Меню

Регулятор нагрева для паяльной станции

ИК паяльная станция, ПИД регулятор, фазовое управление, stm32

Захотелось мне как то сделать инфракрасную паяльную станцию. Начал я смотреть разные сайты с готовыми схемами и решил сделать по-своему. Так же среди этих сайтов был и Пикабу, человек очень хорошо описал фазовое управление и алгоритм Брейзенхейма (тут ссылка на статью )Ардуино и управление мощной нагрузкой переменного тока или самогонный аппарат 2. но мне не понравилась идея использовать 2 контроллера.
Задание для себя было таким:
• Два ПИД регулятора для верхнего и нижнего нагревателей;
• Соответственно 2 датчика температуры (для каждого регулятора свой);
• Управление с энкодера и встроенной в него кнопки;
• Отображение на дисплей SSD1306 (128×64 т.к. был)
• Отсылка данных в ПК через USB-CDC;
• Фазовое регулирование (алгоритм Брейзенхейма)
• Малошумящее управление тиристорами (MOC3063)

Мозгом паяльника стал STM32f103 или в народе BluePill. Сконфигурировал его в CubeMX и понеслось.

Измерение температуры сделал на термопарах с усилением их сигнала на отдельной плате-усилителе (в моем случае я калибровал для каждого канала отдельно каждую термопару). Если будете повторять, лучше сделать на модуле max31855, но придется немного изменить код и схему (там не много просто я занял оба SPI, но место еще есть, луче использовать SPI2) .
В основном меню устанавливаем температуру, поворотом энкодера, значения сохраняются во флеш. Если вам не нужен верх, то можно установить 0 в задании температуры.

Так же есть подменю с настройками ПИД регуляторов, тут перемещение нажатием кнопки на энкодере а поворот устанавливает значение.

ПИД регулятор получился не такой как все =). Его интегральная часть это единица времени, а не просто безразмерный коэффициент как в других цифровых регуляторах. Все цифровые регуляторы дискретны (мои срабатывают каждые 500мс(можно сделать быстрее если нужно)), за это время интегральная часть закидывает в буфер текущее значение ошибки регулирования. Дальше берется сумма этого буфера и вот мы получаем интеграл. Вот тут то и отличие, те регуляторы, что я видел, берут сумму всего буфера и умножают на безразмерный коэффициент. У моего регулятора интегратор это и есть число выборок, которое нужно взять. Допустим, время интегрирования установлено 10 т.к. частота дискретизации регулятора 0,5 с 10*0,5=5 секунд. Следовательно, регулятор будет использовать интеграл изменения ошибки за последние 5 секунд. Максимум 256 выборок. Хотел сделать, что то похожее с дифференциальным звеном, но чет забил. Там можно было бы уменьшать время для следующего отчета ошибки для диф. звена, но тогда придется слишком часто дергать АЦП, а нам еще данные по ЮСБ отправлять и на экран.
Чтобы получать данные по USB нужно установить драйвер от STM usb-cdc. Потом у Вас появится ком порт, куда каждые 500мс будут отправляться данные. Можно не использовать эту функцию, ну а если решите написать ГУИ, то в коде вся строка отправления лежит за sprintf. Так же можно отправлять команды на управление. Например, чтобы установить температуру верха нужно закинуть строковые “Ch5”+ 2 байта значение температуры (0x01ff-511 градусов).
Использован широко известный экран i2c на контроллере ssd1306 (128×64), я использую свою библиотеку к нему (урезанный adafruit).
В силовой части использовал тиристоры BTA41-600. Они на 40А, но т.к. китайские, для нагрузки в 2кВт поставил 2 штуки параллельно (говорят так нельзя делать, но я надеюсь, Вы никому не скажете). Чтобы ими управлять и использую внешние прерывания при переходе синуса сети через 0. Сделано на самой обычной оптопаре, диодном мосте и паре резисторов (на схеме d1-4, u5). На печатной плате разделил силовую часть от слаботочной. Предохранителей никаких не ставил, потому что думаю запитать от автомата.

Читайте также:  Холодильник веко реле регулятор

С силовой частью все. Вот такое получилось устройство в сборе (пока без радиаторов). Нагружал силовую часть лампочками по 100Вт, все работает.

