Паяльная станция на atmega16. Паяльная Станция на базе ATMega8A. Монтаж печатной платы

Всем привет! Начну я с небольшой предыстории. Как-то ранее я работал над проектом «Автомат подачи звонка» для своего учебного заведения. В последний момент, когда работа шла к завершению, я проводил калибровку устройства и исправлял косяки. В конце концов один из косяков мне спалил микросхему на программаторе. Было конечно немного обидно, программатор у меня всего один был, а проект нужно было быстрее заканчивать.

В тот момент у меня была запаснаяSMD микросхема для программатора, но паяльником её фиг отпаяешь. И я начал задумываться над приобретением паяльной станции с термо-феном. Залез в интернет магазин, увидел цены на паяльные станции, и приофигел… Самая убогая и дешёвая станция на тот момент стоила около 2800грн(более 80-100$). А хорошие, фирменные - еще дороже! И с того момента я решил заняться следующим проектом о создании своей паяльной станции с полного «Нуля».

Для своего проекта за основу был взят микроконтроллер семейства AVRATMega8A. Почему чисто «Атмегу», а не Arduino? Сама «мега» очень дешёвая (1$), а ArduinoNanoи Uno значительно подороже будет, да и программирование на МК начинал с «Меги».

Ладно, довольно истории. Перейдём к делу!

Для создании паяльной станции мне первым делом нужен был сам Паяльник, Термофен, Корпус и так далее:

Паяльник я приобрёл самый простой YIHUA – 907A(6$) в котором есть керамический нагреватель и термопара для контроля температуры;

Паяльный фен той же фирмыYIHUA(17$)во встроенной турбиной;

Был приобретён «Корпус N11AWЧёрный»(2$);

ЖК дисплей WH1602 для отображения показателей температури статуса(2$);

МК ATMega8A(1$);

Пара микро тумблиров(0,43$);

Энкодер со встроенной тактовой кнопкой – от куда-то отковырял;

Операционный усилитель LM358N (0,2$);

Две оптопары: PC818 иMOC3063(0,21 + 0,47);

И остальная различная расыпуха, которая у меня завалялась.

И в сумме станция обошлась мне примерно 30$, что в разы дешевле.

Паяльник и фен имеют следующие характеристики:

*Паяльник: Напряжение питания 24В, мощность 50Вт;

*Паяльный Фен: Спираль 220В, Турбина 24В, Мощность 700Вт, Температура до 480℃;

Так же была разработана не слишком замудрённая, но, на мой взгляд, вполне хорошая и функциональная принципиальная схема.

Принципиальная схема Паяльной Станции

Источники питания станции

В качестве источника паяльника для паяльника был взят понижающий трансформатор (220В-22В) на 60Вт.

А для схемы управления был взят отдельный источник питания:-зарядное устройство от смартфона. Данный источник питания был немного доработан и теперь он выдаёт 9В. Далее, с помощью понижающего стабилизатора напряжения ЕН7805, мы понижаем напряжение до 5В и подаем его на схему управления.

Управление и контроль

Для управления температурой Паяльника и Фена нам в первую очередь нужно снимать данные с датчиков температур, и в этом нам поможет операционный усилитель LM 358 .Т.к. ЕДС у термопарыTCK очень мало (несколько милливольт), то операционныйусилитель снимает этуЕДС с термопары и увеличивает её в сотни раз для восприятия АЦП микроконтроллераATMega8.

Так же меняя сопротивление подстроечным резистором R7 иR11можно изменять коэффициент усиления ОС, что в свою очередь, можно легко калибровать температуру паяльника.

Так как зависимость напряжения на оптопаре от температуры паяльника u=f(t)– примерно линейная, то калибровку можно осуществить очень просто: ставим жала паяльника на термопару мультиметра, выставляем мультиметр в режим «Измерение температуры», выставляем на станции температуру в 350℃, ждём пару минут пока паяльник нагреется, начинаем сравнивать температуру на мультиметре и установленную температуру и если показания температуры отличаются друг от друга – начинаем изменять коэффициент усиления на ОС (резистором R7 иR11) в большую или в меньшую сторону.

