Stacja lutownicza DIY Yihua: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Jeśli tak jak ja interesujesz się elektroniką, musisz użyć lutownicy, aby wykonać prototypy lub produkt końcowy. Jeśli tak jest w twoim przypadku, prawdopodobnie doświadczyłeś, jak twoja lutownica, przez wiele godzin użytkowania, przegrzewa się do takiego punktu, że osoba obsługująca może również stopić cynę.

Dzieje się tak dlatego, że zwykła spawarka, którą podłączasz bezpośrednio do napięcia sieciowego, działa jak zwykła grzałka i będzie grzała i nagrzewała się do momentu jej odłączenia. Może to uszkodzić niektóre części wrażliwe na temperaturę, gdy lut jest przegrzany.

I właśnie dlatego stacje lutownicze to najlepsza opcja dla elektroniki. (jeśli lutujesz tylko kable, może to nie dla Ciebie).

Problem polega na tym, że stacje lutownicze są dość drogie i może nie wszyscy chcą wydać 60 czy 70 dolarów na cyfrową.

Więc tutaj wyjaśnię Ci, jak możesz stworzyć własną tańszą stację lutowniczą za pomocą spawarki Yihua, która jest najpopularniejszym typem spawarek (i najtańszą), jaką możesz znaleźć na Aliexpress.

Krok 1: Zdobądź wszystkie komponenty

Do stworzenia własnej stacji lutowniczej potrzebny jest lut (nie jakikolwiek lut, potrzebny jest specjalny przeznaczony do stacji) oraz zasilacz do jej podgrzania. Potrzebny jest również sposób mierzenia i kontrolowania temperatury, a także interfejs do sterowania stacją.

Musisz kupować części zgodnie ze specyfikacją, więc uważaj, aby nie kupować niekompatybilnych części. Jeśli nie wiesz, co kupić, obejrzyj najpierw cały post, aby zdecydować lub kupić dokładnie komponenty, których użyłem.

Ogólna lista komponentów to:

1x stacja lutownicza 1x zasilacz 1x obudowa1x MCU1x sterownik termopary1x przekaźnik/interfejs Mosfet1x

W moim przypadku do tego projektu użyłem:

1x lutownica Yihua 907A (50 W) - (13,54 €) 1x zasilacz 12 V ATX - (0 €) 1x wzmacniacz 24 V DC-DC - (5 €) 1x sterownik termopary MAX6675 dla typu K - (2,20 €) 1x Arduino Pro Mini - (3 €) 1x IRLZ44N Power Mosfet - (1 €) 1x Sterownik Mosfet TC4420 - (0,30 €) 1x Wyświetlacz OLED IIC - (3 €) 1x Obrotowy Enkoder KY-040 - (1 €) 1x 5-pinowe męskie złącze GX16 do obudowy - (2 €) 1x OPCJONALNY 2N7000 Mosfet - (0,20 €)

RAZEM: ± 31€

Krok 2: Pomiary i planowanie

Pierwszym krokiem, który musiałem zrobić, jest zaplanowanie projektu. Najpierw kupiłem spawarkę Yihua, ponieważ była w ofercie i chciałem stworzyć wokół niej stację, więc kiedy nadejdzie, musiałem wszystko zmierzyć, aby zamówić odpowiednie części potrzebne do stacji. (Dlatego ważne jest planowanie wszystkiego).

Po chwili szukania złącza Yihua, odkryłem, że jest to GX16 z 5 pinami. Następnym krokiem jest znalezienie przeznaczenia każdego pinu. Załączam schemat, który zrobiłem w Paint'u wyprowadzeń, które zmierzyłem.

• Dwa piny po lewej stronie dotyczą rezystora grzewczego. Zmierzyłem rezystancję 13,34 Ohm. Zgodnie z arkuszem danych, który mówi, że może obsłużyć moc do 50 W, używając równania V = sqrt (P * R), daj mi maksymalne napięcie @ 50 W 25,82 woltów.
• Środkowy pin służy do uziemienia ekranu.
• Ostatnie dwa piny po prawej stronie dotyczą termopary. Podłączyłem je do miernika i po wykonaniu kilku pomiarów dochodzę do wniosku, że to termopara typu K (najczęściej spotykana).

Z tych danych wiemy, że do odczytu temperatury potrzebny jest sterownik termopary dla typu K (MAX6675 K), a do zasilania zasilacz 24V.

Miałem w domu kilka zasilaczy ATX o mocy 500 W (kilka tak, więc zobaczycie je też w przyszłych projektach), więc zdecydowałem się użyć jednego zamiast kupować nowy. Jedynym minusem jest to, że maksymalne napięcie wynosi teraz 12V, więc nie będę używał całej mocy (tylko 11W) lutownicy. Ale przynajmniej mam też wyjścia 5V, więc mogę zasilić całą elektronikę. Nie płacz z powodu utraty prawie całej mocy żelazka, mam rozwiązanie. Ponieważ wzory I=V/R mówią nam, że zasilanie lutowia napięciem 24V będzie pobierało 1,8A prądu, postanowiłem dodać konwerter doładowania. Konwerter Boost 300 W DC-DC, więc do wyprowadzenia 2 A wystarczy. Regulując go na 24V możemy prawie wykorzystać 50W mocy naszej spawarki.

