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DIY数字焊台
发布时间:2021-04-26
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DIY数字焊台
发布时间:2021-04-26
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建立一个便宜而简单的DIY数字焊接站,通过PID系统实现自动化。简单来说,焊接站的自动电子控制系统会不断为您调整“调光旋钮”。当系统检测到烙铁头的温度低于设定温度时,系统将增加在烙铁头上产生热量所需的功率。当熨斗温度高于设定温度时,熨斗会断电,从而导致温度下降。系统可以非常快速地完成此过程,并不断地打开和关闭熨斗的加热元件,以保持烙铁头的恒定温度

零件材料:

  • Hakko 907手柄(克隆)
  • Arduino Nano
  • 降压转换器(D-SUN的MP2303)
  • 5针DIN母连接器
  • 直流插孔(2.1mm)
  • 24V 3A电源
  • 16X2 I2C液晶屏
  • LM358运算放大器IC
  • IRLZ44N MOSFET(IRLB4132)
  • 1N4007二极管
  • 470uF 25V电解电容器
  • 470Ω1 / 4W电阻
  • 2.7kΩ1 / 4W电阻
  • 3.3kΩ1 / 4W电阻
  • 10kΩ1 / 4W电阻
  • 10k电位器

注:视频原理图和PCB上的IRFZ44N标签是错字。使用IRLZ44N,它是IRFZ44N的逻辑级别版本。

推荐的MOSFET规格:

  • 逻辑电平N沟道MOSFET-逻辑电平MOSFET可以直接连接到逻辑引脚(和的数字引脚)。由于饱和栅极电压低于常规MOSFET的电压,因此逻辑电平MOSFET的栅极至源极的饱和电压为5V或3.3V(Vgs)。
  • Vds至少为30V(或更高)-这是MOSFET的电压极限,我们在24V下工作,Vgs应该为24V,但是通常的做法是增加一些稳定性。大多数MOSFET的典型Vgs为30V。只要其他规格在该范围内,使用具有较高Vgs电压的MOSFET都不会造成危害。
  • Rds(on)为0.022Ω(22mΩ)时,Rds(on)越低,即饱和时在MOSFET的漏极和源极引脚上形成的电阻越低。为了简化所有操作,Rds(on)越低,MOSFET的温度就越低。如果您的Rds(on)高,则MOSFET将运行在较暖的状态,因为即使MOSFET处于导通状态,功率也会通过其微小的电阻特性进行耗散。
  • Id至少为3A或更高(我建议高于20A) -这是MOSFET可以处理的最大电流。

示意图:

该项目使用简单的逻辑电平N沟道MOSFET作为PWM控制的开关设备,当做加热元件供电的数字开关。同相运算放大器(LM358)用于放大或放大分压器热敏电阻组合的微小电压。10k电位器用作可变温度控制旋钮,LED在项目中显示加热元件是否处于活动状态的指示器。

PCB:

校准Buck转换器:

由于大多数Arduino Nano克隆产品最多在15V的电压才不会烧毁AMS1117 5V稳压器,而加热元件需要24V才能最佳工作,因此在该项目中使用了I buck转换器。在Arduino Nano克隆产品中找到的AMS1117 5V稳压器的压差为1.5V,也就是说Arduino Nano的VIN引脚的输入电压必须为6.5V(5V + 1.5V)。

步骤:

  1. 将电源设置为24V
  2. 将电源连接到降压转换器的输入
  3. 使用万用表监控降压转换器的输出电压
  4. 调整微调电阻,直到获得6.5V的输出电压为止
  5. 使用7V可以获得更好的稳定性。

电路组装:

外壳3D打印:

3D打印机设置:

  • 在Creality CR-10上打印
  • 0.3毫米层高
  • 0.5mm喷嘴
  • 30%填充
  • 无需支持

 

3D打印文件(Solidworks和STL):

https://drive.google.com/drive/folders/1XxkaTaWJ18Doj8kBDomoZOCh-AUHW_hk

安装外部组件:

将LCD,10k电位器,DC插孔和驱动器板固定到位。然后将DIN连接器和LED胶粘到外壳上。

Hakko 907连接器:

Hakko手柄的专有5针DIN连接器,第三个引脚只是接地。

连接外部组件:

在DC插孔和组装好的驱动器板上加一个保险丝,以提供额外的保护。

编程:

步骤:

  1. 将Arduino连接到计算机
  2. 下载程序草图
  3. 如有必要,请对其进行调整
  4. 为Hakko 907手柄设定了标准化的值
  5. 确保已安装Wire.h和LiquidCrystal_I2C.h库
  6. 工具>开发板>选择Arduino Nano
  7. 工具>端口>选择连接Arduino的端口
  8. 上传草图/程序

代码的工作方式:

当系统检测到烙铁头的温度低于设定温度时,系统将增加在烙铁头上产生热量所需的功率。当熨斗温度高于设定温度时,熨斗会断电,从而导致温度下降。系统可以非常快速地完成此过程,并不断地打开和关闭熨斗的加热元件,以保持烙铁头的恒定温度。

Arduino代码(V1.0):https://drive.google.com/drive/folders/1Fzx1aGWWVwWpM4XlkMNgHRr_i4lYSarX

调整LCD对比度和电位计添加旋钮:

不熟悉Arduinos和16x2 LCD,则必须调整LCD的对比度微调电阻器,以使其正常显示。完成所有设置后,最终可以为电位计添加一个塑料旋钮以进行温度控制。

关闭机箱并打开电源:

确定焊接台已正确校准,就可以关闭并拧紧后面板。可使用电池或AC-DC电源。如果要使其获得最佳性能,请使用24V 3A电源。可使用金属外壳的SMPS电源,也可将笔记本电脑充电器用于焊台。通常额定为18V 2.5A的笔记本电脑充电器就可以使用,但熨斗的预热时间可能会达到37s。

视频教程:

 

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