Паяльником мы будем управлять силовым полевым транзистором VT2 IRFZ 44 и оптопарой U3 PC 818 (для создания гальванической развязки). Питание на паяльник подаётся с трансформатора мощностью60Вт, через диодный мостVD1 на 4А и фильтрующий конденсатор наC4=1000мкФ иC5=100нФ.

Так как на фен подаётся переменное напряжение 220В то управлять Феном будем Симистором VS1 BT 138-600 и оптопарой U2 MO С3063 .

Обязательно нужно установить Снаббер!!! Состоящий из резистора R 20 220 Ом/2Вт и керамического конденсатора C 16 на 220нФ/250В. Снаббер предотвратит ложные открывания симистора BT 138-600.

В этой же цепи управления установлены светодиоды HL1 иHL2, сигнализирующие о работы Паяльника или Паяльного Фена. Когда светодиод постоянно горит, то происходит нагрев, а если они моргают, то происходит подержание заданной температуры.

Принцип стабилизации температуры

Хочу обратить внимание на способ регулировки температуры Паяльника и Фена. Изначально хотел осуществить ПИД регулировку (Пропорциональны Интегральный Дифференциальный регулятор), но понял, что это слишком сложно и не рентабельно, и я остановился просто на Пропорциональном регулировании с помощью ШИМ-модуляции.

Суть регулирования такова: При включении паяльника будет подана максимальная мощность на паяльник, при приближении к заданной температуре мощность начинает пропорционально понижаться, и при минимальной разнице между текущей и заданной температурой – подаваемая мощность на паяльник или фен держится на минимуме. Таким образом мы удерживаем заданную температуру и устраняем инерцию перегрева.

Коэффициент пропорциональности можно задать в программном коде. По умолчанию установлено «#define K_TERM_SOLDER 20»

«#define K_TERM_FEN 25»

Разработка печаткой платы

и внешнего вида станция

Для Паяльной Станции была разработана небольшая печатная плата в программе Sprint-Layout и изготовлена технологией «ЛУТ».

К сожалению я не чего не лудил, боялся что дорожки перегреются и они отлепятся от текстолита

Первым делом пропаял перемычки и SMD-резисторы, а потом всё остальное. В конце концов получилось как-то так:

Я остался доволен результатом!!!

Далее я занялся корпусом. Заказал себе небольшой чёрный корпус и начал ломать голову над лицевой панелью станции. И после одной неудачной попытки, наконец-то смой проделать ровные отверстия, вставить органы управления и закрепить их. Получалось как-то так, просто и лаконично.

Следом на заднюю панель были установлены разъём для шнура, выключатель, предохранитель

В корпус разместил трансформатор для паяльника, сбоку от него источник питания для схемы управления и посередине радиатор с транзисторомVT1(КТ819), который управляет турбиной на фене. Радиатор желательно ставить побольше чем у меня!!! Ибо транзистор сильно греется из-за падения напряжения не нём.

Собрав всё в кучу, станция приобрела вот такой внутренний вид:

Из обрезка текстолита были изготовлены подставки для паяльника и фена.

