Паяльная станция из глины и веток - attiny45, lmp7721, миллиамперметр и все-все-все
Автор: justatom (антинаучно-развлекательная история)
"Если к вам неожиданно пришли гости,
Вот я однажды и спустился в погреб. Хотя, гостей никаких не было. Вернее, была одна гостья - по прозванию блажь. В итоге (как уже не единожды случалось) решил сделать сам. Из глины и веток (иначе почему-то не интересно), а по факту - частенько бегал за осетрами. Решил написать не потому, что вышло круто, а ради всяких побочных моментов, - вдруг, кому-то что-то да и пригодится... Но по порядку. Паяльник
Рис.1 Паяльник.
Из битой материнки для паяльника добываются разъемы PS/2. Они, конечно, где-то продаются, но вот так - продолжаю собирать свои "веточки". Учтите, что очень похожий разъем mini DIN 6 pin может не подойти. Тут нужен именно как под мышь. Блок питания
Так в мире делают сплошь и рядом: из двух - один помощнее. Только в общем случае не забывайте контролировать выход земли на общую шину (например, корпус) (если такое есть, то хоть в одном нужно разземлить чтобы не было КЗ) и прокладывайте блоки диодами. Вот как-то так:
Рис.2 Как из двух блоков один сделать.
Вот что вышло на практике. Учтя замечания участников по цвету изоленты (3), решился на компромисс; пусть будет как на штабных картах. И синие и красные...
Рис. 3 Как вышло на практике.
Корпус Дальше взял битый древний блок для компа (250Вт) и демонтировал начинку. Хотя, не до конца; оставил в качестве основы плату, не счищая с нее всякую мелкую мелочь.
Рис. 4 Корпус для изделия, гнезда для паяльника, миллиамперметр (скоро поймете зачем)
Вырезаем решетку вентилятора и получаем аккурат окно под приборную панель. По-хорошему - прихомутать бы блоки прямо к корпусу, и придавить люменевыми планками, для лучшего теплоотвода. И ножки для коробки сделать из ластиков. Но не стал. Ведь не обязательно.
Основные идеи
Мощный МК брать не хотелось. Мегу8 не хотелось. Хотелось что-то крошковое. Не 13-ю, конечно, tiny, но пусть - хоть 45-ю. Пусть она и температуру читает, и ее же показывает, и паяльник греет и управление получает. На все про все - 5 лапок (4). Это явно интереснее меги. Показывать температуру решил на миллиамперметре - это одна из изюминок. Так-вот. По контроллеру. Но еще жизненно необходима кнопка - переключать режимы и не только. Силовой ключ. Про аналоговую часть. Компенсации холодного спая нет (паяльник своей архитектурой уже налагает специфику). Еще одну глупость (или нет) учинил. Жалко было 7721 запаивать на плату (а плата, друзья, не простая, а макетная! Не ЛУТ! Ибо ветки и почва!) и сделал втыкаемый адаптер. С дублированием контактов для прочности, один-то ряд всегда болтается. Уж не знаю, насколько чуткой это стало антенной для наводок. А так - не делал даже рекомендованный даташитом GUARD-контур. Глина. Ветки...
Рис. 5. Измывательство над lmp7721
Схема
Ну вот и итоговая схема.
Рис. 6. Итоговая схема.
Все, вроде, понятно. Неинвертирующий вход - плюс термопары. Термопару, правда, шунтировал аж 100мФ. Иначе было плохо - она шумела. Помехи в усилении фильтруются керамикой на обратной связи, шумы АЦП отсекаются фильтром на выходе операционника, все классично. И что-то в схеме наверняка лишнее.
