Печь из утюга (многофункциональная)

С развитием элементной базы микроэлектроники и совершенствованием технологий производства радиоаппаратуры, всё чаще радиолюбители понимают, что одним паяльником уже не обойдешься при ремонте или сборке плат..
На своём старом сайте я уже выкладывал свою раннюю разработку печки радиолюбителя, к сожалению, сейчас у меня нет к ней доступа, поэтому пришлось изготовить более компактную модель из подошвы от утюга. Попутно в новой разработке я постарался учесть сложности, возникавшие у радиолюбителей при повторении и настройке старой разработки. Схема стала содержать меньше деталей, процедуру калибровки я убрал, экран заменил на графический, управление стало удобней за счет применения полноценной клавиатуры, а изготовление в разы менее трудоемким. В целом, работа нового устройства мне нравится значительно больше прежнего варианта. Вдохновение при разработке я почерпнул из видеоролика моего земляка

Я решил развить идею и добавить кроме режима пайки SMD деталей по термопрофилю еще режимы сушки и термостола (нижний подогрев). Наличие на клавиатуре дополнительных кнопок A-D позволило привязать к этим кнопкам программируемые часто используемые режимы (какие удобны именно Вам). При всей кажущейся простоте устройства, разработка заняла целых два месяца упорного труда по написанию и отладке программного обеспечения микроконтроллера. На мой взгляд, вышло очень не плохо.
Схема термоконтроллера печи максимально упрощена и в ней я использовал максимум готовых недорогих компонентов, которые свободно продаются в радиомагазинах и на Алиэкспресс.
Экран от Nokia 5110

Пленочная клавиатура на самоклейке

Термопара К-типа для тестера

Импульсный блок зарядки от мобильного телефона (любой современный с выходным напряжением 5в) (ссылку не привожу — их сейчас огромное количество доступных).

Схема печи радиолюбителя выглядит следующим образом:

Конструктивно она разделена на две платы: плату самого контроллера и плату управления нагревательной поверхностью. Я подумал, что так будет безопасней.

Термопару я вставил в отверстие штатного регулятора утюга (выполненного из биметаллической пластины) и зафиксировал там красным высокотемпературным силиконом (продается в хозтоварах и в автомагазинах).

После включения в сеть контроллер переходит в режим ручной установки температуры: на клавиатуре можно набрать желаемое значение и нажав кнопку старта (*) через несколько секунд получить заданное значение нагрева. Отключение производится той же кнопкой. Во всех режимах в нижней строке индикатора выводится подсказка. После отключения режима нагрева для ускорения охлаждения поверхности включается вентилятор.
Нажатие кнопок A-D приводит к включению предустановленных режимов. Печь имеет три варианта работы: первый, самый простой, это поддержание заданной температуры, аналогично ручному режиму. Второй это режим сушки (например, фоторезиста), когда задается желаемая температура и необходимое время поддержания этой температуры. И, наконец, третий режим — режим пайки по термопрофилю. В этом режиме можно установить два значения температуры и времени (первая пара (температура+время) для предварительного разогрева и режима очистки паяемых поверхностей разогретым флюсом и вторая непосредственно оплавление паяльной пасты). После завершения пайки и сушки звучит сигнал (если Вы пошли попить чаю, например 🙂 ) и включается охлаждающий вентилятор.

Для вхождения в программирование режимов кнопок A-D надо нажать и удерживать соответствующую кнопку около двух секунд. Устанавливаемый параметр будет мигать на экране. Температура устанавливается в диапазоне от 50 до 400 градусов Цельсия, время от 1 до 9999 секунд, чего с лихвой достаточно для режимов пайки.
Все изменения режимов работы отображаются на экране и сопровождаются звуковыми сигналами. Устройство очень «живое».
Паяльную пасту при сборке плат можно наносить как через трафарет (при мелкосерийном производстве), так и с помощью обычного шприца (с укороченной иглой большого диаметра).

После нанесения пасты на неё пинцетом раскладываются детали будущего устройства и запускается цикл пайки.

После завершения пайки SMD-деталей можно паяльником припаять выводные.

При работе на экране удобно наблюдать текущее значение температуры и времени процесса

 

Файлы для повторения проекта можно скачать тут

PS. Если не захотите рисковать с приобретением перемаркированных деталей, могу предложить занедорого собранную и прошитую последней версией программного обеспечения главную плату, как на фото выше. 🙂
Стоимость собранной платы контроллера эквивалентна 10 евро (+ почтовые расходы)

 

 

55 thoughts on “Печь из утюга (многофункциональная)

  1. Геніально!!! Три детальки, а функціонал як у брендових паялок.. Давно заготовив для схожого девайсу інфрачервону варочну поверхню. Плату контроллера можеш наготовити для мене одненьку. Доречі, як на твою думку, ІЧ поверхня підійде, чи вкрасти в дружини праску?

