este resistor variável deve ser ajustado da seguinte maneira:quando o ferro está quente, a tensão de saída deve ser de cerca de 4 volts (a leitura do pino A0 no arduino é 700).

Nota para o segundo lançamento : O amplificador LM358N não é muito preciso. As leituras de temperatura têm algumas flutuações com este amplificador. Se você for construir um novo controlador, é recomendado usar outro versão do hardware ou substitua o amplificador por um mais preciso. Por exemplo ad822, lt1013 ou lmc6462.

Para simplificar o procedimento de calibração, o modo de ajuste é implementado dentro do controlador. O modo de sintonia pode ser executado a partir do menu de configurações.

O procedimento de calibração tem dois objetivos:ajustar o registro da variável e calcular as fórmulas que convertem as leituras de temperatura interna para graus Celsius ou Farenheit. A temperatura do ferro de solda é medida em unidades internas 0-1024 lendo o pino A0 do Arduino. Não é conveniente usar as unidades de temperatura interna, portanto, precisamos traduzir essas unidades para valores legíveis por humanos.

Modo de sintonia

Você precisa de um termômetro externo para calibrar o controlador.

No modo de sintonia, você pode ajustar o resistor variável e calibrar as leituras de temperatura do controlador. No esboço do programa, presume-se que o intervalo de temperatura do ferro de solda é 180-400 graus Celsius. É possível alterar este intervalo editando constantes dentro do programa.

O menu de melodia tem os seguintes 5 itens:

Ajuste a temperatura superior (quadrado no segmento esquerdo).

Ajuste a temperatura inferior (quadrado inferior no segmento esquerdo).

Grave os valores padrão na EEPROM ('dEFt').

Salve os dados de calibração ('APLy').

Voltar ao menu anterior sem as alterações ('CACL')

Os números nos dois primeiros itens do menu indicam as leituras do sensor das temperaturas superior e inferior. No início os valores são iguais a zero.

Quando o modo de sintonia é ativado, você precisa configurar as temperaturas máxima e mínima. Primeiro, configure a temperatura máxima. O controlador exibe as leituras de temperatura em unidades internas neste modo. Girando o codificador, ajuste a potência para manter os 400 graus Celsius (use um termômetro externo). No início, você pode aumentar a potência até o valor máximo para acelerar o aquecimento do ferro e, em seguida, diminuir a potência para manter a temperatura nos 400 graus.

Agora gire a alça do resistor variável para obter as leituras de cerca de 700 ou mais. Certifique-se de que esta leitura não seja a máxima, gire o registro da variável e obtenha 730-750, depois volte para 700. É importante porque o controlador deve ser capaz de medir a temperatura acima do valor máximo.

Quando o registro da variável for ajustado, pressione o codificador levemente. Agora é hora de ajustar a temperatura mínima, 180 graus. Gire o codificador para diminuir a potência para manter a temperatura de 180 graus e mantenha pressionado a alça para salvar as alterações ou selecione o item 'APLy' no menu. O controlador salva as leituras de temperatura interna de 400 e 180 graus Celsius. Esses dados serão usados para converter as leituras de temperatura interna em graus Celsius (ou Farenheit).

A pequena mudança de esquema do aquecedor do ferro de solda

Meu amigo aconselhou outra mudança de esquema para economizar o recurso dos capacitores da fonte de alimentação. Como você pode ver na imagem abaixo, o esquema implementa alguma idutividade para limitar o pico de potência quando o PWM ativa o transistor MOSFET.

A indutividade L1 é um núcleo de ferrite com cerca de 2 cm de diâmetro e 12 voltas de fio de 1 mm. O diodo 1N5408 remove a energia da indutividade L1 quando o MOSFET é fechado. Espero que este conselho possa economizar recursos de fonte de alimentação. Essa indutividade pode ser substituída por fio reto, se você não gostar de fazê-lo.