Thermostat de fer à souder sur un microcontrôleur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques

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Dans le fer à souder que j'utilise (Fig. 1), l'élément chauffant a quatre fils: deux - du radiateur lui-même, qui à une température de 21 ° C a une résistance d'environ 4 ohms, deux autres - d'une thermistance avec une résistance d'environ 50 ohms à la même température. Il existe également des fers à souder (par exemple, RX-70G) avec trois fils de l'élément chauffant, l'un d'eux est commun pour le chauffage et la thermistance. Ils peuvent également être utilisés avec le stabilisateur proposé avec une légère modification de son schéma.

caractéristiques techniques

Température de stabilisation, °С......................150...350
Étape de réglage de la température
stabilisation, ° С ....... 10
Précision de maintien de la température, °С ................ ± 3
Puissance du fer à souder, W...40
Temps de préchauffage du fer à souder
de 21 °С à 260 °С, s............. 80

Le principal inconvénient est dû au fait que la thermistance située à proximité immédiate de l'élément chauffant, mais loin de la pointe du fer à souder, réagit avec un certain retard aux changements de température de l'extrémité de la pointe. Pour cette raison, un fer à souder avec un stabilisateur est plus adapté pour souder des pièces de petite taille, plutôt que de grandes pièces absorbant la chaleur.

Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 2. Il est nécessaire de charger les codes du fichier hexadécimal Stanciya joint à l'article dans la mémoire programme du microcontrôleur DD1. La configuration du microcontrôleur doit correspondre au tableau.

La tension de 15 V est fournie au régulateur de tension sur la puce DA1, qui fournit 5 V à la partie numérique de l'appareil : le microcontrôleur DD1, configuré pour fonctionner à partir d'un générateur RC interne de 8 MHz, et l'indicateur HG1.

Le diviseur de tension formé par la résistance R2 et la thermistance du fer à souder génère une tension qui augmente avec la température du fer à souder. Il va à la broche PC0 du microcontrôleur, qui sert d'entrée à son ADC intégré. Sur la base de la valeur reçue de l'ADC, le programme du microcontrôleur calcule la température actuelle du réchauffeur. En fonction de l'écart entre la température actuelle et celle souhaitée, le temporisateur-compteur 2 du microcontrôleur, fonctionnant en mode PWM, génère des impulsions cycliques variables en sortie PB1. Ils ouvrent le transistor VT1, qui relie l'élément chauffant EK1 à la source d'alimentation. Plus le cycle de service des impulsions est élevé, plus le pourcentage de temps de fonctionnement du chauffage est faible et plus la puissance de chauffage moyenne est faible.

Les informations sont affichées sur l'indicateur HL1 en mode dynamique. Le schéma montre le type d'indicateur à cathodes communes des éléments de chaque familiarité, mais il est possible de le remplacer par un indicateur à anodes communes.Dans le premier cas, la sortie PC5 du microcontrôleur DD1 reste non connectée, et dans le second il doit être connecté à un fil commun, comme indiqué sur le schéma par une ligne en pointillés.

Fig. 3

Le stabilisateur de température peut être monté sur une carte de circuit imprimé double face, illustrée à la fig. 3. Il est conçu pour les pièces SMT (à l'exclusion du microcontrôleur, de l'indicateur et des boutons) montées sur le côté des conducteurs imprimés. Du même côté se trouvent des plages de contact pour connecter une source d'alimentation (ХТ1, ХТ2), un fer à souder (ХТЗ, ХТ4, ХТ9, ХТ10) et, si nécessaire, un programmateur (ХТ5-ХТ8).

Toutes les résistances et condensateurs céramiques C2, C0805 sont de taille 1. Le condensateur C3 est au tantale, taille A. Les valeurs des résistances R9-R20 sont sélectionnées pour l'indicateur du type indiqué sur le schéma. Il peut être nécessaire de les appairer pour obtenir une luminosité optimale lors du remplacement de l'indicateur.Toutefois, le courant traversant chacune des résistances ne doit pas dépasser XNUMX mA.

Il y a un cavalier sur le côté du microcontrôleur, un indicateur et des boutons sur la carte. Veuillez noter que les trous pour les broches du microcontrôleur non utilisées selon le circuit ne sont pas prévus sur la carte, ces broches doivent être pliées ou complètement retirées.

La source de tension 15 ... 17 V pour alimenter le fer à souder et le stabilisateur thermique peut être construite selon le circuit illustré à la fig. 4. La tension sur l'enroulement II du transformateur T1 doit être comprise entre 13 et 15 V pour un courant de charge de 2,5 A. Par exemple, un transformateur 40 V TTP-12 convient si vous enroulez son enroulement secondaire à la tension désirée. Le pont de diodes VD1 est conçu pour une tension de 100 V et un courant de 4 A. Au lieu de cela, tout autre avec les mêmes paramètres fera l'affaire.

