DIY数字焊站(Hakko 907)

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简介:DIY数字焊站(Hakko 907)

关于:嗨,我是安吉洛(Techbulder)!我是DLSU的BS-ECE中的工程专业。我用我的课程作为制作当前项目的灵感!自从我10岁以来,我一直在这里发布项目。我也跑了......

建造一个经济实惠的家用Bakko 907数字焊接站!享受可达525°C的可变和恒定温度。该项目只需要少量的组件,大约需要7美元(不包括已重新供电)。我几乎可以找到一个详细的教程,所以我决定制作视频和指导。

项目规格:

  • 专为Hakko 907手柄而设计
  • 兼容类似的手柄
  • 温度范围:27°C-525°C
  • 预热时间:25s - 37s(325°C)
  • 推荐电源:24V,3A
  • 力量:50W(平均)

全视频教程:

原理图,PCB布局,代码和STL文件:下载链接

第1步:常规与数字焊接铁杆

普通焊接铁杆:

就像任何其他的爱好者一样,我开始使用普通烙铁。他们很棒,但他们确实有了几个缺点。任何曾经尝试过的爱好者都知道这些铁杆大约在7-15分钟大约在能够焊接之前热身的斗争。一旦加热,这些铁杆将在其最高温度范围内保持运行。在某些情况下,当接触延长时,这些铁杆可能会损坏电子元件。从经验中,在处理Perfboards时,强烈的热量有时会击落虚线铜垫。有方法和技术来克服这一点,但一旦你尝试了一个数字焊接站,你就永远不会回去冲动。

具有可变调光器的常规焊接铁杆

从常规熨斗中控制热量是一种简单常见的方法,这是通过连接调光器电路来限制到加热元件的电力。这些也存在于一些产品中,我曾经拥有过的胜利焊站。他们真的很好!唯一的缺点是没有闭环温度反馈。在某些情况下,您将不会让标记在调光器旋钮上的温度,因为当您焊接吸收热量的焊接部件时,温度会下降。您可以转动旋钮以补偿热临时滴剂,但一旦停止焊接时,Temps将再次增加。你可以通过转动调光器旋钮一直向上升起热身时,然后一旦炎热。

数字焊台:

这是我三个中的最爱。它与可变调光器熨斗非常相似,但一切都是用PID系统自动化的。简单来说,焊接站的自动电子控制系统,不断调整为您的“调光旋钮”。当系统检测到铁的尖端温度低于设定温度时,系统将升高为钢尖头产生热量所需的电源。当铁温高于设定温度时,从铁中切断电力导致温度下降。该系统此过程真正快速,不断将铁的加热元件打开和关闭,以保持尖端的恒定温度。这就是为什么数字焊站预热时间明显更快。

第2步:零件和材料

价格会有所不同,具体取决于您的组件(AlixPress是最便宜的)。一旦我提供了最便宜的在线组件,我将使用链接更新此步骤。我在E-Gizmo Mechatronics Manila商店购买我的组件。

需要材料:

  • Hakko 907手柄($ 3克隆)
  • Arduino Nano.
  • 降压转换器(MP2303)
  • 5针DIN母连接器
  • DC插孔(2.1mm)
  • 24V 3A电源
  • 16x2 I2C LCD.
  • LM358 OP-AMP IC
  • IRLZ44N MOSFET.
  • 470UF 25V电解电容器
  • 470Ω1/4W电阻
  • 2.7kΩ1/4W电阻
  • 3.3kΩ1/ 4W电阻
  • 10kΩ1/ 4W电阻
  • 10k电位器

第3步:设计过程

Hakko 907手柄内部是一个加热元件,温度传感器接近它。两者都封闭在陶瓷材料上。加热元件简单地是在施加电力时产生热量的线圈。另一方面的温度传感器是热敏电阻。热敏电阻就像电阻器一样,当温度变化时,热敏电阻的电阻也变化。

神秘的Hakko热敏电阻:

