Термостабилизатор паяльника на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

В паяльнике, который я использую (рис. 1), нагревательный элемент имеет четыре вывода: два - от собственно нагревателя, который при температуре 21 °С имеет сопротивление около 4 Ом, еще два - от терморезистора сопротивлением около 50 Ом при той же температуре. Существуют и паяльники (например RX-70G) с тремя выводами нагревательного элемента, один из них общий для нагревателя и терморезистора. Их тоже можно использовать с предлагаемым стабилизатором при небольшом изменении его схемы.

Технические характеристики

Температура стабилизации, °С......................150...350
Шаг установки температуры
стабилизации, °С .......10
Точность поддержания температуры, °С..................±3
Мощность паяльника, Вт...40
Время разогрева паяльника
от 21 °С до 260 °С, с............80

Основной недостаток обусловлен тем, что терморезистор, расположенный в непосредственной близости от нагревателя, но далеко от жала паяльника, с некоторой задержкой реагирует на изменение температуры конца жала. По этой причине паяльник со стабилизатором больше подходит для пайки малогабаритных, а не крупных, поглощающих много тепла деталей.

Схема устройства изображена на рис. 2. В программную память микроконтроллера DD1 необходимо загрузить коды из файла Stanciya hex, приложенного к статье. Конфигурация микроконтроллера должна соответствовать таблице.

Напряжение 15 В поступает на стабилизатор напряжения на микросхеме DA1, питающий напряжением 5 В цифровую часть устройства: микроконтроллер DD1, настроенный на работу от внутреннего RC-генератора частотой 8 МГц, и индикатор HG1.

Делитель напряжения, образованный резистором R2 и терморезистором паяльника, формирует напряжение, которое увеличивается с ростом температуры паяльника. Оно поступает на вывод PC0 микроконтроллера, служащий входом его встроенного АЦП. На основе полученного от АЦП значения программа микроконтроллера вычисляет текущую температуру нагревателя. В зависимости от отличия текущей температуры от желаемой таймер-счетчик 2 микроконтроллера, работая в режиме ШИМ (PWM), формирует на выводе РВ1 импульсы переменной скважности. Они открывают транзистор VT1, подключающий нагревательный элемент ЕК1 к источнику питания. Чем выше скважность импульсов, тем меньший процент времени работает нагреватель и меньше средняя мощность нагрева.

Информация на индикатор HL1 выводится в динамическом режиме. На схеме указан тип индикатора с общими катодами элементов каждого знакоместа, но имеется возможность заменить его индикатором с общими анодами Вывод РС5 микроконтроллера DD1 в первом случае остается неподключенным, а во втором - его следует соединить с общим проводом, как показано на схеме штриховой линией.

Рис. 3

Термостабилизатор может быть смонтирован на двусторонней печатной плате, изображенной на рис. 3. Она рассчитана на детали (за исключением микроконтроллера, индикатора и кнопок) для поверхностного монтажа, устанавливаемые на стороне печатных проводников. На той же стороне расположены контактные площадки для подключения источника питания (ХТ1, ХТ2), паяльника (ХТЗ, ХТ4, ХТ9, ХТ10), а при необходимости и программатора (ХТ5-ХТ8).

Все резисторы и керамические конденсаторы С2, СЗ - типоразмера 0805. Конденсатор С1 танталовый типоразмера А. Номиналы резисторов R3-R9 подобраны для индикатора указанного на схеме типа. Чтобы достичь оптимальной яркости при замене индикатора, может потребоваться их подборка Однако ток, текущий через каждый из резисторов, не должен превышать 20 мА.

Со стороны установки микроконтроллера, индикатора и кнопок на плате имеется проволочная перемычка. Обратите внимание, что отверстия для неиспользуемых по схеме выводов микроконтроллера на плате не предусмотрены Эти выводы необходимо отогнуть или вовсе удалить.

Источник напряжения 15... 17 В для питания паяльника и термостабилизатора может быть построен по схеме, изображенной на рис. 4. Напряжение на обмотке II трансформатора Т1 должно находиться в пределах 13... 15 В при токе нагрузки 2,5 А. Подойдет, например, трансформатор ТТП-40 на 12 В, если домотать его вторичную обмотку до нужного напряжения. Диодный мост VD1 рассчитан на напряжение 100 В и ток 4 А. Вместо него подойдет любой другой с такими же параметрами.

Если стабилизатор предполагается использовать с паяльником, имеющим общий вывод нагревателя и терморезистора, узел управления нагревателем следует собрать по схеме, показанной на рис. 5, исключив прежний (полевой транзистор VT1 и резистор R11 на рис. 2). Новый узел пригоден и для работы с четырехвыводным паяльником, если соединить вместе выводы NE2 и TR2 последнего.

