Cyfrowa stacja lutownicza AVT2727.pdf

HHH

Projekty AVT

Cyfrowa

stacja

lutownicza

2 7 2 7

Ciekaw jestem, drogi Czytelniku, z jakim

nastawieniem podchodzisz do aktualnie czy-

tanego artykułu. Czy rzeczywiście interesuje

Cię omawiany temat? Czy zamierzasz wyko-

nać w najbliższym czasie układ stacji lutowni-

czej i jesteś zainteresowany nową propozycją?

Jeśli takie właśnie jest Twoje podejście Î bar-

dzo się cieszę! Myślę bowiem, że projekt ten

może Cię zainteresować jako bardzo ciekawe,

a przy tym ergonomiczne rozwiązanie. Może

też troszkę wnieść do idei własnej konstrukcji.

Możliwe rwnież, że czytając tytuł artyku-

łu, już pomyślałeś sobie ájeszcze jedna stacja

lutowniczaÑ, ána co to komu?Ñ... Jeśli takie

właśnie myśli zaprzątają Twoją głowę, cieszę

się tym bardziej! Moim głwnym celem

bowiem nie jest przedstawienie nowej wersji

áStacji lutowniczejÑ. Chcę przedstawić kilka

ciekawych pomysłw, ktre mogą z powodze-

niem zostać wykorzystane w zupełnie innych

układach, pozornie niezwiązanych z tematem.

Chcę zaznaczyć, że wbrew pozorom pro-

jekt ten nie jest przeznaczony jedynie dla

maniakw cyfryzacji wszelkich banalnych

nawet w swej analogowej formie układw.

Jak się okazało, przerobienie układu na postać

cyfrową dodało mu bardzo wiele zalet, ktre

będę omawiał dalej, opisując działanie ukła-

du. Koszty wykonania przy tym są bardzo

zbliżone do porwnywalnego rozwiązania

analogowego, niezapewniającego jednak

choćby tak stabilnego utrzymywania tempera-

tury grota.

Stacja przeznaczona jest do wspłpracy

z kolbą lutowniczą firmy ELWIK model LES-

24. Połączenie to daje możliwości dostępne

w rozwiązaniach z áwyższej płkiÑ. Możliwe

jest ustawianie temperatury w sposb cyfro-

wy w zakresie od 50 o C do 450 o C z rastrem

1 o C. Na wyświetlaczu widoczna jest cały czas

aktualna temperatura grota, a po naciśnięciu

dowolnego przycisku pojawia się na nim tem-

peratura ustawiona. Sama grzałka jest włącza-

na i wyłączana zawsze synchronicznie

z zerem sieci, co zminimalizowało generowa-

ne zakłcenia. Dodatkowo algorytm grupo-

wego sterowania mocą umożliwia stabilizację

temperatury z dokładnością +/-6 o C. Oczywi-

ście wszystko to jest sprawą wyłącznie opro-

gramowania i nic nie stoi na przeszkodzie,

aby opracować lepszy algorytm stabilizacji, a

sterowanie dostosować do własnych potrzeb.

Oprogramowanie zostało napisane w dar-

mowym kompilatorze C, jakim jest GCC.

Ponieważ na łamach Elektroniki dla Wszyst-

kich nie było jeszcze żadnego artykułu na ten

temat, mogę przybliżyć ten znakomity język

wszystkim zainteresowanym w cyklu artyku-

łw, ktry pojawiłby się w EdW po zakończe-

niu mikroprocesorowej Oślej łączki.

dodatkowo buforowana za pomocą kondensa-

tora C5. Takie rozwiązanie okazało się

konieczne ze względu na to, że przy zaniku

napięcia zasilania mikrokontroler dokonuje

zapisu aktualnych nastaw do pamięci

EEPROM Î dodatkowy kondensator służy za

magazyn energii na wykonanie tej operacji.

Wzmacniacz operacyjny U3 wraz z kilkoma

elementami biernymi tworzy obwd detekcji

zera. Na jego wyjściu pojawia się przebieg pro-

stokątny, ktrego zbocza pojawiają się Wyżej

wspomniałem o sporych synchronicznie

z zerem napięcia na uzwojeniu wtrnym trans-

formatora. Sygnał ten pełni w układzie trzy

funkcje: dzięki niemu pomiar napięcia termo-

pary rozpoczyna się zawsze przy zerowym prą-

dzie zasilania grzałki, co minimalizuje powsta-

jące błędy pomiarowe; po drugie, brak sygnału

synchronizacji jest wykrywany jako brak

napięcia sieci, co powoduje rozpoczęcie proce-

dury zapisu ustawień; wreszcie po trzecie Î

umożliwia on realizację algorytmu grupowego

sterowania mocą.

