Estación de soldadura autoalimentada de bricolaje ZSS-01
Hace un par de meses, ni siquiera pensaba en una estación de soldadura casera. Iba a comprar Lukey 702, pero mirando los precios, no entendí para qué dar 6 mil.
Desventajas de Lukey:
- La potencia del transformador es demasiado pequeña, el transformador está trabajando al límite.
- La baja calidad del hierro del transformador, se calienta incluso en reposo, y en algunas estaciones también zumba.
- Ajuste de temperatura inconveniente (imposible tirar rápidamente 20-40-60 grados).
- La resolución de ajuste de temperatura es de 1 grado, lo cual no es realmente necesario.
- Se instala un conector de señal (PS/2) en el circuito de alimentación.
- Suministro de energía constante desde la red, incluso cuando la estación de soldadura no está en uso.
- No hay función de apagado automático.
- Precio alto
La lista no es pequeña, así que decidí no comprar Lukey. Empecé a buscar soldadores caseros. Los diseños confeccionados, presentados en Internet, no se ajustaban a nada. En algún lugar, el autor se apiadó de los transistores por indicadores. En algún lugar, se bombean 2 amperios a través del puente de diodos y los diodos se calientan como hierros. En algún lugar, el autor bombea 35 voltios a través de los rollos. En general, se decidió inequívocamente: inventar su propia bicicleta.
Entonces, presento a su atención la estación de soldadura ZSS-01.
Las principales funciones:
- Conveniente ajuste de temperatura.
- Indicación simultánea de temperatura actual y consigna.
- Temporizador de apagado automático configurable. Después de que el temporizador haya expirado, la estación se desactivará automáticamente.
- Manejo e indicación de errores. Después de que ocurra un error, la estación se autodesenergizará.
- Consumo cero después de la autodesenergización.
- Guardar la configuración mediante lectura/escritura cíclica.
Esquema de la estación de soldadura:
Ahora te contaré en detalle sobre cada nodo del circuito.
Nodo de indicación.
Contiene dos indicadores de siete segmentos. El primer indicador muestra la temperatura actual del soldador, el segundo, el establecido. Los indicadores se pueden usar tanto con un ánodo común como con un cátodo común instalando el firmware adecuado. Los indicadores están conectados a través de un chip de búfer para reducir la carga en los puertos del microcontrolador. En lugar de un búfer, puede colocar 12 transistores, pero me parece que el chip es más fácil de soldar, el diseño de la placa se simplifica y cuesta menos que un puñado de transistores. La unidad de visualización también contiene un chirriador que emite un pitido cuando se producen errores y también hace clic cuando se presionan los botones. El chirriador utilizado es ordinario, sin generador incorporado. Instalé un tweeter de una placa base antigua. El microcontrolador genera una onda cuadrada, luego la onda cuadrada pasa a través del transistor de búfer y entra en el tweeter.
Nodo de poder.
Una característica de esta estación de soldadura es la posibilidad de autodesenergización. El devanado primario del transformador está conectado a la red a través de contactos de relé normalmente abiertos. Cuando la estación está apagada, los contactos del relé están abiertos y el transformador está desenergizado. Para iniciar la estación de soldadura, presione el botón “ON”, que desvía brevemente los contactos del relé. Se aplica voltaje al devanado primario, el microcontrolador se inicia. Después de comenzar, el MK enciende el relé desviando el botón. El transformador permanece energizado hasta que el microcontrolador apaga el relé. Por lo tanto, después de apagar la alimentación, el consumo del dispositivo se vuelve igual a cero, no es necesario utilizar una fuente de alimentación de reserva (transformadores con devanados adicionales, etc.).
La autodesenergización ocurre cuando:
- Presionando el botón “OFF” en el panel frontal.
- Se ha activado el temporizador de apagado automático.
- El soldador no calienta.
- Sobrecalentamiento del soldador.
El devanado secundario del transformador produce 24 voltios. Después de la rectificación y el filtrado, el voltaje sube a 34 voltios. Para alimentar el microcontrolador se utiliza un convertidor de pulsos LM2596S-ADJ, que baja el voltaje a 5 voltios. En caso de avería de la clave del convertidor incorporado, se instala un supresor en la salida, que se retira de la placa del disco duro.
Unidad de medida de temperatura.
Para ensamblar la estación, compré un soldador de Lukey 702. Un termopar tipo K nativo ubicado en la punta del calentador se usa como sensor de temperatura. Para amplificar el voltaje del termopar, se usa un amplificador operacional LM358 de grado de consumidor. La ganancia del amplificador operacional se elige de modo que el voltaje de salida de 5 voltios corresponda a 1023 grados, mientras que 1 cuanto de ADC será igual a 1 grado. El amplificador operacional utilizado no tiene una salida de riel a riel, por lo que la temperatura máxima medible será de alrededor de 800 grados. El rango de temperatura de funcionamiento de la estación es de 100 a 450 grados, por lo que me conviene medir hasta 800 grados. Después de ensamblar la estación, es necesario calibrar la temperatura usando una resistencia de sintonización.
Unidad de control del calentador.
