Untitled Document
Часть 1. Управление самодельной паяльной станцией.
У многих мастеров работающих с электроникой в какой-то момент возникает необходимость паять микросхемы форм-фактора BGA. Для работы с такими микросхемами обычно требуется специализированное паяльное оборудование. Оборудование разного функционала и ценового диапазона сейчас не сложно найти в сети интернет. Можно купить как в России, так и в большой торговой площадке - Китае. Данная статья не ставит свой целью выбор готового оборудования. Мы с Вами попробуем создать не дорогой и вместе с тем качественный контроллер для управления самодельной станцией.
Типичным примером для решения управления нагревателями на многих форумах рекомендуют купить уже готовые промышленные контроллеры для управления нагревателя.
Самая типичная схема это : простенький контроллер для регулировки нижнего нагревателя и программируемый для регулировке верхнего нагревателя. При всей простоте (казалось бы) данной схемы там есть свои подводные камни.
- Первое это то, что одними контроллерами там не обойтись нужны как минимум еще твердотельные реле для непосредственного управления нагрузкой.
- Второе – оба эти контроллера не могут работать совместно дополняя друг друга. Каждый из них имеет собственный алгоритм управления. Да и собственно вся Ваша работа по созданию собственного контроллера будет заключатся в работе с монтажными проводами. М же попробуем предложить другое решение.
Но на первом этапе мы должны с Вами определится в мощности нижнего нагревателя . Почему именно нижнего ? По той простой причине, что именно он создаёт самую большую нагрузку на наш блок управления.
Второй этап – каким образом мы будем регулировать сами нагреватели. Выделим два основных метода – с помощью реле (включил-выключил) и с помощью ШИМ регулирования с использованием симисторов. Забегая вперёд скажу, что мы предпочитаем именно ШИМ регулирование.
Третий этап – с помощью чего мы будем измерять температуру. ИК датчик, терморезистор или термопара. В данном случае мы останавливаемся на термопаре. Можно также в будущем использовать ИК датчики с эмуляцией термопары или передачи данных по UART.
Собирать мы будем на базе доступных модулей. Не будем заниматься проектирование плат, заказом и прочими вещами. Постараемся максимально упростить задачу по подбору оборудования.
Итак будем собирать прежде всего блок управления нагрузкой . Именно он будет посредником между контроллером управления и нагревательными элементами. Как ранее было написано есть два варианта – релейный модуль
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/relay_module.jpg)
На изображении показан двух-канальный релейный модуль предназначенный для управления нагрузкой в 10 Ампер. Думаю , если Вы делаете обычную паяльную станцию для работы с платами компьютеров, ноутбуков и т.д. То 10 Ампер по каналу вполне хватит. При необходимости можно приобрести раздельно релейные модули . Один на нижний нагреватель (доступны до 30 Ампер) и один на верхний. Но опять таки скажу , что мы предпочитаем ШИМ регулирование. Поэтому перейдём к решению на базе симисторного управления.
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/bta16-600 module.jpg)
На изображении модуль управления с помощью симистора. Однако в таком виде его использовать не получится . Вам потребуется вынести симистор на систему охлаждения (выпаять, припаять провода необходимой длинны ). В противном случае симистор при большой нагрузке сильно нагреется и выйдет из строя. Вся остальная обвязка на плате есть.
Давайте чуть более подробно остановимся на данной системе управления нагрузкой. Для управления нагрузкой, как мы видим используется симистор.
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/triac1.jpg)
Желательно использовать симисторы с внутренней изоляцией. В противном случае Вам придётся использовать изолирующие прокладки и втулки при креплении симистора к системе охлаждения. Безусловно мы с Вами не можем подключить симистор напрямую к микроконтроллеру для управления . Напряжение управления симистора 220 вольт. Внизу дана схема маркировки симистора для облегчения подбора под Ваши нужды.
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/triac2.jpg)
Подобрав нужную Вам модель симистора Вы можете уже дальше выстраивать схему управления. Как было написано выше непосредственно с микроконтроллера управлять симистором не получиться. Для управления им требуется создать схему при которой была бы гальваническая развязка и осуществлялось управления малым током. Безусловно мы не будем рассматривать здесь управление с использованием трансформаторов. Пойдём по пути использования оптопар. Что кстати и можно было заметить на выше приведённой фотографии платы управления нагрузкой. Наиболее оптимальной является схема использования оптопар с учетом перехода через ноль (для желающих более подробно узнать о переходе через ноль - посмотрите в поисковике). Мы используем в своей работе обычно ниже приведённые оптопары.
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/Scr1.png)
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/Scr2.png)
В принципе в даташите на данные микросхемы имеется схема их включения в управление симистором.
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/Skr3.png)
Именно по данной схеме и собрана плата управления нагрузкой представленная на фотографии выше. Исходя из данной схемы мы с Вами видим что с одной стороны на оптопару приходят сигналы с контроллера (левая сторона . Vcc – вывод непосредственно идущий к микроконтроллеру. Он подключен через сопротивление R – мы используем 470 Ом.) С правой стороны схемы подключается уже непосредственно нагрузка. Необходимо отметить , что на нагрузке общий провод уже подключен к сети питания 220 вольт. Непосредственно через симистор проходит подключение второго провода идущего на нагрузку. Кабель от 220 вольт заходит в точку – HOT и нагрузка подключается к контакту LOAD. Таким образом мы можем управлять подключенными нагревательными элементами непосредственно с микроконтроллера. Соответственно для управления нижним нагревателем и верхним нам понадобиться собрать две такие платы управления. Либо приобрести две готовые платы управления.
Безусловно при самостоятельной сборке все обойдется несколько дешевле. Все элементы управления доступны в подавляющем большинстве магазинов торгующих электронными компонентами. Но при самостоятельной сборке необходимо исходить из возможности изготовления платы. Хотя в данном случае (для платы управления нагрузкой) можно использовать и универсальную плату . Например такого плана.
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/Skr4.png)
Мы используем в своей работе иные платы. Платы собственного изготовления , которые содержат в себе помимо управления нагрузкой также места под датчики и разъемы подключения, подключение питания микроконтроллера .
![](http://www.noutzap.ru/Documents/Material/Skr5.png)
В следующей статьe рассмотрим использование датчиков и приготовим полностью управление нагрузкой и датчиками к подключению микроконтроллера.
|