Opis układu

W celu zwiększenia czytelności schemat ide-

owy został podzielony na trzy części. Na

rysunku 1 znajduje się obwd zasilacza,

układ synchronizacji z zerem sieci oraz obwo-

dy wykonawcze, krtko mwiąc Î wszystko

to co jest związane z napięciem zmiennym.

Widoczna na schemacie linia oznaczona jako

VCC-a zasila jedynie mikrokontroler. Jest ona

Rys. 1

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Rysunek 2 zawiera schemat samego ukła-

du sterownika. Jest on oparty o doskonale

znany już Czytelnikom mikrokontroler AVR

AT90S2313. Schemat ten może wydawać się

dość skomplikowanym. Składa się on jednak

z kilku prostych blokw. Analizę układu prze-

prowadźmy od wejścia Z4. Na to złącze

powinny być podłączone zaciski termopary

wbudowanej w lutownicę. Pojawiające się na

tym wejściu napięcie jest proporcjonalne do

temperatury grota i wynosi 30-50µV/ o C.

Oznacza to, że maksymalne napięcie, jakie

może się w tym miejscu pojawić, ma wartość

21,5mV. Bezpośrednie przetwarzanie tak

małego sygnału byłoby obarczone dużym błę-

dem. Wzmacniacze operacyjne U4 i U5 wraz

z elementami R7-R10 wzmacniają sygnał ter-

mopary tak, aby dostosować zakres jego

napięć do zakresu przetwarzania skonstru-

owanego dalej przetwornika analogowo-

cyfrowego. Ze względu na to, że wymagane

wzmocnienie jest większe od możliwego do

uzyskania za pomocą jednego wzmac-

niacza, wybrano wzmacniacz kaskado-

wy. Zaraz za wzmacniaczem znajduje

się prosty filtr dolnoprzepustowy usta-

wiony na częstotliwość troszkę mniej-

szą niż 50Hz. Ma to na celu zmniejsze-

nie ewentualnych zakłceń o częstotli-

wości sieci, ktre mogą być indukowa-

ne w kablach pomiarowych przez duży

prąd płynący przewodami zasilającymi

grzałkę lutowniczą. Maksymalna czę-

stotliwość zmian temperatury jest dużo

niższa niż częstotliwość wymienionych

zakłceń, więc filtr nie będzie miał

wpływu na sygnał użyteczny.

Widoczny na schemacie i występu-

jący na płytce drukowanej rezystor R6

miał na celu także zmniejszenie pozio-

mu zakłceń poprzez prądowe obciąże-

nie termopary. Jednak po prbach

okazało się, że nie ma on właściwie wpływu

na działanie układu.

Wyżej wspomniałem o sporych rozrzutach

napięcia generowanego przez rżne egzem-

plarze termopary na każdy 1 o C. Jak jednak

widać, w torze analogowym brak jakichkol-

wiek potencjometrw regulujących wzmoc-

nienie w celu dostosowania układu do kon-

kretnego modelu lutownicy. Jest to jeden ze

wspominanych áciekawych pomysłwÑ: pro-

cesor przetwarza i sam koryguje dane wej-

ściowe na podstawie danych zapisanych

w swojej pamięci EEPROM. Dało to możli-

wość zastosowania w torze analogowym

tylko i wyłącznie rezystorw o stałej wartości.

Dużo łatwiej i taniej jest zakupić takie ele-

menty o dużej stabilności parametrw, niż

podzespoły regulowane. Rozwiązanie to

uprościło także znacznie procedurę wstępnej

regulacji układu. Ale o tym za chwilę.

Reszta elementw razem z częścią peryfe-

rii U9 tworzy już przetwornik napięcie-cyfra.

Jego działanie postanowiłem omwić

w oddzielnym rozdziale. Po więcej szczeg-

łw odsyłam więc do śrdtytułu áPomiędzy

temperaturą a cyfrąÑ.

