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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Кондиционер без сквозняков 25.05.2020 Компания Samsung Electronics начала продажу кондиционеров с неподвижным потоком воздуха и технологией Samsung Wind-Free. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) определяет "неподвижный воздух" как воздушные потоки со скоростью ниже 0,15 м/с. Кроме того, кондиционер отличается пониженным уровнем энергопотребления, тихой работой и обладает самым высоким рейтингом энергоэффективности в Европе. Кондиционер получил инверторный цифровой компрессор Digital Inverter Boost и трехступенчатую систему охлаждения. В ходе первого этапа температура быстро снижается, затем включается режим осушения, на третьем этапе включается система Wind-Free, когда охлажденный воздух медленно выпускается через 23 тыс. микроотверстий. В итоге в помещении прохладно, но нет ощущения сквозняка. Кондиционер сам выбирает наиболее подходящие настройки, анализируя погоду в помещении и на улице. С помощью приложения SmartThings можно удаленно включать и выключать кондиционер, выбирать и планировать режим работы. Фильтр Tri-Care улавливает мелкодисперсные частицы пыли, а также нейтрализует аллергены и бактерии. Предварительную очистку воздуха осуществляет моющийся фильтр Easy Filter Plus. Также в наличии функция осушения Auto Clean, которая предотвращает развитие грибков и бактерий на теплообменнике кондиционера после его выключения.

Другие интересные новости:

▪ Заработал крупнейший в мире черенковский телескоп

▪ Опасен не стресс, а реакция на него

▪ Искусственные органические нейроны

▪ Cоздание новых растений без встраивания ДНК

▪ Светодиодное табло предупредит водителя о появлении пешехода

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Колесо и повозка. История изобретения и производства

▪ статья Сколько лет и почему сохранялось в тайне открытие пролива между Новой Гвинеей и Австралией? Подробный ответ

▪ статья Инструктажи по охране труда

▪ статья Монтаж электропроводки в подвалах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой блок питания, 220/5 вольт 0,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026