Конечный Вид Станции

Доброго всем времени суток! Хочу представить очень интересный и полезный, на мой взгляд, проект: «Цифровая паяльная станция». На радиотехнических сайтах я встречал множество вариантов исполнения и схем паяльных станций, так что Америку не открою. Но, думаю, что помогу разобраться тем, у кого возникнут вопросы или трудности… Потому что когда начинаются проблемы при сборке и наладке устройства, не всегда возможно прочитать кучу страниц форума и найти ответ на свой вопрос. Именно по этому я и решил написать эту статью, чтобы помочь начинающим, да и всем остальным кто интересуется этим проектом, собрать действительно хорошую, рабочую паяльную станцию, которая поможет Вам в ваших начинаниях. Я ничего не имею против проекта на Радио Коте, но лучше делать самому. Схему я взял на сайте, все остальное делал сам. Собственно на этом сходства и заканчиваются. Собирал я не только из-за интереса собрать надежное в эксплуатации, недорогое, малогабаритное(компактное), красивое на вид устройство. Дело в том что мой паяльник стал не пригодным для пайки, я уже не говорю о лужении тоненьких дорожек и пайке смд элементов… Схема «Цифровой паяльной станции» . radiokot.ru/lab/controller/32/05.gif radiokot.ru/lab/controller/32/06.gif Кому надо вариант моей печатной платы пишите.
Вот вылаживаю вариант печатной платы от yademon:depositfiles.com/files/23qguj431
Прошивка: radiokot.ru/lab/controller/32/02.rar
Если будете делать проект то скачайте и этот документ:http://depositfiles.com/files/u3ejohp50
Назначение кнопок такое : первые две кнопки это повышение и понижение температуры на 10 градусов. Три остальных - это кнопки памяти. При первом включении температуры в памяти 250, 300, 350гр. Станция имеет защиту от забывания выключить. Если на протяжении 1 часа вы не провели ни одной манипуляции с кнопками, паяльная станция переходит в спящий режим. А если температура паяльника 400 градусов, то через 10 минут станция тоже перейдет в спящий режим. И конечно же бипер пикает при включении, при нажатии кнопок, перед переходом в спящий режим.
Теперь я подробно расскажу о всех элементах: Для станции я брал запасной паяльник от станций Lukey. Паяльник Lukey-SENSOTRONIK с нагревателем со встроенной термопарой. Желательно брать с подставкой, так будет удобнее. Перед подключением паяльника нужно определить где у вас термопара, а где нагревательный элемент. Иначе последствия будут плачевные… Сгорит и нужно будет покупать новый паяльник. Чтобы определить где у вас термопара, а где нагревательный элемент нужно взять тестер, и измерить сопротивление. Где будет меньше- термопара, где больше- нагревательный элемент.
Трансформатор нужен примерно на 50ватт, или чуть больше так как у меня паяльник на 50 ватт. Если же на паяльник подать меньше, чем он «кушает», то с ним ничего не случится, но греться будет дольше. Так что тут вам решать. Транзистор IRFZ44N и линейный стабилизатор 7805(5 вольт), для удобства, установил на общий радиатор,(в печатной плате все видно) диодный мост KBU6M на 6 ампер, конденсаторы на 220uf*25v и 1000uf*50v.Резисторы ставил все по 0,125ватт.Микросхему ATmega8 впаивать без панельки не боясь, так как и операционный усилитель LM358. Пару слов о LM358: Нельзя путать ноги у LM358, иначе показания будут не правильными, в результате можете его сжечь. На рисунку видно что 4 нога-земля, 1-выход, 2,3-вход, 8-плюс питания. Остальные ноги не используются. Расположение ног у LM358:

Бипер, кому надо, подключается + к 14 ноге ATmega8, а - на землю. И еще бипер должен быть со встроенным генератором. Индикатор любой 7 сегментный 3 разрядный, как с общим анодом так и катодом. У меня с общим катодом. Номиналы элементов для удобства все в печатной плате. Также добавил индикатор работы нагревательного элемента. Во избежания возникновения всевозможных глюков, прыгания температуры и т.д. не когда не ведите землю на полевик (питание паяльника) через измерительную часть! Землю лучше разводить от Блока питания к потребителям (в виде звезды). Для настройки устройства понадобится термометр. Без него сложно будет настроить… Кому интересно, задавайте вопросы я напишу.
Вот что получилось: Передняя панель

Собрал все вместе

Поместил в корпус.

Паяльная станция рабочая и готова к использованию.

Теперь «Цифровая паяльная станция» адаптированная для запасных паяльников от станций Lukey 702/898/852D(у меня такой же) и готова к дальнейшему использованию. Осталось только откалибровать показания температуры, с помощью термометра. А потом с удовольствием делать свои новые проекты. По скольку этот проект оказался интересным не только мне, а и остальным участникам, то напишу вторую часть до проекта «Цифровая паяльная станция», где учту все ваши вопросы и пожелания… И конечно же спасибо всем за комментарии, вопросы, я рад что Вам понравилось. Продолжение написано в статье «Цифровая паяльная станция часть 2. (настройка и калибровка)»

Паяльная станция двухканальная, с одновременно работающими паяльником и феном, разработана Pashap3 (подробности смотри на Радиокоте) и выполнена на ATMEGA16 с индикатором 1602 и энкодером. ИИП для паяльной станции выполнил на TOP250.

Собранная без ошибок и из исправных деталей ПС работает отлично, держит температуру +- 1 гр., спасибо автору!

Схема ПС

Усилители могут быть выпонены по одной из схем или им подобных, я собрал на LM358.