Rysunek 3 to schemat wszystkiego tego

co znajduje się na płytce wyświetlacza. Ze

względu na niewielką liczbę wyprowadzeń

wykorzystanego procesora wyświetlacz pra-

cuje w trybie multipleksowanym. Dodatkowo

z tych samych wyprowadzeń korzystają kla-

wisze oraz przełącznik programowania. Kla-

wisze oraz ustawienie przełącznika są testo-

wane po każdym przeskanowaniu wyświetla-

cza. Dzięki bramce logicznej NAND skon-

struowanej z elementw D8-D10, R27 i T8

przyciski są aktywne jedynie wwczas, gdy

wszystkie wyświetlacze są wygaszone.

Podczas prb z prototypem wyszło na jaw,

że układ U10 służący jako wzmacniacz seg-

mentw zawiera w swoim wnętrzu rezystory

zwierające wejścia do masy. W związku z tym

rezystory podciągające zawarte wewnątrz

Rys. 3

Rys. 2

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

procesora U9 okazały się niewystarczające do

prawidłowego działania klawiatury i koniecz-

ne było dodanie drabinki rezystancyjnej RP1.

Diody D11 i D12 oraz D14 i D15 zapobiega-

ją nieprzyjemnym skutkom zwarcia przez

przyciski segmentw wyświetlacza.

Wiemy już teraz do czego służą poszcze-

glne elementy układu. Dalej omwię oglnie

działanie programu sterującego całym urzą-

dzeniem. Nie przedstawię tutaj niestety kodu

źrdłowego programu. Okazało się, że pełny

kod źrdłowy zająłby 15 stron i wątpię, aby

takie marnotrawstwo miejsca było mi przeba-

czone. Kod programu jest jednak udostępnio-

ny przeze mnie w postaci elektronicznej, jak

zwykle jest on opatrzony porządną dawką

komentarzy, więc zainteresowanych zachę-

cam do jego ściągnięcia (ze strony interneto-

wej EdW z działu FTP) i przejrzenia. Kilka

fragmentw programu zostanie przedstawio-

nych przy okazji omawiania języka C.

A więc oglnie:

Układ nie startuje zaraz po włączeniu. Po

podaniu zasilania na procesor uruchamiany

jest watchdog timer i rozpoczyna się oczeki-

wanie około 1 sekundy przed włączeniem

czegokolwiek. Opźnienie to zostało wpro-

wadzone po eksperymentach z prototypem.

Okazało się, że włączenie grzałki zaraz po

podaniu napięcia sieci na toroid o dość dużej

mocy powoduje częste spalenie bezpiecznika.

Następnie wczytane są dane z pamięci

EEPROM, przy czym nie jest sprawdzana

w jakikolwiek sposb ich poprawność. Po

konfiguracji sprzętu program przechodzi do

pętli głwnej. Jedyne, czym się tutaj procesor

ma zająć, to sprawdzanie, czy nie został naci-

śnięty jakiś przycisk oraz czasowe zerowanie

timera WDT. Większość programu toczy się

w procedurach obsługi przerwań.

Układ mierzy okresowo temperaturę grota

lutownicy z dokładnością do 0,5 o C. W zależ-

ności od jej wartości w odniesieniu do tempe-

ratury zadanej ustawia aktualną moc grzałki.

Jeśli temperatura grota osiągnie temperaturę

zadaną, moc grzałki jest ustawiana na 50% i

zmienia się o 5% na każde pł stopnia rżni-

cy. Oznacza to w praktyce, że grzałka lutow-

nicy jest całkowicie wyłączona gdy tempera-

tura przekroczy zadaną o 5 o C, oraz całkowicie

włączona przy temperaturze o 5 o C niższej.

Przeprowadzone prby wykazały, że takie ste-

rowanie zapewnia znacznie większą stabil-

ność utrzymywania temperatury niż sterowa-

nie oparte na histerezie, nawet jeżeli jej war-

tość wyniesie tylko 2 o C. Sterowanie tylko na

zasadzie włącz/wyłącz jest niedoskonałe ze

względu na sporą bezwładność termiczną

grota.

Trochę o samej metodzie regulacji mocy

dostarczanej do grzałki lutownicy. Grzałka

jest włączana zawsze w zerze sieci. Dla

uproszczenia oprogramowania procesor

reaguje tylko na jedno ze zbocz obwodu syn-

chronizacji. Grupowe sterowanie mocą ozna-

cza, że grzałka jest zasilana grupami całych

sinusoid napięcia. Przykład widać na rysun-

ku 4. Moc jest regulowana ze skokiem 5%.

