Termostato per saldatore su un microcontrollore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore

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Nel saldatore che uso (Fig. 1), l'elemento riscaldante ha quattro fili: due - dal riscaldatore stesso, che a una temperatura di 21 ° C ha una resistenza di circa 4 ohm, altri due - da un termistore con una resistenza di circa 50 ohm alla stessa temperatura. Esistono anche saldatori (ad esempio RX-70G) con tre conduttori dell'elemento riscaldante, uno dei quali è comune per il riscaldatore e il termistore. Possono essere utilizzati anche con lo stabilizzatore proposto con una leggera modifica del suo schema.

caratteristiche tecniche

Temperatura di stabilizzazione, °С......................150...350
Fase di impostazione della temperatura
stabilizzazione, ° С ....... 10
Precisione di mantenimento della temperatura, °С .................. ± 3
Potenza saldatore, W...40
Tempo di riscaldamento del saldatore
da 21 °С a 260 °С, s............ 80

Lo svantaggio principale è dovuto al fatto che il termistore, situato in prossimità del riscaldatore, ma lontano dalla punta del saldatore, reagisce con un certo ritardo alle variazioni di temperatura dell'estremità della punta. Per questo motivo, un saldatore con stabilizzatore è più adatto per saldare parti di piccole dimensioni, piuttosto che grandi parti che assorbono calore.

Lo schema del dispositivo è mostrato in fig. 2. È necessario caricare i codici dal file esadecimale Stanciya allegato all'articolo nella memoria di programma del microcontrollore DD1. La configurazione del microcontrollore deve corrispondere alla tabella.

La tensione di 15 V viene fornita al regolatore di tensione sul chip DA1, che fornisce 5 V alla parte digitale del dispositivo: il microcontrollore DD1, configurato per funzionare da un generatore RC interno a 8 MHz, e l'indicatore HG1.

Il partitore di tensione formato dalla resistenza R2 e dal termistore del saldatore genera una tensione che aumenta con la temperatura del saldatore. Va al pin PC0 del microcontrollore, che funge da ingresso del suo ADC integrato. In base al valore ricevuto dall'ADC, il programma del microcontrollore calcola la temperatura attuale del riscaldatore. In funzione della differenza tra la temperatura attuale e quella desiderata, il timer-contatore 2 del microcontrollore, operando in modalità PWM, genera all'uscita PB1 degli impulsi di duty cycle variabili. Apre il transistor VT1, che collega l'elemento riscaldante EK1 alla fonte di alimentazione. Maggiore è il duty cycle degli impulsi, minore è la percentuale di funzionamento del riscaldatore e minore è la potenza di riscaldamento media.

Le informazioni vengono visualizzate sull'indicatore HL1 in modalità dinamica. Il diagramma mostra il tipo di indicatore a catodi comuni degli elementi di ogni dimestichezza, ma è possibile sostituirlo con un indicatore ad anodi comuni Nel primo caso l'uscita PC5 del microcontrollore DD1 rimane scollegata, nel secondo deve essere collegato a un filo comune, come mostrato nello schema da una linea tratteggiata.

Fig. 3

Lo stabilizzatore di temperatura può essere montato su un circuito stampato a doppia faccia, mostrato in fig. 3. È progettato per parti SMT (esclusi microcontrollore, indicatore e pulsanti) montate sul lato dei conduttori stampati. Sullo stesso lato sono presenti contatti per il collegamento di una fonte di alimentazione (ХТ1, ХТ2), un saldatore (ХТЗ, ХТ4, ХТ9, ХТ10) e, se necessario, un programmatore (ХТ5-ХТ8).

Tutti i resistori e i condensatori ceramici C2, C0805 sono della dimensione 1. Il condensatore C3 è tantalio, dimensione A. I valori dei resistori R9-R20 sono selezionati per l'indicatore del tipo indicato nel diagramma. Per ottenere una luminosità ottimale quando si sostituisce l'indicatore, potrebbe essere necessario selezionarli Tuttavia, la corrente che scorre attraverso ciascuno dei resistori non deve superare i XNUMX mA.

C'è un ponticello sul lato del microcontrollore, indicatore e pulsanti sulla scheda. Si prega di notare che non ci sono fori per i pin del microcontrollore che non vengono utilizzati secondo lo schema elettrico, questi pin devono essere piegati o completamente rimossi.

La sorgente di tensione 15 ... 17 V per alimentare il saldatore e lo stabilizzatore di calore può essere costruita secondo il circuito mostrato in fig. 4. La tensione sull'avvolgimento II del trasformatore T1 dovrebbe essere compresa tra 13 ... 15 V con una corrente di carico di 2,5 A. Ad esempio, un trasformatore da 40 V TTP-12 è adatto se si avvolge il suo avvolgimento secondario alla tensione desiderata. Il ponte a diodi VD1 è progettato per una tensione di 100 V e una corrente di 4 A. Invece, qualsiasi altro con gli stessi parametri andrà bene.