Jeśli używasz zasilacza 24 V, możesz pominąć całą tę część wzmacniacza

Następnie dla elektroniki otrzymałem Arduino Pro Mini i mosfet IRLZ44N do sterowania ogrzewaniem (może napędzać > 40A) napędzany sterownikiem mosfet TC4420.

A do interfejsu użyłem po prostu enkodera obrotowego i wyświetlacza OLED IIC.

EXTRA: Ponieważ mój zasilacz ma irytujący wentylator, który zawsze pracuje z maksymalną prędkością, zdecydowałem się dodać mosfet, aby sterować jego prędkością za pomocą PWM z Arduino. Tylko po to, by wyeliminować ten ultraszybki hałas wentylatora.

MOD: Musiałem wyłączyć PWM i ustawić wentylator na maksymalną prędkość, ponieważ wytwarzał okropny elektroniczny dźwięk, gdy zastosowałem regulację PWM.

Krok 3: Przygotuj obudowę

Ponieważ użyłem zasilacza ATX, który ma dobrą metalową obudowę z wolnymi odstępami, postanowiłem użyć go do całego projektu, dzięki czemu będzie wyglądał fajniej. Pierwszym krokiem było zmierzenie otworów do wykonania na złącze i obrotowe, a umieść szablon w pudełku.

Zdecydowałem się użyć starego otworu na kable w ATX dla wyświetlacza.

Następnym krokiem jest wykonanie tych otworów wiertarką i wyczyszczenie papierem ściernym.

Krok 4: Oprogramowanie

Ostatnim krokiem przed złożeniem wszystkiego jest stworzenie głównego oprogramowania, które będzie obsługiwać stację i sprawić, by była funkcjonalna.

Kod, który piszę jest bardzo prosty i minimalistyczny. Używam trzech bibliotek: jednej do sterowania wyświetlaczem, drugiej do odczytu danych z termopary i ostatniej do zapisywania wartości kalibracyjnych do pamięci EEPROM.

W konfiguracji inicjuję tylko wszystkie używane zmienne i wszystkie instancje bibliotek. Również tutaj ustawiłem sygnał PWM do napędzania wentylatora z prędkością 50%. (mod: z powodu hałasu, w końcu dostosowałem go do 100%)

W funkcji pętli dzieje się cała magia. W każdej pętli sprawdzamy, czy nadszedł czas na pomiar temperatury (co 200ms) i jeśli temperatura jest inna od ustalonej, włącza lub wyłącza grzałkę do niej.

Użyłem przerwania sprzętowego 1 do wykrywania każdego obrotu enkodera obrotowego. Następnie ISR zmierzy ten obrót i odpowiednio ustawi temperaturę.

Użyłem przerwania sprzętowego 2 do wykrywania, kiedy przycisk pokrętła jest wciśnięty. Następnie zaimplementowałem funkcję włączania i wyłączania lutownicy za pomocą jego ISR.

Również wyświetlacz jest odświeżany co 500ms lub gdy zmienia się ustawiona temperatura.

Zaimplementowałem funkcję kalibracji poprzez dwukrotne kliknięcie przycisku pokrętła, w którym można skompensować różnicę temperatur nad czujnikiem elementu grzejnego i zewnętrzną końcówką żelazka. W ten sposób możesz ustawić prawidłową temperaturę żelazka.

Należy użyć pokrętła, aby ustawić przesunięcie, aż odczytana temperatura stacji będzie równa temperaturze grotu żelazka (użyj zewnętrznej termokuli). Po skalibrowaniu naciśnij ponownie przycisk, aby go zapisać.

Na wszystko inne możesz obejrzeć kod.

Krok 5: Złóż komponenty

Idąc za schematem, nadszedł czas na złożenie wszystkich elementów w całość.

Ważne jest, aby zaprogramować Arduino przed złożeniem go, aby był gotowy do pierwszego uruchomienia.

Musisz również wcześniej skalibrować wzmacniacz Step-up, aby uniknąć uszkodzenia lutownicy lub mosfetu z powodu przepięcia.

Następnie połącz wszystko.

Krok 6: Test i kalibracja

Po zmontowaniu wszystkiego nadszedł czas, aby go zasilić.

Jeśli lut nie jest podłączony, zamiast temp. pojawi się komunikat „No-Connect” Następnie podłączasz lut i teraz wyświetla się temperatura.

KALIBROWANIE

Aby rozpocząć kalibrację należy ustawić temperaturę na tę, której będziemy używać najczęściej, a następnie rozpocząć nagrzewanie lutu. Odczekaj minutę, aż ciepło przeniesie się z rdzenia do zewnętrznej powłoki (żelaznej końcówki).

Po podgrzaniu wykonaj podwójne kliknięcie, aby wejść w tryb kalibracji. Do pomiaru temperatury grota użyj zewnętrznej termopary. Następnie wprowadź różnicę między odczytem rdzenia a odczytem końcówki.

Wtedy zobaczysz, jak zmienia się temperatura i lut zaczyna się ponownie nagrzewać. Rób to, aż ustawiona temperatura będzie równa odczytowi jednej ze stacji i odczytanej jednej z końcówek.