Oznacza to, że w jednym cyklu znajduje się

20 takich sinusoid. To, jaka moc skuteczna

zostanie dostarczona do grzałki, zależy od

tego, ile sinusoid będzie áprzepuszczonychÑ

w każdym cyklu. Łatwo obliczyć, że w takim

przypadku pojedynczy cykl będzie trwał

przez około pł sekundy. Ze względu na dużą

bezwładność termiczną jest to czas całkowi-

cie dopuszczalny, a jego długie trwanie umoż-

liwiło wizualną orientację na temat dostarcza-

nej mocy Î dioda D13 swoim miganiem infor-

muje o aktualnej temperaturze grota w stosun-

ku do temperatury zadanej.

Wykaz elementw

Płytka głēwna

Rezystory

R1,R2,R13,R16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k Ω

R3,R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220 Ω

R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510 Ω

R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*brak (patrz tekst)

R7,R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .910 Ω

R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8,2k Ω

R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12k Ω

R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510k Ω

R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M Ω

R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k Ω

R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k Ω

Kondensatory

C1,C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000 µ F/25V

C2,C7,C3,C8,C10,C19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF

C4,C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 µ F

C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470 µ F

C11-C14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 µ F

C15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 µ F ceramiczny

C16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 µ F tantalowy

C17,C18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF

Pēłprzewodniki

D1-D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .diody prostownicze

D4-D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .diody krzemowe

M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mostek prostowniczy 1A DF08

Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BT136

OT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .MOC3040

T1,T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BS170 lub BS107

T2,T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7805

U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7905

U3-U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .OP-07

U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM741

U7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CMOS4066

U8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM385-2,5

U9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT90S2313 (zaprogramowany)

Inne

X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .rezonator kwarcowy 8MHz

Z1-Z4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .złącza śrubowe ARK2

Z6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .listwa kątowa goldpin

* Transformator sieciowy 2x12V min. 70VA (zalecany 100VA)

* Bezpiecznik AT510mA

* Włącznik 220V, min 0,5A

Pomiędzy temperaturą

a cyfrą

Jest to rozdział dla zainteresowanych działa-

niem zastosowanego przetwornika analogo-

wo-cyfrowego. Jeśli szukasz taniego i precy-

zyjnego przetwornika, a jednocześnie jego

szybkość nie gra roli, to możesz znaleźć poni-

żej kilka ciekawych informacji.

Na początek wypada wspomnieć, że sama

idea przetwornika nie jest moim autorskim

dziełem. Pomysł został zaczerpnięty z doku-

mentacji firmy Atmel dotyczącej wykonania

taniego i precyzyjnego przetwornika o roz-

dzielczości 8 bitw. Moja rola w tym przy-

padku sprowadziła się do poprawienia roz-

dzielczości oraz precyzji rozwiązania.

Płytka wyświetlacza

Rezystory

RP1 . . . . . . . . . . . .drabinka rezystorēw 4x1k Ω , ew. 8x4k Ω

R17-R23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Ω

R24-R26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k Ω

R27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k Ω

R28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510 Ω

Pēłprzewodniki

D8-D12,D14,D15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .diody krzemowe

T5-T7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558

T8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BS170 lub BS107

U10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ULN2003A

D13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .dioda LED

DP1-DP3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .wyświetlacze 11EWA

Inne:

Z7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .złącze SIP (pod goldpina)

SW1 . . . . . . . . . . . . . . .podwējny przełącznik DIP-SWITCH

Przełącznik chwilowy, typu włącz-wyłącz-włącz do montażu na

płycie czołowej

* elementy oznaczone gwiazdką nie wchodzą

w skład zestawu AVT-2727

Rys. 4

Komplet podzespołēw z płytką jest dostępny w sieci

handlowej AVT jako kit szkolny

AVT-2727

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Przyjrzyjmy się rysunkowi 2. Tranzystory

T1 i T2 razem z dwoma rezystorami tworzą

źrdło prądowe. Z tego źrdła jest ładowany

kondensator C16. Powoduje to, że na jednym

z wejść komparatora U6 pojawia się liniowo

narastające napięcie. Na drugie podawane jest

napięcie aktualnie mierzone. Kondensator

może zostać rozładowany przez podanie stanu

niskiego na linię oznaczoną jako AC_S (nor-

malnie panuje na niej stan wysokiej impedan-

cji). Jak łatwo już się domyślić, ta część ukła-

du ma na celu przetworzenie napięcia mierzo-

nego na czas, ktry jest mierzony przez pro-

cesor. Mierzone są czasy ładowania konden-

satora do dwch napięć: napięcia wejściowe-

go oraz napięcia odniesienia. Rysunek 5,

zaczerpnięty zresztą ze wspomnianej doku-

mentacji, pokazuje cykl pracy przetwornika.