Остается сделать корпус, пока на это нет времени. Нагреватели уже куплены и лежат в коробочках. Нагреватели заказывал у компании Электронагрев, обошлись в 6 тысяч с доставкой в Уфу, но при получении у Деловых линии, возникли проблемы с тем, что у них висел какой то долг)). Через пару дней они закрыли долг и я смог получить свои нагреватели.
Что я бы изменил, если делал заново:
• Использовал max31855
• Не забыл включить вачдог)))
• Использовал freertos
• Дописал ГУЙ))
Схемы и ссылку на код прилагаю:
https://drive.google.com/open?id=1TT0NNhkICT5_5t9u4LS_0rpkKu.
https://easyeda.com/aminovilshat/Payalnik_ultra
З.Ы. я не занимаюсь профессионально программированием STM32, это всего лишь хобби. Но судите строго) кроме советов отказаться от HAL и СubeMX.

> тиристоры BTA41-600. Они на 40А, но т.к. китайские, для нагрузки в 2кВт поставил 2 штуки параллельно (говорят так нельзя делать, но я надеюсь, Вы никому не с… Читать ещё

Источник

Схемы регулятора мощности для паяльника — на симисторе и микросхеме

Содержание

  1. Конструкция и детали
  2. Как функционирует контролер паяльника
  3. Варианты монтажа регуляторов мощности паяльника
  4. Необходимые материалы и инструменты
  5. Электрические принципиальные схемы регуляторов температуры паяльника
  6. Схема регулятора для паяльника без помех на микросхеме
  7. На базе фазовых регуляторов мощности PR1500S
  8. Регулятор мощности на симисторе КУ208Г
  9. На оптосимисторе МОС204х/306х/308х
  10. Регулировка на интегральном стабилизаторе
  11. С ШИМ-контроллером
  12. Транзисторный регулятор мощности
  13. Регулятор мощности для паяльника на 20-36 В переменного напряжения
  14. Элементная база
  15. Особенности монтажа
  16. Проверка и регулировка схемы

Во время работы с электрическим паяльником необходимо следить за температурой нагрева его жала. Она должна быть постоянной и не меняться. Однако в реальных условиях показатели часто то уменьшаются, то увеличиваются. Это приводит к тому, что приходится использовать специальный регулятор мощности для паяльника.

Читайте также:  Комнатный регулятор протерм пантера

Конструкция и детали

Многих людей интересует, какая может быть конструкция у такого регулятора. Данное устройство может быть наружным, в виде небольшого отдельного блока. Иногда встречаются более компактные конструкции, которые встраиваются в паяльную станцию или в корпус розетки.

Главными деталями регулятора мощности паяльника являются резисторы. Их мощность должна составлять не меньше 0,125 Вт. Если в устройстве присутствует R5, его мощность — от 2 Вт.

Дополнительная информация! Возможно, придется подбирать другой номинал деталей, чтобы напряжение в питании не опускалось ниже 11 В.

Как функционирует контролер паяльника

Существует огромное количество схем устройств для настройки нагрева паяльной станции. Однако все они работают по одинаковому принципу, который заключается в увеличении или уменьшении входной мощности. В редких случаях тот или иной регулятор для паяльника может отличаться по таким признакам:

  • тип используемой электронной схемы;
  • установленный измеряемый элемент для определения мощности;
  • число ступеней настройки мощности.

Независимо от вышеперечисленных отличий, данные устройства в любом случае будут представлять собой обычный коммутатор для регулирования мощности.

Источник



KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

GNEZDO NEWS

Друзья сайта

Статистика

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Если вы читаете эту статью, значит объяснять, для чего нужен регулятор нагрева паяльника вам не нужно. Конечно, покупать паяльную станцию в которой уже имеется устройство регулирования накладно, а собрать регулятор самому многим из вас не составит больших усилий, поэтому в этой статье мы решили поделиться с вами схемками самых простых устройств, предназначенных для этих целей.

Основным регулирующим элементом многих схем является тиристор или симистор. Давайте рассмотрим несколько схем построенных на этой элементной базе.

Ниже представлена первая схема регулятора, как видите проще наверно уже и некуда. Диодный мост собран на диодах Д226, в диагональ моста включен тиристор КУ202Н со своими цепями управления.