Se si suppone che lo stabilizzatore venga utilizzato con un saldatore che abbia un'uscita comune del riscaldatore e del termistore, l'unità di controllo del riscaldatore deve essere assemblata secondo lo schema riportato in fig. 5, escluso il primo (transistor ad effetto di campo VT1 e resistore R11 in Fig. 2). Il nuovo nodo è adatto anche per lavorare con un saldatore a quattro pin, se si collegano tra loro i pin NE2 e TR2 di quest'ultimo.

Dopo il collegamento alla rete, il dispositivo funziona in modalità standby: il transistor VT1 è chiuso, il saldatore non si riscalda, l'indicatore mostra la scritta Ghf (eng. off). Per accendere il saldatore, è necessario premere uno qualsiasi dei pulsanti SB1. SB2. Successivamente, se la tensione sul pin PCO del microcontrollore non supera i 2,5 V, il saldatore inizierà a riscaldarsi. L'indicatore visualizzerà un valore lampeggiante rapido della temperatura di stabilizzazione (alla prima accensione - 260 °C). Una tensione maggiore di 2,5 V indica un circuito aperto del termistore RK1 o una resistenza troppo bassa del resistore R2. il riscaldamento non si avvia e i segni lampeggiano alternativamente sull'indicatore .

Se il circuito del termistore è normale, il saldatore si riscalda alla massima velocità (il ciclo di lavoro degli impulsi che forniscono la sua tensione è di 100 ° o) e la sua temperatura attuale viene visualizzata sull'indicatore. Partendo da una temperatura di 4 °C inferiore alla temperatura di stabilizzazione impostata, il duty cycle degli impulsi diminuisce, divenendo uguale a zero ad una temperatura di 4 °C superiore alla temperatura di stabilizzazione. In questo intervallo il fattore di riempimento viene regolato automaticamente in modo da mantenere la temperatura del saldatore il più vicino possibile a quella impostata.

Se si vuole aumentare la temperatura di stabilizzazione è necessario premere il pulsante SB1, se si diminuisce premere SB2. Il suo nuovo valore apparirà sull'indicatore e, a differenza della temperatura attuale, lampeggerà per alcuni secondi. Ogni pressione del pulsante aumenta o diminuisce la temperatura di 10°C. Dopo circa 2 minuti dall'ultima modifica, il setpoint della temperatura di stabilizzazione verrà scritto nella EEPROM del microcontrollore. Verrà utilizzato alla successiva accensione del dispositivo.

Per spegnere il saldatore e mettere il termostato in modalità standby, premere entrambi i pulsanti contemporaneamente.
Il termostato assemblato deve essere tarato. Il termistore integrato nel saldatore nell'intervallo di temperatura di 150 ... 350 ° C ha una dipendenza quasi lineare della resistenza dalla temperatura.Lo scopo della calibrazione è determinare la pendenza di questa dipendenza secondo il metodo descritto nel libro di V. Trumpert "Misurazione, controllo e regolazione mediante microcontrollori AVR" (casa editrice "MKPRESS", 2006). Avrai bisogno di un termometro esemplare con una termocoppia È meglio posizionare il saldatore su un supporto aperto.

Affinché il programma dello stabilizzatore di temperatura entri in modalità di calibrazione, è necessario accendere il dispositivo tenendo premuto uno dei pulsanti SB1, SB2. Dopo aver rilasciato il pulsante, il saldatore inizierà a riscaldarsi, il duty cycle degli impulsi della tensione che lo fornisce è del 10%. Il numero 150 verrà visualizzato sull'indicatore: approssimativamente il saldatore dovrebbe riscaldarsi a questa temperatura. Dopo 7 ... 10 minuti, verrà stabilita la sua temperatura. Deve essere misurato premendo con forza la termocoppia di un termometro di riferimento sulla parte di lavoro della punta, e impostare il valore misurato sull'indicatore utilizzando i pulsanti SB1 e SB2.

Alcuni secondi dopo l'ultima pressione del pulsante, il valore impostato verrà scritto nella EEPROM del microcontrollore e in futuro verrà utilizzato dal programma per i calcoli. Inoltre, il ciclo di lavoro degli impulsi aumenterà al 40% e sull'indicatore verrà visualizzato il numero 300. Dopo 5 ... 7 minuti, quando la temperatura del saldatore smette di aumentare, è necessario irradiarne la punta e immergere la termocoppia del termometro di riferimento nella saldatura fusa. Le sue letture vengono inoltre inserite nello stabilizzatore di calore nel modo sopra descritto, vengono memorizzate in EEPROM e utilizzate dal programma nel calcolo. Al termine della calibrazione, il programma del microcontrollore entrerà nella normale modalità di attesa.

Autore: D. Maltsev, Mosca; Pubblicazione: radioradar.net

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