Po zakończeniu cyklu pomiarowego przez

przetwornik temperatura jest obliczana za

pomocą poniższego wzoru:

temp = ( tempodn x czas ) / czasodn + offset

Gdzie:

Temp Î zmierzona wartość temperatury;

Tempodn Î temperatura, jaka odpowiada

pojawieniu się na wejściu napięcia o wartości

napięcia odniesienia;

Czas Î zmierzony czas ładowania kondensa-

tora do wartości napięcia wejściowego;

Czasodn Î zmierzony czas ładowania kon-

densatora do wartości napięcia odniesienia;

offset Î temperatura pokojowa Î wynika

z tego, że termopara nie mierzy wartości bez-

względnej temperatury, lecz jej rżnicę mię-

dzy grotem a rękojeścią.

Oglnie zasada działania tego przetwornika

jest bardzo podobna do działania przetwornika

z podwjnym całkowaniem. Przyjęte rozwią-

zanie sprawia, że dokładność pomiaru zależy

jedynie od dokładności napięcia odniesienia.

Zmiany parametrw, na przykład pojemności

kondensatora czy wydajności źrdła prądowe-

go, odbiją się proporcjonalnie na pomiarze

napięcia wejściowego i odniesienia, co spowo-

duje, że zmiany te wzajemnie się zniosą i nie

wpłyną na wynik.

Policzmy wymaganą rozdzielczość prze-

twornika: musimy zmierzyć temperaturę

z zakresu 20 - 450 o C. Do zapisania liczb

z takiego zakresu potrzebujemy 9 bitw.

Ponieważ jednak, ze względu na wymaganą

dokładność, wartość temperatury jest przez

program wewnętrznie obliczana

z dokładnością do 0,5 o C, potrze-

bujemy dodatkowego bitu. Wli-

czając w to fakt, że z podaną

dokładnością chcemy mierzyć

temperaturę za pomocą dowolnej

termopary, w ktrych zakres gene-

rowanych napięć może rżnić się

prawie dwukrotnie, potrzebujemy

następnego bitu.

W wyniku wymagana rozdziel-

czość całego przetwornika wynosi

11 bitw. Według dokumentu słu-

żącego za pierwowzr rozdzielczość pomiaru

czasu powinna być 2x większa od wymaganej

rozdzielczości wyjściowej. Ostatecznie wy-

nika z tego, że musimy mierzyć czas łado-

wania kondensatora z 12-bitową dokładno-

ścią.

Do pomiaru czasu wykorzystano wbudo-

wany w mikrokontroler 16-bitowy timer.

Parametry źrdła oraz pojemność kondensa-

tora zostały tak dobrane, aby napięcie 3,5V

odpowiadało w przybliżeniu zapełnieniu

12-bitowego licznika umieszczonego w mikro-

kontrolerze. Czas odpowiadający tej sytuacji

wynosi około 130ms.

tajmy, że mamy tutaj do czynienia z bardzo

niewielkimi napięciami użytecznymi dostar-

czanymi przez termoparę. Złe poprowadzenie

masy w takim przypadku może wprowadzić

áskakanieÑ wynikw o duże wartości.

W układzie najpierw został zaprojektowany

przebieg masy w kluczowych miejscach,

a dopiero potem zostały dodane pozostałe

połączenia.

Montaż przeprowadzamy w typowy spo-

sb, rozpoczynając od wspomnianych zworek

poprzez elementy o niewielkich gabarytach,

a kończąc na dużych elektrolitach. Przełącz-

nik programowania SW1 wygodnie jest

zamontować od strony druku Î uprości to pź-

niejszy dostęp do niego. W celu połączenia

obu płytek ze sobą należy płytkę bazową

wyposażyć w złącze kątowe typu goldpin,

a płytkę wyświetlacza w odpowiednie

ágniazdkoÑ na goldpina. Takie zdejmowalne

połączenie znacznie uprości pźniejsze przy-

gotowanie obudowy.

