Паяльная станция на микроконтроллере (цифровой ПИД регулятор температуры паяльника)

August 30, 2012 by admin Комментировать »

Цифровая паяльная станция на микроконтроллере представляет
собой по сути ПИД (Пропорционально – Интегрально – Дифференциальный) регулятор
температуры жала паяльника. Для оптимизации скорости выхода на режим уставки
температуры и стабилизации температуры применен ПИД закон регулирования мощности
на нагревательном элементе паяльника.

Установка заданной температуры производится кнопками Больше/Меньше,
расположенными на передней панели устройства. После установки температуры
уставки, устройство автоматически переходит в режим измерения температуры,
отображая реальную температуру паяльника. Так же в устройстве предусмотрен режим
программирования коэффициентов П. И. Д., по отдельности, для адаптации
устройства под различные типы паяльников. Для перехода в режим программирования
коэффициентов, достаточно вынуть штекер термопары. Устройство самостоятельно
отслеживает потерю контакта с термопарой и выходит на режим программирования. В
режиме программирования существуют 3 настройки – это коэффициенты P(пропорциональный),
I(интегральный) и D(дифференциальный). Как только устройство обнаруживает потерю
контакта с термопарой по истечению 1-3х секунд, устройство переходит в режим
программирования P (пропорционального) коэффициента, установка значения
пропорциональной составляющей осуществляется кнопками “Больше” и «Меньше»
соответственно (в пределах от 0 до 255). Для перехода к настройке следующего
коэффициента достаточно кратковременно нажать обе кнопки одновременно. После
чего устройство переходит в режим программирования I(интегральной) составляющей.
Установка требуемого коэффициента (В пределах от 0 до 999) осуществляется таким
же образом, как и при установке пропорциональной составляющей (т.е. кнопками
“Больше” и “Меньше”). Переход в режим программирования D(дифференциальной)
составляющей осуществляется также одновременным нажатием на обе кнопки. Предел
изменения дифференциальной составляющей от 0 до 255. Все установки сделаны
циклично, т.е. если текущее значение пропорционального коэффициента – 0, при
последующем нажатии на кнопку “Меньше”, то значение будет – 255. Для того ,
чтобы закончить программирование и выйти на режим регулировка/измерение
температуры, достаточно вставить назад штекер термопары. Причем все программные
установки коэффициентов не теряются, при выключении питания устройства, потому,
что они сохраняются в энергонезависимой памяти контроллера.
Устройство питается от напряжения сети 220В, Выходное напряжение ~220В. В
качестве термодатчика была использована термопара 4мВ/C (от китайского тестера).
Паяльная станция оборудована светодиодным индикатором, что обеспечивает
качественный контроль температуры, даже в слабоосвещенных местах.

Принципиальная схема паяльной станции


Доработка управляющей части принципиальной схемы

Желательно таким образом доработать управляющую цепочку
данного устройства. При доработке, появится гальваническая развязка
высоковольтной части от низковольтной (процессорной)

Доработка паяльной станции и адаптирование для работы с
термопечью

Теоретически возможно адаптирование данного устройства для работы с
термопечью. Для этого нужно внести некоторые изменения в схему. Во первых это
подобрать симистор, в зависимости от мощности термопечи (желательно брать
симистор с запасом по мощности) возможно прийдется в дальнейшем поставить на
него радиатор охлаждения. Вторая задача состоит в том, чтобы без изменения кода
прошивки станции и без добавления дополнительных сегментов индикатора
температуры расширить температурный диапазон.

Для этого надо подобрать коэффициент усиления операционника подстроечным
резистором R9. В настроенном устройстве сопротивление резистора должно быть в 10
раз меньше (около 12кОм). Далее следует отторировать устройство. Для этого
термопару надо кинуть в кипящую воду и выставить резистором R9 на индикаторе
значение “10”, что будет соответствовать температуре в 100 градусов Цельсия.
Естественно это нужно будет учитывать при последующих измерениях температуры
(значение индикатора “57”=570 градусов Цельсия, также как и “120”= 1200 градусов
Цельсия). Так как на таких высоких температурах (более 1000 градусов Цельсия)
погрешностью в 10-20 градусов можно пренебречь, тем более что наименьшая
чувствительность индикатора составляет “10” градусов (соответствует показанию
“1” на индикаторе), возможно исключение из схемы аналогового термодатчика
“ТС1048”. Вместо него нужно поставить простой делитель на резисторах с выходным
напряжением 0,7 вольта, что соответствует измеренной температуре 20 градусов
Цельсия (средняя температура в помещении).

Отзывы по данному материалу:

После того, как я отправил пользователю письмо с материалом “Доработка
паяльной станции и адаптирование для работы с термопечью”, получил от него вот
такой ответ цитирую:

“Большое спасибо. Я так и сделал. Работает уже около месяца. Нареканий
нет. Использую симистор ТС-132-80-12(80А)на небольшом радиаторе.
Мощность печи 6кВт. Немного не привычно что не показывает единицы
градусов.”

“Гена Левченко”

Автор: Никульников Алексей

Связь с автором: E-mail: coolbassnik@rambler.ru

Веб сайт автора: Нет данных

Прислал: Нет данных

Источник: mukpocxem.net.ru

Доп материалы, файлы к устройству (схеме):

Прошивка микроконтроллера

Печатная плата

Даташит на оптосимистор MOC3021 и симистор BT137

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты