Stacja lutownicza RL-1

[lukaszd82]

Cyfrowa stacja lutownicza

Jest to mój 2 prolekt po 12 letniej przerwie z elektroniką. Była to okazja do poznania Eagle oraz podstaw programowania mikroprocesorów. Obecnie wiele rzeczy bym poprawił i docelowo tak się chyba stanie. Działanie stacji oceniam bardzo pozytywnie. Obecnie mam 3 stacje lutownicze, więc już mogę coś na ten temat napisać ale to już dłuższy temat. Projekt polecam wszystkim, którzy mają niewykorzystane trafo 2x12V 60VA (minimum) oraz LCD1602 i procesor Atmega8. Są to chyba 3 najdroższe elementy (pomijając kolbę 907A, którą przez internet można kupić poniżej 30zł z kosztami wysyłki).

Docelowo schemat podzieliłem na 2 zasadnicze części:

1. Płytka zasilająca

2.Płytka sterowania

Wzory płytek w Eagle standardowo dostępne są w załączniku. A tutaj jeszcze foto gotowych płytek:

Aby ułatwić możliwość wymiany procesora i wzmacniacza operacyjnego, zostały one umieszczone w podstawkach. Płytka sterująca oraz płytka zasilająca zostały połączone za pomocą złącza goldpin.

Obudowa została wykonana z płyt meblowych oklejonych fornirem dębowym. Dodatkowo składałem dla znajomego CNC z chin i w ramach testów wykonałem panel przedni oraz tylni na tym CNC (materiał to 1,5mm blacha aluminiowa). Efekty pracy widać na poniższych zdjęciach:

Zasilanie 230V trafia na gniazdo komputerowe oraz włącznik (pozyskane z zasilacza ATX). Następnie mamy bezpiecznik szklany i transformator toroidalny 50VA 2x12V. Transformator miał wymienione uzwojenia wtórne. Miałem transformator z tylko jednym uzwojeniem o napięciu 10,5V, więc od nowa zostały nawinięte uzwojenia 2x12V. Takie napięcia są wprowadzone zgodnie z zamieszczonym schematem na płytkę zasilającą. Zastosowałem najprostszą kolbę 907A z termoparą. Wykorzystałem dostępne w sieci oprogramowanie stacji lutowniczej RL-1 zawierające algorytm PID do sterowania grzałką.

Konstrukcja nie jest pozbawiona wad:

1. Obudowa nie jest dokładnie spasowana z panelami czołowym i tylnym (miała być tymczasowa, a wyszło jak zwykle).
2. Słaby obieg powietrza w obudowie (pomimo tego faktu nic się nie przegrzewa przy długiej pracy.

Oto film prezentujący rozgrzewanie grota od temperatury 38 stopni do 320 stopni:

Już w 22 sekundzie grzałka osiąga temperaturę zadaną. Od 35 sekundy przykładam do grota cynę o grubości 0,7mm. Cyna zaczyna się topić ok. 50 sekundy. Temperatura grota została zestrojona ze wskazaniem stacji za pomocą termopary i procedury opisanej w dokumentacji stacji RL-1 (w załączniku AVT987). A to obecnie przeze mnie posiadane stacje lutownicze:

Jak już wcześniej wspomniałem, wykonałbym kilka zmian. Najważniejsza to zmniejszenie wymiarów stacji. Trafo zajmuje 1/3-1/4 obudowy. Obecnie całość znalazłaby się na jednym PCB, wszystkie elementy SMD, cała stacja zmieściłaby się za LCD. Do tego trafo i wymiar całości zmniejszony minimum o połowę. Poza tym, prócz najdłuższego rozgrzewania i braku mocy przy lutowaniu dużych pól masy stacja działa nad wyraz dobrze.

EAGLE_Moja stacja lutownicza.zip

AVT987.pdf

Cyfrowa_Stacja_Lutownicza_RL1 - do wgrania.zip

Cyfrowa_Stacja_Lutownicza_RL1 - edytowalne oprogramowanie.zip

Cyfrowa stacja lutownicza RL1.zip

Edytowano Styczeń 15, 2019 przez Treker
Poprawiłem formatowanie.

[Treker (Damian Szymański)]

@lukaszd82, właśnie zaakceptowałem opis. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 😉

[paperfalse]

Gratuluję estetycznego wykonania.

Widziałem to kiedyś w archiwach EDW.  Osobiście nie jestem wymagający i zrobiłem sobie regulator temperatury do kolby na 230V z optotriaka i triaka sterowanego przez Attiny13A za pomocą potencjometru. Temperaturę ustawia się na oko biorąc pod uwagę czas topnienia cyny 🙂 Sterowanie polega na zmianie wypełnienia w 10s cyklu za pomocą potencjometru podpiętego do ADC. ogólnie jestem zadowolony.

Edytowano Styczeń 30, 2019 przez paperfalse

[lukaszd82]

Zależy co komu potrzebne. Ja mam teraz 3 stacje i właśnie jedną z nich wystawiłem na forum na sprzedaż...

Ważne, by to co robimy sprawiało nam radość, a jeszcze lepiej jeśli jest to użyteczne 🙂

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[paperfalse]

i najlepiej kiedy jest chleb z tego 🙂

[lukaszd82]

A to już rewelacja 🙂

[msalamon]

Pochwal zabudowę wyświetlacza 🙂

[gielo]

Myślałem, że to twój projekt ale potem dojrzałem załączniki i to, że powstał na bazie projektu AVT :] Mimo wszystko projekt ciekawy i co najważniejsze funkcjonalny.

Mam jednak kilka pytań, otóż swego czasu dość dokładnie analizowałem przebieg sygnału zasilacza opartego na 7805 i prąd stały (taki bez zakłóceń) występował dopiero po dołożeniu kondensatora elektrolitycznego o wartości minimum 470uF na wejściu 7805 (przed kond. 100nf), więc czy nie miałeś problemów z poprawną pracą układu? czy mikrokontroler nie miał jakichś nieoczekiwanych zwieszek?

Jakiej grzałki używasz? nie chodzi mi o termoparę ale producenta.

Widzę, że na schemacie układ nie ma żadnych dodatkowych zabezpieczeń, wiem, że sam 7805 je posiada ale w przypadku  wyjątkowego pecha masz 12V na mikrokontrolerze :] dorabiałeś może jakieś? jeśli tak to jakie jeśli można spytać?

Na koniec taka drobna uwaga, jeśli rysujesz schemat gdzie się krzyżują linię, to używaj albo magistrali (BUS) albo etykiet (Label). Łatwiej się czyta takie schematy i widać od razu co gdzie z czym się łączy. W twoim przypadku łatwiej o jakąś pomyłkę i trudniej wychwycić ewentualne błędy w połączeniach. Dobrze jest także wydzielić poszczególne sekcje układu jak zasilacz, układ wykonawczy na triakach itp. i otoczyć je taka przerywaną linią, wtedy to już od razu widać co z czym, gdzie, jak i dlaczego.

Poza tym jak napisałem, projekt ciekawy, gratuluję też powrotu do hobby i życzę więcej ciekawych pomysłów i projektów. Pozdrawiam.

[Anonim]

W moim przypadku oscylator RC sprawdza się bezkonkurencyjnie od lat a groty pod wymiar robione z drutu elektrycznego + druciak kuchenny do czyszczenia grota - wystarczy od czasu do czasu obkruszyć resztki cyny. Nie zdarzyło mi się jeszcze z tym patentem przypalić podzespołów a tym bardziej lutownicy.

Te projekty z EDW często są mocno przekombinowane aczkolwiek ciekawe. Sam bym się nie podjął składania takiej stacji ale gratuluję @lukaszd82.

[lukaszd82]

Dnia 25.05.2019 o 13:11, gielo napisał:

Mam jednak kilka pytań, otóż swego czasu dość dokładnie analizowałem przebieg sygnału zasilacza opartego na 7805 i prąd stały (taki bez zakłóceń) występował dopiero po dołożeniu kondensatora elektrolitycznego o wartości minimum 470uF na wejściu 7805 (przed kond. 100nf), więc czy nie miałeś problemów z poprawną pracą układu? czy mikrokontroler nie miał jakichś nieoczekiwanych zwieszek?

Jakiej grzałki używasz? nie chodzi mi o termoparę ale producenta. 

Widzę, że na schemacie układ nie ma żadnych dodatkowych zabezpieczeń, wiem, że sam 7805 je posiada ale w przypadku  wyjątkowego pecha masz 12V na mikrokontrolerze :] dorabiałeś może jakieś? jeśli tak to jakie jeśli można spytać?

Na koniec taka drobna uwaga, jeśli rysujesz schemat gdzie się krzyżują linię, to używaj albo magistrali (BUS) albo etykiet (Label). Łatwiej się czyta takie schematy i widać od razu co gdzie z czym się łączy. W twoim przypadku łatwiej o jakąś pomyłkę i trudniej wychwycić ewentualne błędy w połączeniach. Dobrze jest także wydzielić poszczególne sekcje układu jak zasilacz, układ wykonawczy na triakach itp. i otoczyć je taka przerywaną linią, wtedy to już od razu widać co z czym, gdzie, jak i dlaczego.

Poza tym jak napisałem, projekt ciekawy, gratuluję też powrotu do hobby i życzę więcej ciekawych pomysłów i projektów. Pozdrawiam.

Witam, jeśli chodzi o stabilność pracy to od uruchomienia stacji nie miałem żadnych problemów. Ani razu procesor się nie zwiesił.

Co do LM7805 to w znacznej mierze aplikacji do zasilania procesorów Atmega są one stosowane i o ile nie mamy do czynienia z podłą podróbką to też problemów nie ma.

Producenta termopary nie znam, kupiłem całą kolbę 907A wraz z grzałką. Są one na allegro w cenach nawet ok 15zł. Robiłem test 3 stacji lutowniczych, które posiadałem:

1. Opisanej DIY opartej na RL-1

2. KSGER T12

3. YIHUA 937D+ (którą już sprzedałem) i dla zainteresowanych zamieszczam kilka wyników

Co do zabezpieczania LM7805 to proszę o wyjaśnienie po co? Nie miałem jeszcze sytuacji by ten układ padł sam z siebie, jeśli ktoś mu w tym nie pomógł.

No i w kwestii schematów to już ich tak nie rysuję. Dzielę układ na sekcje: zasilacz, mikroprocesor, itd.

Sekcje oddzielam linią przerywaną opisując dany moduł.

Stacja powstała ok 3lat temu i od tego czasu zrobiłem kilka innych układów... Człowiek uczy się na błędach 🙂

Jeśli mam oceniać samą stację to cały projekt RL1 uznałbym za bardzo udany. Temperatury na grocie są stabilne, mamy dostęp do parametrów PID, jest autokalibracja, wszystkie niezbedne parametry mamy na wyświetlaczu. Od siebie dodałbym teraz układ automatycznego usypiania i wyłączania. Są to bardzo wygodne tryby w KSGER.

Oczywiście po pierwszych testach na chińskiej stacji RL-1 jest u mnie tylko stacją rezerwową bo komfort pracy nawet nie da się porównać.

Składanie tej stacji ma sens tylko, jeśli mamy części. Ja 90% miałem w szufladzie. Nawet trafo sam przewijałem bo miało tylko 1 uzwojenie 12V...

No i co do samego wykonania, teraz płytka sterowania byłaby na 100% w SMD wielkości kilku centymetrów, płytka zasilania zostałaby raczej w THT. Obudowa stacji powstałaby ze sklejki lub wykorzystałbym coś gotowego o mniejszych minimum o 1/3 wymiarach. Stojak na kolbę zintegrowałbym z obudową stacji, do kolby włożyłbym czujnik jakiś czujnik ruchu i sam oprogramował procesor z funkcją usypiania i wyłączania stacji.

2 godziny temu, atMegaTona napisał:

W moim przypadku oscylator RC sprawdza się bezkonkurencyjnie od lat a groty pod wymiar robione z drutu elektrycznego + druciak kuchenny do czyszczenia grota - wystarczy od czasu do czasu obkruszyć resztki cyny. Nie zdarzyło mi się jeszcze z tym patentem przypalić podzespołów a tym bardziej lutownicy.

Te projekty z EDW często są mocno przekombinowane aczkolwiek ciekawe. Sam bym się nie podjął składania takiej stacji ale gratuluję @lukaszd82. 