悲伤地,Hakko,在加热元件单元的内部不提供足够的数据。多年来它对我来说仍然是一个谜。所以回到2017年,我进行了一个微小的台阶测试,以收集内部神秘热敏电阻的热特性。我将温度传感器添加到我的铁的尖端,将欧姆表连接到我的铁的热敏电阻销并将加热元件连接到我的可变台电源。然后,我增加了铁的温度并记录了热敏电阻的相应电阻。我最终到达了用于设计电路的数据曲线。然后我发现它可能具有PTC热敏电阻,具有正热系数。当热敏电阻周围的温度增加时,这意味着,热敏电阻的电阻也增加。

(对于以下步骤,请参阅计算的第三张图片)

用于传感器的分压器:

为了从热敏电阻温度传感器获取可用的输出。我不得不用分压器加入电线。然后,没有用于神秘传感器的数据表,因此我在分压器上设置了顶部电阻,以限制传感器(将其设置为50mW)散发的最大功率。既然我已经获得了分压器的顶部电阻,然后在最大工作温度条件下计算最大输出电压。分压器的输出产生约1.6V。然后,我为ADC纳米的10位ADC兼容,最终发现我无法直接连接电压分频器传感器设置,因为该值太小,因为它可以准确地拾取。简单地说,如果我要将分压器传感器直接连接到模拟引脚,温度读数之间会有间隙(例如:325°C,326°C,328°C ...... 327°C缺失)

OP-AMP:

为了防止在温度读出之间具有间隙的潜在问题,使用OP-AMP来高档或放大分压器的低1.6V峰值输出电压。来自第三幅画的以下计算显示了最小所需的增益和我在实现中选择的增益。我没有最大限度地提高增益,将电压分压器的1.6V输出量扩展到Arduino的5V ADC参考电压,因为我想在连接到分压器的其他Hakko手柄中添加一些余量,可以屈服于1.6V的电压(这可能导致裁减)。2.22的增益应该为项目设计提供足够的边距,也可以与其他铁柄模型一起使用。

第4步:示意图

该项目使用简单的逻辑电平N沟道MOSFET作为PWM控制的交换设备。这用作数字开关,用于向加热元件提供电力。非反相运算放大器(LM358)用于放大或高档分压器热敏电阻组合的微小电压。10K电位器用作可变温度控制旋钮,LED只是我在项目中有线和编程的指示灯,以显示加热元件是否有效。对于此特定项目,我正在使用16x2液晶显示器,其中一个I2C背包驱动程序,因为它更适合电子设备的新手。

第5步:PCB

我设计了Proteus的PCB布局。我把它变成了一个单面PCB设计,使每个人都很容易在家用PCB上制造这一点。请注意,如果要在单面PCB上制造,则需要一个跳线。可以从下面的Google Drive链接下载可打印的PDF文件。

如果您希望利用在线PCB制造,可以从下面的Google Drive链接下载Gerber文件。您还可以直接在PCBWay.com上订购我的设计,而无需手动输入Gerber文件(购买我的PCB链接

PCB文件(Proteus,Gerber和印刷品):

https://drive.google.com/drive/folders/1mc8elids4q ...

第6步:校准降压转换器

由于大多数arduino纳米克隆只能在不吹入AMS1117 5V调节器的情况下只能在15V Max中进行,而加热元件需要24V以最佳地运行,则冷却转换器被公共汽车用于一起使用。在大多数arduino纳米克隆中发现的AMS1117 5V调节器具有1.5V的差电压,这意味着来自arduino纳米的VIN引脚的输入电压必须为6.5V(5V + 1.5V)。

脚步:

  1. 将电源设置为24V
  2. 将电源连接到降压转换器的输入
  3. 使用万用表监控降压转换器的输出电压
  4. 调整微调电阻,直到获得6.5V的输出电压
  5. 您可以使用7V以获得更好的稳定性。

步骤7:电路组件

使用示意图或零件放置图来组装电路的先前步骤。

第8步:3D印刷外壳

您可以选择在廉价的塑料外壳上建立您的项目或使用我的3D印刷设计。我包括SolidWorks文件,用于编辑目的。如果要提前打印,则STL文件可从下面的Google Drive链接获取。

我的3D打印机设置:

  • 印在Cr Beries CR-10上
  • 0.3mm层高度
  • 0.5mm喷嘴
  • 30%填充
  • 不需要支撑

3D打印文件(SolidWorks&STL):

https://drive.google.com/drive/folders/1xxkatawj18 ...