Todo es simple aquí. El microcontrolador incluye un optoacoplador. El optoacoplador abre el triac. El triac cambia el calentador al devanado secundario del transformador. No se utiliza el control PWM, solo se enciende/apaga el calentador, el llamado “modo clave”.
Unidad de control de botones.
Para el control, se utilizan 1 botón de encendido y 5 de señal. Para no estropear la apariencia de la estación de soldadura, todos los botones se usaron de la misma manera: los de potencia. Todo el control se reduce a encender/apagar, ajustar la temperatura y configurar el temporizador de apagado automático. Manteniendo presionados los botones se desplaza rápidamente por los valores.
Ahora hablemos de la funcionalidad adicional.
Temporizador de apagado automático.
Le permite configurar el intervalo de tiempo de 1 a 255 horas, después de lo cual la estación de soldadura se desactivará automáticamente. También es posible apagar el temporizador. Para hacer esto, debe configurar el intervalo de tiempo igual a 0. Para ingresar al modo de configuración del temporizador, debe mantener presionados simultáneamente los botones “-20” y “+20″, y sin soltarlos, encienda la estación con el ” botón de ENCENDIDO”. El primer indicador mostrará la letra “A” para confirmar que se ha ingresado al modo de configuración de apagado automático y sonará una señal audible. Los botones “-20” y “+20” deben estar liberados. El segundo indicador mostrará el número de horas, que se puede cambiar con los botones “-5” y “+5”, mientras que el cambio se producirá durante 1 hora por cada pulsación. Para guardar los cambios, debe presionar el botón “OFF”, mientras que la estación de soldadura se apagará sola.
Protección contra el no calentamiento del soldador / cortocircuito del sensor térmico.
Cuando se enciende, la estación de soldadura cuenta 1 minuto, después de lo cual se enciende el control de temperatura constante del soldador. Si la temperatura es inferior a 80 grados (por ejemplo, cuando se rompe el calentador), se muestra el error “Err 1” en el indicador, suena una señal de sonido larga y la estación se desactiva. Además, este error ocurrirá cuando el sensor de temperatura esté cortocircuitado.
Protección contra sobrecalentamiento del soldador / rotura del sensor térmico.
La protección contra sobrecalentamiento puede ser útil, por ejemplo, en caso de avería del triac de control. El soldador se calienta hasta 470 grados, funciona la protección. El error “Err 2” se muestra en el indicador, suena un pitido largo y la estación de soldadura se autoalimenta. Además, este error ocurrirá cuando el sensor de temperatura se rompa, debido a la resistencia de pull-up en la entrada de la unidad de medición.
Guardando configuraciones.
La estructura con ajustes ocupa 3 bytes. El microcontrolador ATmega8 contiene 512 bytes de memoria EEPROM. Dado que el tamaño de la memoria permite guardar 170 estructuras, se implementó un algoritmo para escritura/lectura cíclica de configuraciones. El algoritmo funciona de la siguiente manera. Después de encender la alimentación, se busca en la memoria la última estructura no vacía y se leen los ajustes. Antes de desconectar la alimentación, se busca la primera estructura vacía y se escriben los ajustes en ella. Por lo tanto, con cada guardado, la configuración se escribe en la siguiente estructura, y así sucesivamente 170 veces. Cuando se llenen todas las estructuras y se agote el espacio libre, la memoria se borrará por completo y la configuración se escribirá en la primera estructura. Y así en círculo. El uso de este algoritmo permite extender la vida útil de la memoria en 170 veces y también contribuye al desgaste uniforme de las celdas.
Ahora les contaré un poco sobre el interior de la estación. El transformador utilizado es este:
Foto de la placa principal en proceso de montaje.
Estructuralmente, la estación de soldadura consta de dos placas.
Solo los indicadores de siete segmentos están ubicados en el tablero de indicación.
Un cable no está conectado, porque no se utiliza el punto.
Todos los demás componentes están en la placa principal.
Las dimensiones de los tableros se ajustan al uso de la caja de plástico B12 de fábrica, que mide 200x165x70 mm.
Esto es lo que sucedió al final. Vista frontal.
Vista trasera. Para conectar el soldador, puse algún tipo de conector soviético.
Configuración del temporizador de apagado automático.
Vamos a resumir.
En general, estoy satisfecho con el producto casero. Puede agregar 20. 40 grados sin esfuerzo, y no tenga miedo de dejar el soldador desatendido. Algunos componentes estaban en stock, algunos tuvieron que ser comprados. Lista de costos:
- Soldador de Lukey 702 === 1013 rublos
- Transformador toroidal TTP-60 (2x12V, 2.2A) === 800 rublos
- Triac BTA25-800 === 105 rublos
- Optoacoplador triac MOC3063 === 26 rublos
- Indicador de siete segmentos FYT-3631 === 46 + 46 rublos
- Sting Hakko 900M-T-3C === 500 rublos
- Cinta adhesiva de doble cara === 75 rublos
- Entrega === 189 + 175 rublos
Como resultado, la estación me costó 2975 rublos.
Planes futuros:
- En lugar de un relé, pon un triac.
- Realice la selección automática del tipo de sensor de temperatura utilizado (termopar o termistor).
- Cambie el calentador a cerámica.
- Haga que el panel frontal sea mate para que no brille.