Druciak kuchenny niszczy powierzchnię grota i nie nadaje się do wykorzystania. Każdy grot ma cienką warstwę zabezpieczającą i w ten sposób ja szybko naruszymy. Po prostu po lutowaniu grot czyścimy z agresywnych topników i zostawiamy zwilżony w kalafoni z cyną.

Co do stacji na podstawie projektu RL-1 to jest to bardzo dobrze sprawdzona konstrukcja. W necie można znaleźć wiele adaptacji tego projektu z opiniami i ewentualnymi ulepszeniami. Zapewnia naprawdę bardzo dobrą stabilizację temperatury i jedyną wadą tej stacji jest moc pasujących grzałek z termoparą (trudno dogrzać np. duże pola masy).

Najczęściej kłopoty zdarzały się z migającym wyświetlaczem, czego sam nie doświadczyłem. Poza tym przy uruchamianiu układu zgodnie z opisem uszkodzenie raczej nie jest możliwe, a ewentualne błędy montażowe można szybko wykryć. Odsyłam do opisu KIT RL1.

 

Edytowano Maj 27, 2019 przez lukaszd82

[marek1707]

Mimo całego szacunku dla wyników pracy Kolegi lukaszd82, muszę napisać, że moim zdaniem projekt elektroniki jest jakiś dziwny. Mam wrażenie, że ktoś tworzył go nie bardzo biegły w sztuce, przy pomocy sklejania bloczków/gotowców znalezionych w internecie. Możemy zacząć od kluczowego tu bloku czyli wzmacniacza termopary. Prymitywne to rozwiązanie, ale nie o to tu chodzi bo przecież to nie termometr wzorcowy tylko lutownica. Kompensacja temperatury zimnego końca nie jest potrzebna, OK, rozumiem to. Chodzi mi bardziej o użyty opamp. To bardzo dobry układ i pod względem np. offsetu czy jego dryftu nadaje się do takiej stałoprądowo sprzężonej aplikacji znakomicie. Niestety jest to kostka stworzona z 20 lat temu i jako taka korzystająca z ówczesnych technologii. Rezultatem tego jest choćby praca z wysokich i bipolarnych zasilań. Układ ten nie umie pracować z pojedynczym zasilaniem 5V, co wymusiło absurdalnie skomplikowany zasilacz +/-9V tylko dla tego bloku. Zupełnie spokojnie mamy dziś wzmacniacze o nawet lepszych parametrach DC niż kultowy OP07 działające na takim samym zasilaniu co procesor. Odpadłyby więc dwa stabilizatory i skomplikowany transformator z dwoma uzwojeniami. Idźmy dalej: synchronizator z siecią 50Hz na komparatorze - po co? Bo ktoś niekumaty opublikował kiedyś w sieci taki schemat i teraz każdy tak robi, bo jest to pierwsze co wyskakuje w wyszukiwarce? I jeszcze symetryczne zasilanie komparatora... Absurd. W kolejnym rozwiązaniu użyj megastabilnego wzmacniacza z przetwarzaniem (albo układu dedykowanego do termopary - o tym niżej), transformatora 24V a zasilacz uprość do jednego 7805 lub jakiejś małej przetwornicy DCDC. 

Ogromne kondensatory na zasilaniach +/-9V są oczywiście zupełnienie zbędne. Nie dość, że każdy stabilizator dostał na wyjściu swoje 100uF to tyle samo dostał także opamp. Podobnie na zasilaniu +5V: zupełnie zbędne 2x100uF.

To samo na wejściach: 2200uF? Przy tych poborach prądu wystarczyłoby 10x mniej. Ktoś wzorował się na jakimś sporym wzmacniaczu audio?

Na schemacie siedzą jeszcze pomniejsze babole, myślę, że związane bardziej z przerysowywaniem czyjegoś projektu bez zrozumienia. Choćby brak kondensatora za dławikiem filtrującym zasilanie dla pinu AVCC: teraz jest nawet gorzej niż gdyby dławika nie było tam w ogóle.

Widzę po symbolu, że optotriak ma wbudowaną synchronizację z siecią a jeśli dobrze rozumiem ideę, to stosujesz sterowanie fazowe bo jest szybsze. Albo więc użyty symbol jest mylący, albo nazwa elementu  (MOC3020) jest zła.

BTW: Dziś do podłączania termopar używa się zintegrowanych kostek robiących wszystkie wzmocnienia, kompensacje i pomiary w środku. Nawet gotowy moduł z 3-drutowym interfejsem cyfrowym i wejściem z termopary typu K (jaką ma ta lutownica?) kosztuje tyle co dobry wzmacniacz operacyjny:

https://botland.com.pl/pl/czujniki-temperatury/12504-termopara-max6675-czujnik-temperatury-spi.html

 

[Anonim]

2 godziny temu, lukaszd82 napisał:

Druciak kuchenny niszczy powierzchnię grota i nie nadaje się do wykorzystania. Każdy grot ma cienką warstwę zabezpieczającą i w ten sposób ja szybko naruszymy. Po prostu po lutowaniu grot czyścimy z agresywnych topników i zostawiamy zwilżony w kalafoni z cyną.

Masz rację w przypadku fabrycznie wykonanych grotów. Moje są robione z drutu elektrycznego o średnicy zależnej od potrzeby i kształtu 3.5 - 5mm. To naprawdę się świetnie sprawdza a zużycie nie generuje kosztów więc druciak jest tu bardziej skuteczny od gąbki i to co najmniej 10 razy - wystarczy go dźgnąć grotem 1 - 2 razy i grot czysty i pocynowany. Lutuję tym nawet smd 0805 bez większych problemów, nic się nie przegrzewa, nic się nie przykleja, żadnych nadmiarów kalafonii w okolicach lutowania. Sprawdź sobie kiedyś w wolnej chwili jeśli nie wierzysz.Wystarczy komparator okienkowy i triak/optotriak. Mogę to rozwiązanie polecić każdemu z czystym sumieniem, kwestia jedynie wprawy w ustawianiu temperatury.

[lukaszd82]

Teraz i tak korzystam tylko z lutownicy na groty T12.

Grzeje się w kilka sekund, nie ma problemu z dużymi polami masy/radiatorami...

Usypianie po odłożeniu kolby na dłużej niż 1min (tak mam ustawione - obniżenie temp. do 150stopni), a 2 sekundy od podniesienia kolby mamy już na niej 340stopni i spokojnie można lutować. Do tego cała stacja jest mała, wymiana grotów beznarzędziowa, nie wymaga żadnego odkręcania - grot po prostu wyciągam i wkładam nowy.

Trwa to szybciej niż wymiana kolby 🙂

Uwagi kolegi marek1707 są jak najbardziej słuszne. Kilka błędów możliwych do poprawienia jest na schemacie, C18 trzeba przesunąć za cewkę, kondensatory 2200uF znacznie na wyrost.

Przyznaję, skorzystałem z gotowego schematu, zrobiłem tylko własne PCB. Dlatego zostało powielonych kilka błędów, które można poprawić. Nie zmienia to faktu, że układ działa prawidłowo. Oczywiście można wykorzystać zintegrowane kostki do termopary, ale trzeba napisać własny program na kontroler. W czasie, gdy robiłem tą stację nie byłem na to gotowy. Dopiero po wykonaniu stacji zacząłem pierwsze próby z programowaniem Atmega, teraz bawię się raczej STM32 i ESP8266, ESP32.

Edytowano Maj 28, 2019 przez lukaszd82

[ben_ek]

Witam. Czy możesz mi powiedzieć czym kompilowałeś program? To chyba eclipse ale w jakiej wersji? Dzięki za odpowiedź.

[lukaszd82]

Dnia 23.10.2022 o 18:26, ben_ek napisał:

Witam. Czy możesz mi powiedzieć czym kompilowałeś program? To chyba eclipse ale w jakiej wersji? Dzięki za odpowiedź.

Niestety nie pamiętam, a dostęp do plików będę miał dopiero za minimum miesiąc... Ale to projekt ogólnie dostępny w sieci... Wystarczy w google wpisać "stacja RL-1".  Skorzystałem z gotowego oprogramowania, stworzyłem jedynie "swoją" wersję...