Si le stabilisateur est censé être utilisé avec un fer à souder qui a une sortie commune de l'élément chauffant et de la thermistance, l'unité de commande de l'élément chauffant doit être assemblée selon le schéma illustré à la fig. 5, à l'exclusion du premier (transistor à effet de champ VT1 et résistance R11 sur la Fig. 2). Le nouveau nœud convient également pour travailler avec un fer à souder à quatre broches, si vous connectez les broches NE2 et TR2 de ce dernier ensemble.

Après connexion au réseau, l'appareil fonctionne en mode veille: le transistor VT1 est fermé, le fer à souder ne chauffe pas, le mot Ghf (eng. off) est sur l'indicateur. Pour allumer le fer à souder, vous devez appuyer sur l'un des boutons SB1. SB2. Après cela, si la tension sur la broche PCO du microcontrôleur ne dépasse pas 2,5 V, le fer à souder commencera à chauffer. L'indicateur affichera une valeur clignotante rapide de la température de stabilisation (lors de la première mise en marche - 260 °C). Une tension supérieure à 2,5 V indique un circuit ouvert de la thermistance RK1 ou une résistance trop faible de la résistance R2. le chauffage ne démarrera pas, et les signes clignoteront alternativement sur l'indicateur .

Si le circuit de la thermistance est normal, le fer à souder chauffe à la vitesse maximale (le rapport cyclique des impulsions fournissant sa tension est de 100 ° o), et sa température actuelle s'affiche sur l'indicateur. A partir d'une température inférieure de 4 °C à la température de stabilisation réglée, le rapport cyclique des impulsions diminue, devenant égal à zéro à une température supérieure de 4 °C à la température de stabilisation. Dans cet intervalle, le facteur de remplissage est automatiquement ajusté de manière à maintenir la température du fer à souder aussi proche que possible de celle réglée.

Si vous souhaitez augmenter la température de stabilisation, vous devez appuyer sur le bouton SB1, et si vous la diminuez, appuyez sur SB2. Sa nouvelle valeur apparaîtra sur l'indicateur, contrairement à la température actuelle, elle clignotera pendant plusieurs secondes. Chaque pression sur le bouton augmente ou diminue la température de 10°C. Environ 2 minutes après le dernier changement, la consigne de température de stabilisation sera écrite dans l'EEPROM du microcontrôleur. Il sera utilisé la prochaine fois que l'appareil sera allumé.

Pour éteindre le fer à souder et mettre le thermostat en mode veille, appuyez simultanément sur les deux boutons.
Le thermostat assemblé doit être calibré. La thermistance intégrée au fer à souder dans la plage de température de 150 ... 350 ° C a une dépendance presque linéaire de la résistance à la température.Le but de l'étalonnage est de déterminer la pente de cette dépendance selon la méthode décrite dans le livre de V. Trumpert "Measurement, control and regulation using AVR microcontrollers" (maison d'édition "MKPRESS", 2006). Vous aurez besoin d'un exemple de thermomètre avec un thermocouple, il est préférable de placer le fer à souder sur un support ouvert.

Pour que le programme de stabilisation de la température passe en mode d'étalonnage, vous devez allumer l'appareil en maintenant enfoncé l'un des boutons SB1, SB2. Après avoir relâché le bouton, le fer à souder commencera à chauffer, le rapport cyclique des impulsions qui l'alimentent en tension est de 10%. Le nombre 150 s'affichera sur l'indicateur - le fer à souder devrait chauffer à peu près à cette température. Après 7 ... 10 minutes, sa température sera établie. Il doit être mesuré en appuyant fermement sur le thermocouple d'un thermomètre de référence sur la partie active de la pointe et en réglant la valeur mesurée sur l'indicateur à l'aide des boutons SB1 et SB2.

Quelques secondes après la dernière pression sur le bouton, la valeur définie sera écrite dans l'EEPROM du microcontrôleur et sera ensuite utilisée par le programme dans les calculs. De plus, le rapport cyclique des impulsions augmentera à 40% et l'indicateur affichera le nombre 300. Après 5 ... 7 minutes, lorsque la température du fer à souder cesse d'augmenter, il est nécessaire d'irradier sa pointe et immerger le thermocouple du thermomètre de référence dans la soudure fondue. Ses lectures sont également entrées dans le stabilisateur thermique de la manière décrite ci-dessus, elles sont stockées dans l'EEPROM et utilisées par le programme dans le calcul. Une fois l'étalonnage terminé, le programme du microcontrôleur entrera en mode veille normal.

Auteur : D. Maltsev, Moscou ; Publication : radioradar.net

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