Układ został zaprojektowany z myślą

o umieszczeniu go w obudowie metalowej

typu T43. Obudowa ta posiada już gotowy

przepust na kabel sieciowy oraz wbudowaną

oprawkę bezpiecznikową. W jej tylnej części

powinien zmieścić się transformator. Jego

montaż będzie zależny od typu wybranego

elementu. Jeśli zdecydujemy się na transfor-

Montaż i uruchomienie

Mozaiki ścieżek płytek drukowanych są

pokazane na rysunkach 6 i 7. Układ składa

się z dwch płytek połączonych ze sobą za

pomocą listwy kątowej goldpin. Płytki zosta-

ły zaprojektowane jako jednostronne, co spo-

wodowało konieczność zastosowania kilku

zworek czy wręcz połączeń koniecznych do

wykonania za pomocą kabelkw.

Pewna przestroga dla tych, ktrzy chcieli-

by przeprojektować płytkę. Czasami bowiem

wydaje się, że pewne połączenia można by

wykonać prościej, rezygnując tym samym

z kilku zworek. Tkwi w tym jednak dosyć

przykra pułapka, w ktrą sam się złapałem,

tworząc pierwszy układ z termoparą. Pamię-

Rys. 6 Schemat montażowy

Rys. 5

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

mator toroidalny, to polegać on będzie na

wywierceniu pojedynczego otworu w spodzie

obudowy i przeprowadzeniu przez niego

śruby.

Płytka bazowa powinna zostać przymoco-

wana na tulejkach dystansowych do spodu

obudowy.

W tym miejscu pragnę podzielić się

z Czytelnikami pomysłem na proste, a przy

tym efektowne wykonanie płyty czołowej

urządzenia ( rysunek 8 ). Oczywiście na

początku musimy wyciąć otwory pod gniazd-

ko do podłączenia lutownicy, przełącznik

regulacji temperatury oraz wyświetlacz. To,

co jest najciekawsze w proponowanym roz-

wiązaniu, polega na tym, że nie musimy dbać

o precyzję wykonania otworu wyświetlacza.

Do wykonania opisu płyty czołowej będą nam

potrzebne dwie przezroczyste folie samoprzy-

lepne: bezbarwna oraz w kolorze czerwonym,

do tego papier samoprzylepny do drukarki

atramentowej. Na papierze przygotowujemy

wydruk naszej płyty czołowej. Wycinamy

w nim dokładnie otwr pod wyświetlacz.

Następnie tak przygotowaną naklejkę nakleja-

my na czerwoną folię. Na całość naklejamy

folię bezbarwną, co zabezpieczy wydruk przed

wilgocią i ścieraniem. Obcinamy brzegi folii,

ktre wystają poza obrys opisu. Teraz należy z

folii czerwonej wyciąć taki prostokącik, aby

przykrył wykonany otwr pod wyświetlacz.

Ten fragment należy nakleić na przygotowy-

wany opis od spodu Î dokładnie w miejscu,

gdzie wypadnie otwr wyświetlacza. Zabez-

pieczy to całość przed przyklejaniem się

kurzu od wewnątrz do odsłoniętego kleju. Tak

wykonaną kanapkę można już nakleić na

przd naszej obudowy. Wykonana tym sposo-

bem płyta czołowa prezentuje się naprawdę

elegancko, a jej jedyną wadą jest mała odpor-

ność na... celowe prby zniszczenia.

Do płyty czołowej płytkę wyświetlacza

można dodatkowo przytwierdzić za pomocą

dwch śrub przyklejonych za łby po

wewnętrznej stronie za pomocą jakiegoś

dobrego dwuskładnikowego kleju. Montaż

Rys. 8 Płyta czołowa (skala 50%)

pamięci nieulotnej.

Dużo ważniejsze jest usta-

wienie temperatury odniesienia.

W tym celu należy wykonać

poniższe czynności:

1 Î Na początek dla własnej

wygody przyciskami gra-dł

ustawić temperaturę, jaką układ

będzie starał się utrzymać.