Усилитель для термопары

Термокомпенсация для термопары

Усилитель для терморезистора паяльника

ИИП выполнен на основе схемы

Внутренности станции

Настройка ПС:
1. Калибровку производим первый раз с отключёнными нагревателями, выставляем температуру паяльника и фена,
отображаемую на дисплее, равную или немного выше комнатной;
2. Подключаем нагреватели, повторно включаем пс с нажатой кнопкой принудительного включения фена и входим в
режим ограничения максимальной мощности фена, температура программно задана 200 гр и обороты мотора фена 50%,
поворотом ручки энкодера увеличиваем или уменьшаем максимальную мощность нагревателя фена,
определить при каком минимальном возможном значении температура фена достигнет и будет удерживать 200гр,
в этом же меню можно произвести более точную калибровку,
хотя лучше калибровать на температуре 300-350 результат будет более точным;
3. Нажимаем кнопку энкодера и переходим в режим ограничения максимальной мощности паяльника (тоже что и фен);
4. Нажимаем кнопку энкодера переход в основное меню: по умолчанию паяльник выключен, что соответствует
надпись "SOLD OFF" включаем паяльник кнопкой (температура сохраняется от последнего использования)
поворотом ручки энкодера изменяем нужную температуру (в зависимость от темпа поворота ручки, температура меняться
на 1 или 10гр) по достижению заданной температуры бузер подаст короткий "пик";
5. Нажимаем кнопку энкодера переход в меню таймера сна, выставляем нужное время в минутах max до 59, нажимаем кнопку
энкодера и возвращаемся в меню паяльника;
6. Снимаем фен с подставки или нажатие кнопки принудительного включения фена переходим в меню температуры фена
(если паяльник включён то продолжает поддерживать заданную. температуру)
поворотом ручки энкодера изменям нужную температуру (в зависимость от темпа поворота ручки, температура меняться
на 1 или 10гр) по достижению заданной температуры бузер подаст короткий "пик",
нажимаем кнопку энкодера переход в меню установки оборотов фена от 30 до 100% повторное нажатие возвращает в
предыдущее меню , в обычном режиме при укладке на подставку мотор фена будет на максимальных оборотах пока температура фена
не спадет ниже 50 гр.;
7. Установленная температура отображается первые 2 сек после последнего поворота энкодере остальное время реальная;
8. За 30,20,10,3,2,1 секунд до окончания таймера сна подается короткий одинарный "пик" и переход в режим "SLEEP"
нагреватель паяльника и фена отключаются, мотор фена будет на максимальных оборотах
пока температура фена не спадёт ниже 50 гр., при повороте ручки энкодера станция просыпается;
9. Выключение пс тумблером - нагреватель паяльника и фена отключаются, мотор фена будет на максимальных оборотах
пс продолжает работать пока температура фена не спадет ниже 50 гр.

Прикладываю свои печатки.

После того, как меня окончательно измучила моя паяльная станция 40 Вт неизвестного происхождения, я решился на создание паяльной станции своими руками профессионального уровня на АТМега8.

На рынке представлена недорогая продукция разных производителей (например, AIOU / YOUYUE и др.). Но у них, как правило, есть какой-то значительный дефект, либо спорный дизайн.

Предупреждаю: эта цифровая паяльная станция нужна, чтобы единственно паять, без лишних украшений типа AMOLED-дисплеев, сенсорных панелей, 50-ти режимов работы и интернет-управления.

Но все же у него будет несколько особенностей, которые вам пригодятся:

неактивный режим (поддерживает температуру 100-150°С, когда паяльник лежит на подставке.
таймер автоматического отключения, чтобы забывчивость не стала причиной пожара.
УАПП для отладки (только для данной сборки).
дополнительные разъемы на плате для подключения второго паяльника или фена.

Интерфейс достаточно прост: я сделал две кнопки, поворотный регулятор и ЖК-дисплей 16х2 (HD44780).

Для чего делать станцию самому

Пару лет назад я приобрел паяльную станцию через интернет, и, хотя работает она до сих пор хорошо, я устал работать с ней из-за дурацкого дизайна (короткий шнур питания, обдув не компрессорный и короткий неотсоединяемый шнур жала). Из-за недочетов в дизайне эту станцию даже на столе переставлять неудобно, корпус крутится вслед за жалом. Нутро было залито термоклеем, неделя ушла только на очистку компонентов и устранение мелких и крупных недостатков.