Схема регулятора мощности паяльника на КУ202Н Схема регулятора мощности паяльника на КУ202Н

Вот еще одна подобная схема, которую можно встретить в интернете, но на ней мы останавливаться не будем.

Схема тиристорного регулятора мощности паяльника

Для индикации наличия напряжения можно дополнить регулятор светодиодом, подключение которого показано на следующем рисунке.

Подключение светодиода к сети 220 вольт Подключение светодиода к сети 220 вольт

Перед диодным мостом по питанию можно врезать выключатель. Если будете применять в качестве выключателя тумблер, проследите, чтобы его контакты могли выдерживать ток нагрузки.

Этот регулятор построен на симисторе ВТА 16-600. Отличие от предыдущего варианта в том, что в цепи управляющего электрода симистора стоит неоновая лампа. Если остановите выбор на этом регуляторе, то неонку нужно будет выбрать с невысоким напряжением пробоя, от этого будет зависеть плавность регулировки мощности паяльника. Неоновую лампочку можно выкусить из стартера, применяемого в светильниках ЛДС. Емкость С1 – керамическая на U=400В. Резистором R4 на схеме обозначена нагрузка, которую и будем регулировать.

Читайте также:  Mp1231 цифровой регулятор громкости

Схема регулятора мощности паяльника на симисторе

Проверка работы регулятора осуществлялась с применением обычного настольного светильника, смотри фото ниже.

Проверка работы регулятора мощности с настольной лампой Проверка работы регулятора мощности с настольной лампой

Если использовать данный регулятор для паяльника мощностью не выше 100 Вт, то симистор не нуждается в установке на радиатор.

Эта схема чуть сложнее предыдущих, в ней присутствует элемент логики (счетчик К561ИЕ8), применение которого позволило регулятору иметь 9 фиксированных положений, т.е. 9 ступеней регулирования. Нагрузкой так же управляет тиристор. После диодного моста стоит обычный параметрический стабилизатор, с которого берется питание для микросхемы. Диоды для выпрямительного моста выбирайте такие, чтобы их мощность соответствовала той нагрузке, которую вы будете регулировать.

Схема устройства показана на рисунке ниже:

Спавочный материал по микросхеме К561ИЕ8:

Таблица функционирования микросхемы К561ИЕ8:

Диаграмма работы микросхемы К561ИЕ8:

Ну и последний вариант, который мы сейчас рассмотрим, как самому сделать паяльную станцию с функцией регулирования мощности паяльника.

Схема довольно распространенная, не сложная, многими уже не раз повторяемая, никаких дефицитных деталей, дополнена светодиодом, который показывает, включен или выключен регулятор, и узлом визуального контроля установленной мощности. Выходное напряжение от 130 до 220 вольт.

Так выглядит плата собранного регулятора:

Плата регулятора мощности паяльника с сборе Плата регулятора мощности паяльника с сборе

Доработанная печатная плата выглядит вот так:

Печатная плата регулятора мощности для паяльной станции Печатная плата регулятора мощности для паяльной станции

В качестве индикатора была использована головка М68501, такие раньше стояли в магнитофонах. Головку было решено немного доработать, в правом верхнем углу установили светодиод, он и включение/отключение покажет, и шкалу мал-мал подсветит.

Индикатор для паяльной станции Индикатор для паяльной станции

Дело осталось за корпусом. Его было решено сделать из пластика (вспененного полистирола), который применяется для изготовления всякого рода реклам, легко режется, хорошо обрабатывается, склеивается намертво, краска ровно ложится. Вырезаем заготовки, зачищаем края, клеим “космофеном” (клей для пластика).

Клей Космофен для склейки пластика Клей Космофен для склейки пластика

Внешний вид склеенной коробки:

Внешний вид коробки паяльной станции Внешний вид коробки паяльной станции

Красим, собираем “потроха”, получаем чтото типа такого:

Внешний вид готовой паяльной станции Внешний вид готовой паяльной станции

Ну и в заключение, если вы собираетесь использовать с данным регулятором паяльники разной мощности, то в вышеприведенной схеме стоит заменить узел визуального контроля на такой:

С предыдущим вариантом схемы индикатора (которая без транзистора), измерялся ток потребления паяльника, а при подключении паяльников разной мощности, показания различные, а это не есть хорошо.

Вместо импортной диодной сборки 1N4007 можно поставить отечественную , например КЦ405а.

Источник