Технический форум - Апгрейд паяльника

Ну что-ж? с Божией помощью!
Заранее вижу приготовленные «вёдра кислых помидор», типа: «Нафига, когда уже всё придумано? Лучше чем на процессорном управлении не сделать! Где контроль холодной пайки? Нет возможности занесения в память устройства индивидуальной калибровки под каждое жало!» И т.д., и т.п.
Со всеми этими, и многими другими вопросами, от части, я заранее согласен, просто цель у меня была другая.
Сразу скажу, что ничего гениально-нового в этом вопросе я не придумал. Несколько вариантов аналогового управления жалом и сами китайцы выложили в сети. Я, всего лишь, собрал всё это в одном месте, что-то доработал, что-то улучшил, что-то приспособил под свои нужды из того, что буквально лежало без дела. Но, обо всём по порядку.
Итак – схема:
За основу была взята китайская схема. Для начала дополнил её ограничением напряжения исток-затвор у выходного полевого транзистора стабилитроном на 18 вольт и поменял некоторые номиналы резисторов.
ШИМ запускается стабильно. В виду того, что конструктивно само жало имеет низкую тепловую инерцию и термопара расположена непосредственно в самом жале последовательно с нагревательным элементом - очень быстро и чётко отрабатывается стабилизация температуры на конце жала.
Как обеспечить режим сна? Решил этот вопрос просто:
1. Переменный резистор, устанавливающий температуру (по схеме R11), установил сдвоенный, причём включение секций противоположно-последовательное (в то время, когда у верхней секции увеличивается сопротивление – у нижней уменьшается). Таким образом, общее сопротивление двух секций резистора в любом положении движка остаётся постоянным. Нижняя секция этого переменного резистора в режиме «Пайка» закорачивается контактами реле (нормально разомкнутая группа).
2. Чем обеспечить режимы «Пайка» и «Сон»? Чем, как не простейшим таймером на NE555? Его и установил. Исполнительным органом сделал контакты реле, которые в режиме «Пайка» блокируют дополнительное сопротивление нижней секции резистора R11.2 и регулировка температуры жала задаётся только верхней секцией этого резистора R11.1.
3. Таймером на NE555 устанавливается время режима «Пайка» (в моём случае задаётся подстроечным резистором R2) и составляет от 4-х до 6-ти минут, считаю это оптимальным.
На выходе таймера поставил два индикатора-светодиода: синий – режим «Сон», зелёный – режим «Пайка».
В качестве датчика включения режима «Пайка» установил китайскую ртутную колбочку датчика наклона контактной группой в сторону жала паяльника.
Суть этого «танца с бубном» следующая:
Включаем питание, устройство находится в режиме «Сон» (нижняя секция резистора установки температуры разблокирована и опорное напряжение на инвертирующем входе микросхемы DA1.1 минимальное, ширина управляющих импульсов на затворе полевого транзистора минимальна и жало нагревается до минимальной установленной температуры, в моём случае 1200С). Как только снимаем паяльник с подставки – через замыкание контактов ртутного датчика наклона сразу-же запускается таймер, который контактами реле блокирует нижнюю секцию резистора установки температуры R11.2, опорное напряжение на инвертирующем входе DA1.1 сразу возрастает до установленного верхней секцией переменного резистора, ширина управляющих импульсов увеличивается и жало очень быстро нагревается до установленной Вами температуры. Если время работы таймера истекло, а Вы всё еще паяете (держите паяльник вниз жалом) то таймер сколь угодно долго не переключится в режим «Сон» до тех пор, пока Вы не установите паяльник на подставку (а именно, под углом от 5-ти градусов от горизонтали жалом вверх). При желании этот алгоритм легко поменять под удобный для Вас.
Теперь индикация температуры. Ввиду того, что аналоговым способом невозможно объективно измерить сигнал с термопары жала (по крайней мере мне этот способ неизвестен), я пошёл «от обратного». Так-как выставленная резистором текущая температура держится стабильно, то я решил измерять не сигнал с термопары, а устанавливаемое резистором R11 опорное напряжение входного делителя для DA1.1. Оно прямо пропорционально устанавливаемой температуре жала и, в моём случае, составляет минимум 18 милливольт при 1200С и 32 милливольта при 4300С. «Колхозить» рукописную шкалу вокруг оси регулятора температуры я не захотел. А дальше «дело техники»: установил операционный усилитель с однополярным питанием DA2, с помощью подстроечного резистора в цепи обратной связи R15 выставил требуемый коэффициент усиления по постоянному току, а на выход подключил миниатюрный трёхразрядный вольтметр. Откалибровал вольтметр в самом необходимом для пайки диапазоне температур 190-2500С и теперь погрешность температуры жала от индицируемой вольтметром не превышает 3-40С. Запятые на индикации необходимо заклеить или закрасить. Теперь этот вольтметр показывает температуру жала паяльника в градусах цельсия.
Что касаемо индивидуальной калибровки температуры под разные жала – скажу так: из имеющихся у меня пяти жал Т12 разница в сопротивлении нагревателей на превышает 0,1 Ома, в основном строго 8 Ом. Теперь, если хотите, посчитайте в процентах разброс и переведите его в погрешность температур на различных жалах. Вот-вот!
Что-же до контроля «холодной пайки»? Предположу, что те, кто регулярно попаивает, по структуре и текучести припоя в момент пайки, мгновенно определит непропай.
Теперь о бюджете. Пришлось прикупить ручку для жала за 135 рублей, плату с контактами за 203 рубля и ртутные датчики наклона по 83 рубля за десяток. Остальная рассыпуха просто лежала без дела. Остался вопрос по хорошему мягкому трёх-четырёхжильному силиконовому кабелю, пока не подобрал подходящего.
Для питания переделал ИБП ATX от древнего компьютера. Теперь он у меня стабилизированный, с регулировкой напряжения 0-24 Вольта, регулировкой тока 0-10 Ампер (выходное напряжение и текущий ток нагрузки отображается на двухстрочном A-V-метре) и защитой от короткого замыкания с индикацией КЗ, раздельным управлением подключения и отключения нагрузки.
В ближайшее время займусь изготовлением металлического корпуса, в котором объединю два паяльника Т12 и имеющийся у меня воздушный фен RIESBA8858.
Вот, как-то так. Дольше писал чем собирал эту схему.
Буду рад увидеть более правильные варианты.