Крепление шнура подставки паяльника держалось на честном слове, изоляция постоянно сбивалась, а это и разрыв провода, и возможный пожар.

Шаг 1: Необходимые материалы

Список материалов и компонентов:

Преобразователь 24 В 50-60Вт. У моего трансформатора есть вторичная линия 9В, которая пойдет на логические элементы, в то время как первичная линия пойдет на паяльник. Также можете использовать понижающий преобразователь 5В для элементов, и отдельно внутреннее содержимое блока питания 24В для паяльника.
Микроконтроллер ATMega8.
Корпус. Подойдет любая коробка из твердого материала, предпочтительно металлическая, можно взять корпус от блока питания. Можно заказать такой корпус .
Двухсторонняя медная плата 100х150 мм.
Поворотный регулятор от старого кассетного магнитофона. Работает отлично, нужно только заменить колпачок регулятора.
ЖК-дисплей HD44780 16х2.
Радиокомпоненты (резисторы, конденсаторы и т.д.).
Стабилизатор напряжения LM7805 или аналогичный ему.
Радиатор размером не больше корпуса TO-220.
Сменный наконечник HAKKO 907 .
МОП-транзистор IRF540N.
Операционный усилитель LM358N.
Мостовой выпрямитель, две штуки.
5-контактное гнездо и штекер к нему.
Выключатель.
Штепсельная вилка на ваш выбор, я использовал разъем от старого компьютера.
Предохранитель 5А и держатель для предохранителя .

Время на сборку – примерно 4-5 дней.

Что касается источника питания, то вы можете сделать вполне жизнеспособные версии/дополнения. Например, можно получить блок питания 24В 3А , использовав LM317 и LM7805, чтобы сбросить напряжение до.
Все детали из этого списка можно заказать с китайских интернет-площадок.

Шаг 2: День первый – продумываем электрическую схему

У паяльника HAKKO 907 много клонов, еще существует две разновидности оригинальных жала (с керамическими нагревательными элементами A1321 и A1322).

Дешевые клоны – примеры ранних копий, с применением ХА-термопары и керамического нагревателя самого паршивого качества, или вовсе с нихромовой катушкой.

Клоны чуть подороже практически идентичны оригинальным HAKKO 907. Определить оригинальность можно по наличию или отсутствию маркировки на оплетке провода бренда HAKKO и номера модели на нагревательном элементе.

Можно также определить подлинность изделия, измерив сопротивление между электродами или проводами нагревательного элемента паяльника.

Оригинал или качественный клон:

Сопротивление нагревательного элемента – 3-4 Ом
Термистор — 50-55 Ом при комнатной температуре
между жалом и ESD заземлением — меньше 2 Ом

Плохие клоны:

На нагревательном элементе – 0-2 Ом для нихромовой катушки, больше 10 Ом для дешевой керамики
на термопаре – 0-10 Ом
между жалом и ESD заземлением – меньше 2 Ом

Если сопротивление нагревательного элемента слишком велико, скорее всего он поврежден. Лучше обменяйте его на другой (если есть возможность) или купите новый керамический элемент A1321.

Питание
Чтобы вы не запутались в схеме, преобразователь на ней изображен как два преобразователя. В остальном схема довольна проста и у вас не должно возникнуть трудностей с ее чтением.

На выходе каждой вторичной линии напряжения устанавливаем мостовой выпрямитель. Я купил несколько выпрямителей 1000 В 2 А хорошего качества. Преобразователь на 24В линии выдает максимум 2А, а паяльнику нужна мощность 50 Вт, получается общая расчетная мощность будет примерно 48 Вт.
К линии вывода 24В подключен сглаживающий конденсатор 2200 мкф 35 В. Кажется, что можно было взять конденсатор емкостью поменьше, но у меня в планах подключение дополнительных приборов к самодельной станции.
Для снижения напряжения питания контрольной панели с 9В до 5В я использовал регулятор напряжения LM7805T с несколькими конденсаторами.

Управление через ШИМ

На второй схеме изображено управление керамическим нагревательным элементом: сигнал с микроконтроллера ATMega идет на МОП-транзистор IRF540N через оптрон РС817.
Значения резисторов на схеме условные, и в окончательной сборке могут быть изменены.
Пины 1 и 2 соответствуют проводам нагревательного элемента.
Пины 4 и 5 (термистор) соединяются с разъемом, к которому подключим операционный усилитель LM358.
К пину 3 подключено ESD заземление паяльника.

Подключения к плате контроллера

Основа паяльной станции – микроконтроллер ATMega8. На этом микроконтроллере достаточно разъемов, чтобы не использовать сдвиговые регистры для входов/выходов и сильно упрощает дизайн устройства.

Три пина ОС для ШИМ дают достаточно каналов для будущих дополнений (например, второй паяльник), а количество каналов АЦП дает возможность контролировать температуру нагрева. На схеме видно, что я добавил дополнительный канал для ШИМ и разъемы для датчика температуры на будущее.

В правом верхнем углу находятся разъемы под поворотный регулятор (А и В для направлений, плюс кнопка-выключатель).
Разъем для ЖК-дисплея разделен на две части: 8 пинов – под питание и данные (пин 8), 4 пина – под настройки контраста/фоновой подсветки (пин 4).

ISP коннектор не вводим в схему. Для подключения микроконтроллера и его перепрограммирования в любой момент я установил DIP-28 разъем.

R4 и R8 контролируют усиление соответствующих схем (максимально до ста крат).
Какие-то детали будут изменены в ходе сборки, но в целом схема останется такой.

Шаг 3: День 2 – подготовительная работа

Корпус, который я заказал, оказался слишком мал для моего проекта, или компоненты оказались слишком велики, поэтому я заменил его на более вместительный. Минусом стало то, что и размер паяльной станции увеличился соответственно. Зато появилась возможность добавить дополнительные приборы – диодную лампу для комфортной работы, второй паяльник, разъем под жало для пайки припоем или дымоудалитель, и т.д.

Обе платы были скомпонованы в один блок.

Подготовка

Если вам повезло, и вы раздобыли подходящее гнездо для паяльника HAKKO, пропустите два параграфа.
Сначала я заменил родной штекер на паяльнике на новый. Он цельнометаллический и с блокирующей гайкой, это значит, что он всегда будет на своем месте и практически вечный. Я просто отрезал старый 5-типиновый штекер и припаял новый вместо него.

Для разъема сверлим отверстие в стенке корпуса. Проверьте, входит ли разъем в отверстие, и оставьте его там. Остальные компоненты передней панели мы установим позже.

Припаяйте к разъему 5 проводков и смонтируйте 5-типиновый разъем, который пойдет на плату. Затем вырежьте отверстия под ЖК-дисплей, поворотный регулятор и 2 кнопки. Если вы хотите вывести кнопку включения на переднюю панель, под нее тоже нужно вырезать отверстие.

На последней фотографии видно, что для подключения дисплея я использовал шлейф от старого флоппи-дисковода. Это отличный вариант, также можно использовать шлейф IDE (от дисковода жёстких дисков).

Затем подключите 4-хпиновый разъем к поворотному регулятору и если вы установили кнопки, подключите и их.
По углам выреза под дисплей хорошо было бы просверлить 4 отверстия под монтажные маленькие винты, иначе дисплей не будет держаться на своем месте. На заднюю панель я вывел разъем под шнур питания и выключатель.

Шаг 4: День 2 – Делаем печатную плату

Вы можете использовать мой чертеж для печатной платы, или сделать свой, удовлетворяющий вашим требованиям и техническим характеристикам.

Шаг 5: День 3 – Завершение сборки и кодировка

На этом этапе обязательно нужно проверить напряжение в ключевых точках вашего агрегата (5VDC, 24VDC выводы и т.д.). Стабилизатор LM7805, МОП-транзистор IRF540 и все активные и пассивные компоненты не должны нагреваться на этом этапе.

Если ничего не нагрелось и не загорелось, можно собирать все компоненты на места. Если ваша передняя панель уже собрана, вам осталось только припаять провода преобразователя, плавкий предохранитель, разъема питания и выключателя.

Шаг 6: Дни 4-13 – Микропрограммное обеспечение

Пока я пользуюсь сырым и непроверенным микропрограммным обеспечением, поэтому я решил отложить его публикацию, пока не напишу самодиагностирующую отладочную подпрограмму. Я бы не хотел, чтобы ваш дом или мастерская пострадали от пожара, поэтому дождитесь окончательной публикации.