2 Î Przełącznik AC-ref należy

przestawić w pozycję áwłączo-

nyÑ (áonÑ). Na wyświetlaczu

nadal wskazywana jest bieżąca temperatura.

Jednak przyciski gra-dł powodują teraz

zmianę temperatury odniesienia.

3 Î Posługując się przyciskami gra-dł, nale-

ży zsynchronizować wskazania przyrządu

z miernikiem wzorcowym.

4 Î Przełącznik AC-ref przełączyć z powro-

tem w pozycję nieaktywną. W tym momencie

niezbędne ustawienia zostaną zapisane do

pamięci nieulotnej.

Jeśli nie dysponujemy miernikiem tempe-

ratury, możemy wyregulować układ ána okoÑ,

wykorzystując fakt, że typowe spoiwo lutow-

nicze topi się w pobliżu temperatury 275 o C.

Można też po odłączeniu przewodw zasi-

lających grzałki i odpowiednim zabezpiecze-

niu przed wilgocią kolby włożyć jej koniec do

gotującej się wody. Należy dbać przy tym

o to, aby nie grzać rękojeści lutownicy, gdyż

tam znajduje się drugi koniec termopary,

względem ktrego temperatura jest mierzona.

Po około 10-minutowym gotowaniu można

ustawić wskazania stacji na 100 o C.

Po przeprowadzeniu kalibracji układ jest

gotowy do pracy. Dokładność wskazań nie

powinna ulegać dużym zmianom z upływem

czasu. Należy pamiętać jedynie, że ponieważ

pomiar jest pomiarem względnym, na jego

precyzję mają wpływ wahania temperatury

otoczenia. Jednak w układzie takim jak stacja

lutownicza zmiany wskazań rzędu kilku stop-

ni nie mają większego znaczenia.

przełącznika plus/minus oraz gniazdka lutow-

nicy będzie zależał od zastosowanych ele-

mentw.

Po zmontowaniu i połączeniu całości, jeśli

układ działa, należy jeszcze stację przygoto-

wać do pracy Î to znaczy wprowadzić do jej

pamięci parametry zastosowanej termopary.

O tym, jak to wykonać, piszę poniżej.

Programowanie

Do wprowadzenia układu w tryb konfiguracji

służą dwie sekcje przełącznika SW1. Został

on zamontowany tak, aby był niedostępny bez

demontażu obudowy.

Przełącznik oznaczony jako OFFSET

służy do ustawienia założonej temperatury,

w jakiej odbywa się pomiar (pamiętajmy,

że termopara jest czujnikiem rżnicowym).

Wartość ta jest ustawiona áfabrycznieÑ na

20 o C. W większości przypadkw wartości tej

nie trzeba będzie zmieniać. W przypadku

gdyby temperatura otoczenia, w jakim będzie

pracował układ, znacząco odbiegała od 20 o C,

można jednak pokusić się o dokonanie zmia-

ny tego ustawienia. W tym celu należy:

1 Î Ustawić przełącznik OFFSET w pozycję

áwłączonyÑ (áonÑ). Na wyświetlaczu pojawi

się aktualnie ustawiona wartość offsetu.

2 Î Przyciskami gra-dł należy ustawić

żądaną wartość.

3 Î Przełącznik OFFSET przełączyć z powro-

tem w pozycję nieaktywną. W tym momencie

niezbędne ustawienia zostaną zapisane do

Eksploatacja

Eksploatacja sprowadza się w zasadzie do

włączenia urządzenia i ustawienia żądanej

temperatury za pomocą przyciskw gra-dł.

W czasie normalnej pracy na wyświetlaczu

widoczna będzie aktualna temperatura grota.

Pojedyncze naciśnięcie przycisku umożliwi

podejrzenie ustawionej temperatury. Jeśli teraz

po raz kolejny go naciśniemy lub też chwilę

przytrzymamy, wartość zadanej temperatury

zacznie się zmieniać. Po około 2 sekundach od

puszczenia klawisza na wyświetlaczu pojawi

się ponownie temperatura mierzona.

Po wyłączeniu układu zadana wartość tem-

peratury jest zapamiętywana, przy czym

w celu oszczędzania pamięci zapis odbywa

się tylko jeżeli ustawiona temperatura rżni

się od ostatnio zapisanej.

Rys. 7 Schemat montażowy wyświetlacza

Radosław Koppel

radoslaw.koppel@edw.com.pl

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: