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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Эффективный искусственный фотосинтез 18.11.2022 Команда химиков разработала систему искусственного фотосинтеза, в разы более эффективную, чем любые нынешние решения. Он может давать этанол, метан или другое топливо. Посредством этого процесса, возможно, мы скоро будем заправлять автомобили. В природе фотосинтез осуществляют несколько сложнейших комплексов и систем, которые трудно направить на выполнение других задач. Они поглощают воду и углекислый газ, расщепляют молекулы и перераспределяют атомы для получения углеводов. Над продуцированием вместо них метана химики сражаются десятки лет. Группа ученых из Чикагского университета решила добавить в реакцию то, чего в естественном фотосинтезе нет - аминокислоты. За основу приняли металлорганические каркасные структуры (MOF), класс материалов из ионов металла, связанных органическими молекулами. Затем из него создали слой, ставший поверхностью для химических реакций, и погрузили его в раствор с кобальтом. В заключение добавили аминокислоты. Результат показал, что таким образом можно улучшить обе половины реакции: процесс расщепления воды и процесс соединения электронов и протонов с диоксидом углерода. В обоих случаях аминокислоты повысили эффективность реакции на один порядок по сравнению с аналогичными методами. Искусственному фотосинтезу предстоит пройти долгий путь, прежде чем он сможет производить достаточное количество топлива, чтобы быть актуальным для широкого использования. Однако это важный шаг в нужном направлении. Кроме того, открытие можно применять в других химических реакциях, например в фармацевтике или производстве нейлона.

Другие интересные новости:

▪ Обезьяны вооружаются

▪ Игра в наперсток с волками

▪ Кошки охотятся

▪ Чистка зубов защищает сердце

▪ Умный рюкзак для слабовидящих

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Классический набор источников света. Искусство видео

▪ статья Для чего изначально был создан знак Голливуда? Подробный ответ

▪ статья Главный врач (директор, заведующий, начальник) учреждения здравоохранения. Должностная инструкция

▪ статья Простое противоугонное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фототранзисторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026