Рассказать в:

На создание этого проекта подтолкнули проекты двух паяльных станций с lcd и семисегментными индикаторами (огромное спасибо их создателям), желание получить паяльную станцию и опробовать свои силы в программировании микроконтроллеров.
Итак, основные отличия от вышеупомянутых станций - управление станции энкодером с встроенной кнопкой, простенькое меню станции, позволяющее контролировать ряд параметров и возможность автоматической калибровки станции под конкретный паяльник.
Схематически станция очень похожа на варианты Михи и Павла:

Пояснения к схеме: специально упущены моменты питания. Каждый решает сам, каким образом оно будет организовано. То ли это будет один источник 24В с понижение до 5В для питания цифровой схемы или это будут две обмотки трансформатора: К примеру, у меня для питания нагревателя используется блок питания от ноутбука 19В 3,42А, который у меня был "лишним". В идеале - это 24В и ток не менее 2А. В предлагаемой плате уже стоит стабилизатор на 5В и сглаживающий конденсатор, но стабилизатор рассчитан на использование без радиатора. Хотите на радиатор - вынесите стабилизатор за плату.
Отсутствие кварцевого резонатора обусловлено тем, что частоты и стабильности внутреннего генератора вполне достаточно для нормальной работы станции.
По поводу lcd - использовать можно любой индикатор 16 символов на 2 строки с контроллером hd44780 либо аналогичным. Главное соблюсти следующие условия:

На моей плате на 10 контактный разъем lcd дополнительно выведено напряжение подсветки через ограничительный резистор (пин 4) и напряжение конраста (пин 8).
Подсветку можно делать, можно не делать. По даташиту смотрим куда подключать. Ну и тогда прибавляем ток подсветки к требованиям к БП для питания цифровой части схемы.
Используется АТМега 16 только из-за размера флеша в 16Кб ну и просто была под рукой. По идее, та прошивка, которая есть на данный момент, влезет и в Мегу 8, но использует 98% её памяти.
Усилитель термопары выбран lm358n из соображений дешевизны и достаточности для данного проекта. Как возможность дальнейшего апгрейда остаётся второй усилитель микросхемы.
Транзистор для ШИМа тоже используется любой подходящий. Греться он практически не должен, потому как работает в ключевом режиме. Я использовал irfz44n, который подсмотрел в станции от Михи, так что спасибо ему за наводку. Чем меньше сопротивление открытого канала - тем лучше. У irfz44n оно равно 0,022 Ом.
Энкодер я взял тот, который нашёл в радиомагазине. Подойдёт абсолютно любой механический (для оптического нужно будет подать на него питание и убрать подтягивающие резисторы с выходов). Можно даже и в этом варианте убрать подтягивающие резисторы, включив внутренние Меги, но я не особо хочу ими рисковать:. Ножки у моего энкодера были не промаркированы, так что где что определял методом научного тыка. Если не найдёте с кнопкой - не расстраивайтесь. Придется тогда просто вынести отдельно кнопку, что будет, правда, не настолько удобно, но всё же как вариант.
Пищалка использовалась без генератора. Если поставите с генератором - будет каша. В таком случае маякните мне и я внесу необходимые изменения в прошивку.
Немного про усилитель термопары. Постоянный резистор обратной связи я сначала поставил 120 кОм как в одном из вариантов паяльных станций, но толи из-за того, что усилитель с индексом n, а не просто 358, толи из-за паяльника, но такого сопротивления оказалось мало. Пришлось ставить два на общее сопротивление 164 кОм. После настройки одно пришлось убрать (закоротить) и оставить одно на 82 кОма. Этого оказалось достаточно.
Резистор r6 можно не ставить. Практика показывает - если сгорит транзистор ШИМа и будет пробой - скорее всего накроется и порт МК или весь МК.
Паяльник использовался как и в предыдущих станциях для solomonа с такой же распиновкой (картинка стыбрена, разумеется):