第9步:外壳改进(PaintJob和Sanding)

当您的完成打印时,您可以在擦拭3D打印的外壳中进行打开。我画了矿山黑色,让它看起来很懒,优雅。

步骤10:安装外部组件

将LCD,10K电位器,DC插孔和驱动板拧紧。然后将DIN连接器SpearGlue并导致外壳。

步骤11:Hakko 907连接器

您可能无法找到Hakko手柄的专有5针DIN连接器,就像我一样。您可以将阳连接器从铁上剪下并用你拥有的4个销阳连接器更换。具有讽刺意味的是,我有一个5针DIN连接器对,但不是在Hakko上使用的PIN。3rd引脚简单地是一个地面,如果您没有特别是接地标准和ESD保护,则可以省略它。

步骤12:电线外部组件

您可以将连接与上一步的原理图。我建议在DC插孔和组装的驱动板上添加保险丝以进行额外保护。我省略了熔断器,因为我的电源已经在直流侧具有保险丝。

第13步:编程

脚步:

  1. 将您的Arduino连接到您的计算机
  2. 下载我的程序草图
  3. 如果你必须这样调整它
  4. 我使标准化的价值为Hakko 907手柄
  5. 我将很快更新这一措施校准过程。
  6. 安装Wire.h和liquidcrystal_i2c.h库
  7. 工具>板>选择Arduino Nano
  8. 工具>端口>选择Arduino已连接的端口
  9. 上传草图/程序

代码如何工作:

当系统检测到铁的尖端温度低于设定温度时,系统将升高为钢尖头产生热量所需的电源。当铁温高于设定温度时,从铁中切断电力导致温度下降。该系统此过程真正快速,不断将铁的加热元件打开和关闭,以保持尖端的恒定温度。这就是为什么数字焊站预热时间明显更快。

PID控制:

没有代码不使用PID技术。我的版本一个使用我的旧PID代码,但它们与代码的比较器版本进行几乎相同(本教程上的)。我选择了简单版本,因为它更容易修改。您可以为PID版本发电子邮件,但它会产生很小的差异。

Arduino代码(v1.0):

https://drive.google.com/drive/folders/1fzx1agwwvw ...

步骤14:调整LCD对比度和电位计添加旋钮

如果您是Arduinos和16x2 LCD的新手,则必须调整LCD的对比度修剪器电阻,以便正确显示。一旦全部设置,您最终可以为电位器添加塑料旋钮进行温度控制。

第15步:关闭外壳并向上电!

一旦你相信焊接站校准很好,你现在可以关闭并拧紧面板。您可以从电源推荐图表中使用电池或任何AC到直流电源。如果您希望从车站中获得最佳性能,请使用24V 3A电源。它可以将这些金属盒SMPS电源或可能会为您的焊接站提供一台笔记本电脑充电器。如果您想省钱购买电源,垃圾厂和剩余商店都有很多吨。笔记本电脑充电器通常在18V 2.5A的速度下效果效果效果效果良好,但您的铁的热身时间可能达到37岁。

第16步:奖金:更好的热传导

小建议。这是我通常这样做的袖子的一点点伎俩。您可以为Hakko 907焊接尖端添加热浆以获得更好的导热性。它有效,显着提高了传热!只要润滑脂开始沸腾和发出烟雾,就务必将其发泄出前30分钟的操作。30分钟后,它转向这种粉笔就像材料一样。只是警告,当时到来时,你必须更换尖端,干燥的糊状物将粘附在尖端和加热元件上。使用尖端上的槌子松开粉状材料。

第17步:享受!

享受焊接站!我现在一直在使用这个电台近5年,这个教程的一个是我的原始车站的精致版本。我花了时间让所有设计都是一个开源包,为每个人修改和享受。让我知道你的DIY Hakko Station!