  2. Приветствую Eddy, очень полезная и даже необходимая штука для современного «радиогубителя».
    А какой способ поддержания температуры: ПИД, фазовое управление, по Брезенхему ……..?

    1. ПИД я не стал сюда добавлять, потому как без подбора трех коэффициентов ПИД нормально не работает. А для большинства людей без математического образования это реализовать довольно трудоемко.
      Поэтому я сделал проще: по мене приближения к заданной температуре сокращается время включенного состояния симистора.

  3. Доброго здравия!В Украине доставка Новой почтой возможна,как производить оплату, где можно ознакомится напищите на электронку (…) Тоже хотелось забронировать одну плату!

    1. Сегодня уже сходил на Новую Почту. В преддверии «черной пятницы» уже ад. 🙂

      За отправку в Беларусь поинтересовался на почте — говорят около 2$ мягким пакетом будет стоить

  4. Не совсем понял: » по мере приближения к заданной температуре сокращается время включенного состояния симистора.»
    В схеме стоит оптосимистор с отслеживанием «Zero» , который управляется при переходе через
    него. Получается пропуском тактов (алгоритм Брезенхема)?

      1. Если «на пальцах»:
        при коммутации переменного тока можно управлять количеством пропускаемых
        полупериодов или периодов.
        Допустим, пропустили 80 полупериодов, оставшиеся нужно равномерно распределить
        по времени.
        В этом и помогает » алгоритм Брезенхема «

          1. не нужно мне ничего писать, я имел ввиду дальнейшие мысли.
            после прочтения которых, думаю, ответ был — бы: «этот велосипед уже изобрели»
            зачем напрягать извилины если готовое решение с алгоритмом Брезенхема
            занимает 5 строчек кода ?
            набери в гугле: » регулировка мощности по алгоритму Б.» или » управление симитором
            по тому-же алгоритму » и удивишься обилием инфы.
            а вообще, давай завязывать наши диалоги в чужой теме, это нехорошо. Гугл в помощь.

        1. зачем рыться в гугле, если задача решается собственными силами за 10 минут.
          этот код равномерно распределяет pwr по периоду Т:

          if(—cnt_T==0){
          if(pwr>T/2){
          pwr=T-pwr;
          sig=0;
          }else sig=1;
          cnt_T=T;
          cnt_p=pwr;
          dt=T/pwr;
          cnt_dt=dt;
          }
          PORT_out=~sig;
          if(cnt_p—)
          if(—cnt_dt==0){
          cnt_dt=dt;
          PORT_out=sig;
          }

          1. да ради бога, » каждый сходит с ума по своему «.
            Скажи, на какой языке эти выражения: (—cnt_T==0); (cnt_p—) ?
            не сталкивался с такими, имею ввиду длинный минус, даже напечатать не могу
            получается вот так —-.

  5. Так в том и дело, что отвязаться от полуволн с такой оптикой невозможно. Открыть ее можно
    только при переходе через ноль, а закроется она тоже при переходе. И в чем подвох?

  6. Спасибо большое! Уже успел поиграться, правда пока без нагревателя, термопару нагревал паяльником, заодно проверил калибровку своей станции.

  7. Здравствуйте Eddy.
    Что побудило сделать печь на таком контроллере? На более распространенных или как говорят «народных» контроллерах ресурсов не достаточно?

    1. Доброго дня
      А чем не народный контроллер? В 2 раза дешевле чем PIC16F628 🙂
      При этом памяти в восемь раз больше, скорость работы тоже в восемь раз выше. И память я использовал всю. Почти. ( процентов десять осталось на «а вдруг еще идея появится»). Хоть и старался максимально компактно всё ужать.

  8. Доброго здравия! К стати об идеях,вчера прогонял схему на холостую работает чудово,и вот здесь подумалось если в первом режиме сделать вентилятор включенным но с регулировкой оборотов тогда девайсу не будет цены подкидывай фен и вот вам паяльная станция,нужна печь подкидай убирай обороты и работай.Вообще это реально без смены железа воспроизвести?

  9. Доброго дня.
    Идея интересная, но мне трудно представить, как это можно удобно сделать. Печкой я каждый день сейчас паяю и пока мыслей по апгрейту не был. Глаза отдыхают, а то паяльником в мелкое трудно попадать было 🙂
    зы. глянул даташит на контроллер — ШИМ выходит на пятую ножку контроллера. Поэтому без вандализма по резке платы идею с регулировкой оборотов реализовать не выйдет. Но я подумаю над идеей сделать на этой же аппаратной основе паяльную станцию.

  10. Ну резка это не страшно зато универсальность это здорово купил фен с вентилятором и всё или паяльник от той же станции и красота 3 в одном

  11. Паяльник и фен с турбринкой лежат с весны. Купил, но пока руки не дошли. Буду плавно думать. Сейчас главное на самоокупаемость выйти, остальное потом..

  12. На некоторых платах индикаторов 5110 для подсветки на вывод LED нужно подавать +5В. Гдето видел инфу, что на красных платах нужен минус, а на синих +. У меня оказался синий, и процесс резки я уже проводил (обрезал вывод LED от корпуса и бросил перемычку на плюс). Возможно есть смысл предусмотреть на плате установку нулевок под свой индикатор.

  13. Я разглядывал свою перед установкой в корпус, там перемычки на плате индикатора стоят, куда светодиоды подключить, к + или к -. Так что полагаю перекомутировать будет не сложно.
    Синих пока не щупал.
    Но я не планировал больше печек делать — заказал разок платы для себя и всё.

  14. Здравствуйте, это всё хорошо готовенькое взял собрал но вот бывает нужно создать что-то своё, может вы начнете цикл с описанием алгоритма и тонкостями использования языка ассемблера, хоть и знаю что вы перешли на си но я начал с ассемблера, командный язык более понятен 🙂

    1. К сожалению, я не учитель. Я сам до сих пор учусь.
      Для обучения очень рекомендую на сайте Microchip скачивать AppNotes — там их тысячи. В каждом подробно объясняется как решать любую задачу, как описать нужное, как составить алгоритм и схему устройства, приведены хорошо комментированные исходники программ. Всё для желающих научиться! Бесплатно! 🙂

  15. Здравствуйте. Спасибо большое за очень интересный проект!!! Делаю «Термопресс для ЛУТ» из 2х утюгов. За основу взял http://ifotki.info/23/88e568904a79f0b55ff98d8ec30683b25f5404326510537.png.html
    с сайта http://guns.allzip.org/topic/11/773883.html
    Сварил стойку из «гаражного хлама» http://ifotki.info/23/e99152291fd19cad84d07079595c9c8d5f5404326510492.jpg.html
    Стойка выкручивается из основания и можно пользоваться отдельно нижним подогревом .
    Заказал детальки с Китая.
    Поправил печатку под SSOT-20 (I/SS) корпус МК и убрал сквозную металлизацию. https://cloud.mail.ru/public/Dcpz/yGTZLMU5c
    Изначально хотел ставить две цифровые платы и две термопары (одну для верхнего утюга, вторую для нижнего), но решил ограничиться одной. Утюги полностью идентичные. Сделаю 2 силовые платы и подцеплю обе к 19 выводу МК, а термопару прикреплю к нижнему утюгу.

    А можно укоротить термопару (отрезать), не повлияет ли иное сопротивление термопары на точность показаний?

    1. Мне кажется, для термопресса с двумя поверхностями эта схема не слишком хорошо подойдет. Я её разрабатывал больше для пайки по термопрофилю. Может для пресса лучше взять две схемы на термопаре + операционник, как в паяльных станциях? Один раз температуру откалибровать и всё. Дешево, сердито, надежно.
      Термопару можно укорачивать. Она не сопротивление меняет, она вырабатывает термо-эдс в точке сварки двух разных металлов, пропорциональную разнице температур между нагретой точкой и холодными концами термопары. Поэтому длина не влияет на показания.

  16. Спасибо за ответ. Я собирал схему на меге8 и лм358 https://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=25030 тестировал на электроплитке киловаттной. Были постоянные «перелеты-недолеты» температуры, прошивал множеством прошивок, обвешал всю плату конденсаторами , но стабильности не получил.
    Детальки для Вашей схемы (для 2х экземпляров) я все равно уже заказал, остается только опробовать ее для пресса.
    Как Вы думаете, стОит ли ставить 2 цифровых платы и 2 термопары или можно ограничиться одной (снимать показания температуры только с нижнего нагревателя)?, т.к утюги по мощности и модели идентичные и нагрев должен быть равномерным.

    1. «перелёты» определяются местом установки термопары. Если она далеко от нагревателя, то из-за плохой теплопроводности материала подошвы и низкой скорости распространения градиента температуры контроллер управляет с задержкой.
      Вот тут расписал с картинками

  17. Здравствуйте. Механическую часть пресса доделал, осталось электрическая часть (жду детальки с Китая).
    http://i-fotki.info/24/bc2584c9ac00c84e5be0a9f0106c5cc25f5431327356140.jpg.html
    http://i-fotki.info/24/de044f2a47220694e89722f1b32f2ba05f5431327356140.jpg.html

    Eddy, Вы не планируете доработать устройство до 2х нагревателей?
    http://i-fotki.info/24/81939e7c47f5d154958c5e3a02ff09e85f5431327356362.png.html

    1. Пользуюсь утюгом каждый день — меня полностью устраивает его работа. Пока планов изменения схемы или прошивки не было.
      А для такого пресса думаю лучше пойдет вот такого типа регулятор:
      http://elwo.ru/publ/instrumenty_radioljubitelja/pajalnye_stancii_solomon/25-1-0-612
      (схема SL-10)
      И не дорого, и держит температуру хорошо.

Добавить комментарий