Схема сначала у меня работала на макетке, той, которая без пайки. Нормально. Температура не скачет.
Пара очень важных моментов:
1. Контакт s (крайний правый) полевика должен быть подключен непосредственно к земле питания нагревателя, а не к земле в другом месте. Несоблюдение этого условия в первоначальном варианте моей платы привело к тому, что при включении нагрева шли очень сильные помехи на вход усилителя термопары, которые сажал на землю конденсатор С1 вместе с полезным сигналом и температура становилась равна нулю.
2. В первоначальном варианте платы не было С3 и когда включался или поддерживался нагрев - температура делала скачёк и практически не могла установится на одном уровне. Разместить его нужно как можно ближе к микросхеме усилителя между ножками 3 и 4 (в плате он уже есть).
3. В процессе настройки температуры (настраивал по термопаре мультиметра прикрепленной к самому кончику жала) выяснилось, что термопара паяльника (или мультиметра?) довольно нелинейна и если её настроить на 280 градусах, то комнатную температуру она будет занижать уже на 10-12 градусов. Я так и оставил. Главное чтобы было правильно в рабочем диапазоне. Со временем можно будет попробовать программно внести коэффициент. Ещё одно - от момента установки температуры по термопаре паяльника до установки её на жале проходит секунд 15. Не стоит об этом забывать.

Теперь о работе станции. Сразу после включения станция проверяет работоспособность ЕЕПРОМа, а точнее таблицы с калибровочными данными. Если они неверны (а так и есть при первом включении), станция попросит перезапустить её с нажатой кнопкой, после чего запустится процедура калибровки. Процедура эта довольно длительная из-за желания минимизировать влияние тепловой инерции паяльника. В ходе калибрования паяльник будет разогрет от 40 до 420 градусов. В это время будет отображаться устанавливаемая температура и текущая температура. После окончания калибровки станция перейдёт в рабочий режим. На данный момент процедура калибровки довольно примитивна, но у меня уже есть идеи для более правильной калибровки, которую я постараюсь реализовать в следующих прошивках.
Если всё ОК, то сразу после включения станция сделает "мягкий" разогрев, чтобы уменьшить нагрузку на блок питания, потому как холодный нагревательный элемент имеет существенно меньшее сопротивление, нежели в рабочем состоянии.
В основном режиме станция показывает выбранную и текущую температуры.
Вход в меню реализован через нажатие кнопки в рабочем режиме. Первые три пункта - выбор пресетов температур. То есть, нажали кнопку, вошли в меню на первый пресет, для его выбора - снова нажали кнопку. Если нужно - покрутили энкодер, выбрали второй или третий пресет, нажали кнопку, получили нужный выбор температуры.
Четвёртый пункт меню - вход в подменю настройки пресетов. Тут тоже всё просто. Выбрали пресет, нажали кнопку (возле значения высветились знаки "<" и ">"), выставили температуру пресета, нажали кнопку - настройка запомнилась в ЕЕПРОМе. Дальше выбрали выход в основное меню.
Пятый пункт - запуск калибровки. Нажатие на кнопку - запуск процедуры. В принципе можно убрать этот пункт, т.к. калибровку можно запустить включив станцию и удерживая кнопку.
Шестой пункт - настройка таймера спящего режима. Перед переходом в спящий режим станция три раза коротко пикнет, после чего один раз длительно пикнет (примерно 1 секунду) и выдаст на экран сообщение о том, что она заснула. Выход - нажатие кнопки. В спящем режиме жало немного подогревается.
Седьмой пункт - возвращение в рабочий режим.
Во время навигации в меню паяльник переходит в режим очень слабого нагрева из соображений безопасности.
Прошиваем либо на программаторе, либо выводим разъем на плате. Я вывел на плате. После прошивки отключаем программатор и только после этого включаем станцию, иначе будут глюки.
Теперь по поводу фьюзов. Опишу только что нужно, а уже кто в каком программаторе шьёт - так и будете выставлять. Итак, выставляем работу от внутреннего генератора 8 МГц. По умолчанию Мега установлена на 1МГц, от чего работать она не перестанет, но будет "вяло" отзываться на энкодер и изменения температуры, ну и таймер будет некорректно работать. Дальше, отключите jtag - его пины используются. Выставляем boden и bodlevel, так, чтобы при напряжении ниже 2,7В (можно 4В) МК правильно выключался (нужно для корректной работы, потому как в устройстве используется ЕЕПРОМ).
Вот собственно и всё. Надеюсь, устройство понравится.