После подключения к сети устройство работает в режиме ожидания: транзистор VT1 закрыт, паяльник не нагревается, на индикаторе - слово Ghf (англ. выключено). Чтобы включить паяльник, нужно нажать на любую из кнопок SB1. SB2. После этого если напряжение на выводе РСО микроконтроллера не превышает 2,5 В, начнется нагревание паяльника. На индикатор будет выведено быстро мигающее значение температуры стабилизации (при первом включении - 260 °С). Напряжение большее 2,5 В указывает на обрыв цепи терморезистора RK1 или на слишком маленькое сопротивление резистора R2. нагревание не начнется, а на индикаторе начнут попеременно мигать знаки .

Если цепь терморезистора в норме, паяльник нагревается с максимальной скоростью (коэффициент заполнения импульсов, питающего его напряжения, - 100 °о), а его текущая температура отображается на индикаторе. Начиная с температуры, на 4 °С меньшей заданной температуры стабилизации, коэффициент заполнения импульсов уменьшается, становясь равным нулю при температуре на 4 °С выше температуры стабилизации. В этом интервале коэффициент заполнения автоматически регулируется так чтобы поддерживать температуру паяльника максимально близкой к заданной.

Если требуется увеличить температуру стабилизации, необходимо нажать на кнопку SB1, а если уменьшить, то на SB2. Ее новое значение появится на индикаторе В отличие от текущей температуры оно будет в течение нескольких секунд мигать. Каждое нажатие на кнопку увеличивает или уменьшает температуру на 10 °С. Приблизительно через 2 мин после последнего изменения установленное значение температуры стабилизации будет записано в EEPROM микроконтроллера. Именно оно будет использовано при последующих включениях устройства.

Чтобы выключить паяльник и перевести термостабилизатор в режим ожидания, нажмите одновременно на обе кнопки.
Собранный термостабилизатор необходимо откалибровать. Встроенный в паяльник терморезистор в температурном интервале 150...350 °С имеет практически линейную зависимость сопротивления от температуры Цель калибровки - определение наклона этой зависимости по методике, изложенной в книге В. Трамперта "Измерение, управление и регулирование с помощью AVR микроконтроллеров" (издательство "МКПРЕСС", 2006). Потребуется образцовый термометр с термопарой Паяльник лучше расположить на открытой подставке.

Для того чтобы программа термостабилизатора вошла в режим калибровки, нужно включить устройство, удерживая нажатой любую из кнопок SB1, SB2. После отпускания кнопки паяльник начнет нагреваться, коэффициент заполнения импульсов питающего его напряжения при этом равен 10 %. На индикатор будет выведено число 150 - приблизительно до такой температуры должен нагреться паяльник. Через 7... 10 мин его температура установится. Ее нужно измерить, плотно прижав к рабочей части жала термопару образцового термометра, и установить измеренное значение на индикаторе, пользуясь кнопками SB1 и SB2.

Через несколько секунд после последнего нажатия на кнопку установленное значение будет записано в EEPROM микроконтроллера В дальнейшем оно будет использоваться программой при вычислениях. Далее коэффициент заполнения импульсов увеличится до 40 %, а на индикатор будет выведено число 300. Спустя 5...7 мин, когда температура паяльника перестанет увеличиваться необходимо облудить его жало и погрузить в расплавленный припой термопару образцового термометра. Его показания описанным выше способом также вводят в термостабилизатор, они сохраняются в EEPROM и используются программой при вычислении. По завершении калибровки программа микроконтроллера перейдет в обычный режим ожидания.

Автор: Д. Мальцев, г. Москва; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Ослабление костей - препятствие для дальних космических полетов 16.01.2018 Дополнительное препятствие для полетов человека к дальним объектам Солнечной системы обнаружили ученые клиники Шарите в Берлине. Оказалось, что помимо ослабления костной ткани, а также опасности, вызванной солнечной и космической радиацией, их может беспокоить такой фактор, как космическая лихорадка, возникающая в условиях невесомости. Медики изучали данные астронавтов, работавших на Международной космической станции, и пришли к выводу, что температура повышается не сразу по прилету на МКС, а через несколько месяцев. В среднем разница между космической и земной температурой испытуемых составляет один градус, то есть на борту у космонавтов обычно фиксируется 37°. Один из участников исследования, Ханнс-Кристиан Гунга, отмечает также, что во время физических упражнений температура астронавтов на борту иногда подскакивала и до 40°. Он отмечает, что исследование было круглосуточным, в эксперименте участвовали по очереди 11 человек. Для этого использовались датчики для фиксации малейших изменений температуры в артериальной крови, которые наклеивались членам космического экипажа на лоб. Эти датчики показывали малейшие колебания центральной температуры тела в условиях микрогравитации. В итоге ученые пришли к выводу, что температура на борту МКС повышалась по ряду объективных причин, факторов отсутствия определенных земных условий. Например, необходимой скорости испарения пота, который должен охлаждать организм.

Другие интересные новости:

▪ Минисканер определит состав любого объекта

▪ Антимикробные добавки не нужны

▪ 1,5 миллиарда телефонов к 2011 году

▪ Телефон в часах

▪ Электрокроссовер Porsche Macan

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Стоматология. Шпаргалка

▪ статья Почему центр Земли горячий? Подробный ответ

▪ статья Люцерна тропическая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Предварительный усилитель для цветомузыки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двухтональная электронная сирена. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026