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51评论

0.
波尔斯基

5天前

任何能够帮助降压转换器的人都可以帮助...它说,MP2303但是AI无法找到该型号的降压转换器,并希望确保我订购正确的一个......
也有人提到使用XLRS,以相同的方式做这些电线?

1
Sparkchaser.

问题2天前

这是太棒了!该设计很好,直截了当,最终结果比搁置焊接站更干净而现代。也许最重要的是,它可以由没有(尚未)有一个良好的温度控制的铁的人焊接。

在您的几张图像中(包括指示灯顶部的一个图像),您将控制器以屏幕更容易读取的屏幕倾斜。它看起来像控制器有某种脚。这是这种情况的修改版本,还是您为它构建了某种持有人?

0.
kemalergun75.

3天前

你好,
首先,非常感谢你的叙述,这一时期像我这样的业余爱好者可以毫无困难。有2个细节我被困在一起。
1_有一个1000UF 10 V电容,该电容不包括在视频中的方案中。我想在Arduino上学习这个目的。
2_完成电路后,它在不连接烙铁的情况下正常工作,但是当我将烙铁连接到电路时,IRFZ44N MOFSET会烟雾才能变得太热。之后,电路不起作用。是什么原因。(除了你对电路中所做的事情之外,我什么都没有做任何事情。)当我做出除了电路以外的另一个电路时,这事件发生在我身上,但我无法弄清楚为什么。
如果你回答我的问题,我会非常高兴。

0.
悸动

9天前

这很棒!
我为我的907建造了一个不受欢迎的Hakko的模拟控制器。这是一块伟大的铁,我喜欢它:)

0.
ascas.

4天前回复

经典907旋钮站,真棒!谢谢!

0.
Andrewa167

9天前

令人敬畏的项目!很多细节,你包括一个方便的链接中的所有文件,这使其变得简单!我不确定何时建造它,但我已经保存了未来一切的副本,并将其归入您的频道,以查看您的速度。谢谢!

0.
ascas.

4天前回复

谢谢!让我知道它是怎么回事:D

0.
甘油

7天前

对于MOSFET,可以使用IRF640吗?

0.
ascas.

6天前回复

可悲的是,这是这个应用程序的MOSFET的糟糕选择。您需要一个逻辑电平MOSFET,如IRZ44N,以完全饱和Arduino的逻辑电平PWM输出。否则,您的MOSFET会升温并失去电力。我建议使用vds的“逻辑电平MOSFET”谷歌曲,其中VDS至少为30V,ID为至少5A,并为下RDS(ON)提供:D

0.
甘油

回复5天前

好的,经过一点研究,我想我正在使用STP60NF06。

0.
甘油

6天前回复

喔好吧。谢谢!

0.
ascas.

6天前回复

非常感谢你的电器!非常喜欢!:D.

0.
Kushagrak7.

小费7天前

你为什么不在Arduino Nano的地方尝试STM32 Bluepill。它有点便宜,并且有很多功能。

1
ascas.

6天前回复

我同意!STM32 Bluepill还将消除对OP-AMPS的需求,因为它具有更高的ADC分辨率,具有3.3V的低VREF的12位。那是我的初步计划,我只是担心蓝色药丸吓到了很多初学者,可能是我选择纳米的唯一原因。

我相信这不是热敏电阻,而是一个热电偶,因为热敏电阻不能提供电压,但只能根据温度改变电阻。所以一切都很棒,我想重复,我计划购买一个传感器模块MAX6675 K,我不需要高测量精度,所以具有相对表示足够。感谢您分享项目。

0.
ascas.

9天前回复

谢啦!我以为这是另一种方式。即使是电子工程,它仍然让我发现两者之间的差异,因为我给出了一个未知的神秘传感器,可能是因为我缺乏温度传感元件哈哈的经验。谢谢你!我将研究更多信息并更新本指南。MAX6675很棒!我在一个SMD烤箱后面用它,我说去吧!<3