Код
Код: https://drive.google.com/file/d/1xChq_Qky5e7bC33t7oLCqyGfKEb1nmlD/view Слегка поясню алгоритм. 1. Калибровка термопары оказалась такой: 2. В ходе "исследований" построил зависимость от температуры некоего условного показателя "ШИМ термостатирования" (ШИМ ТС). Это такой ШИМ на затворе ключа, при котором в равновесии, если долго-долго греть, устанавливается данная температура. Тупо в экселе получил функцию: ШИМ = 0.3774 * Т - 47.077 Как это использовать. Когда достигаю выбранной температуры нагрева, то из текущего положения (оно соответствует некоему ШИМ на затворе ключа) стремлюсь попасть в некую точку ШИМ по другую сторону от ШИМ ТС. В некую "зеркальную" точку. А как далеко она отстоит от ШИМ ТС, зависит от текущего температурного отклонения. Т.е. на самом деле это что-то от пропорциональной составляющей PID, отчасти учитывающее и динамическую. Аналогично при охлаждении. "Зеркальное" значение ШИМ для текущего пропорционально отклонению. Если оно лежит ниже 200С, то нагреватель просто отключается. 3. Усреднение измерений с АЦП сделал минимальным. 4 замера. Через 25мс (отсечение наводки в 50Гц) 4. Сохранение переменных между резетами достигается посредством section (".noinit") 5. Какие сделаны режимы. Всего их три. Первый - выбор температуры из некоей "библиотеки". Затем (нажимаем RESET) идет второй режим, который позволяет настроить температуру не дискретно, а плавно, и который можно сбросить (при частом мигании светодиода) чтобы не испортить результаты выбора на первом этапе. Дальше идет режим нагрева. Пока нагрев не завершен, светодиод горит. Если нажать резет при нагреве - опять включится первый режим. И т.д. Как уже сказал, температура отображается на миллиамперметре.
Дизайн и все такое
После радости с пайкой макетки все выглядело так:
Рис. 7. Итоговая плата.
После сборки в корпусе - так:
Рис. 8. Итоговая сборка.
Помимо "приборной панели" сделал на задней грани контрольный интерфейс - вывод термопары и усиленного сигнала (об этом позднее) Спереди это чудо выглядит так (индикаторы 12В и 24В - про запас. Не теряю надежды сделать еще и выводы для использования изделия просто как биполяного блока на 24В):
Рис. 9. Как все приятно светится.
Данные "объективного контроля". Это все, конечно, хорошо. Но хотелось ВИДЕТЬ, как все происходит в реальности. Оценивать динамику нагрева, отклик на пайку и т.д. Тепловизора не имею. Решил смотреть график усиленного напряжения с термопары. Понятно, конечно, что это крайне слабый контроль. Но все же...
Рис. 10. Мониторинг на nrf24l01
И вот в итоге графики (прием обрабатывал скрипт на Питоне). Места пайки толстых медных проводов и мощных полигонов обведены красным.
Рис. 11. Пайка толстых проводов и мощных полигонов.
Ничего не примерзает. Все вполне пристойно.
************************************************************************ Примечания
(1) Еще есть вариант "баранью ногу". Якобы это цитата из культовой книги Елены Молоховец "Подарок молодым хозяйкам или средство к уменьшению расходов в домашнем хозяйстве" (1861). Подозреваю, что саму книгу никто не читал и не видел. Может, и нет такой книги... (2) Редко кто не знает, как сеть советует допиливать люкеевский паяльник - отпаять и выкинуть набортный нагреватель, после чего впаять свеженький, чтоб торчал миллиметра на 3-4 более наружу, непременно касался, значит, донца жала. Так и показания уточнятся и нагревателю здоровья прибавится. В яндексе смело жмите "доработка паяльной станции lukey 702" и вуаля. (3) Когда термопинцет делал, то обматывал не синей, а красной. Проявил, стало быть, неопытность, если не сказать "воинствующее невежество" ((( (4) На самом деле лапок шесть. RESET удалось привлечь к сотрудничеству - об этом далее. (5) Очень много надежд возлагал на эту ТЭС. Хотел стать умным и счастливым. Но как врубил импульсы тока (2мА, 77Гц, 3.75мс/импулс - все, вроде, по стандарту, наложение электродов - лоб/за ушами, площадь не менее 5см2), в глазах засверкало, во рту возник знакомый вкус батареек и два дня после не мог управлять своим вниманием. Острожнее, если будете подобным заниматься, а лучше воздержитесь вовсе. (6) На нем, кстати, можно сделать низковольтный дозиметр - усиливая сигнал с pin-фотодиодов. В сети есть схема, вроде бы толковая. Не знаю, насколько он хорош, как хорошо ловит ту же бету. Но интересно, согласитесь. Вот схема: (7) Вот так и обесценивается вся работа. Ведь 370 - это близко к обычному паяльнику без регулировки. (8) Ядро для такого дела лучше взять тут:
Все вопросы в Форум.
Эти статьи вам тоже могут пригодиться: |
|
||||||||||||
|
||||