Stazione di saldatura Yihua fai da te: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Se sei un appassionato di elettronica come me, devi aver usato un saldatore per realizzare i tuoi prototipi o il prodotto finale. Se questo è il tuo caso, probabilmente hai sperimentato come il tuo saldatore, dopo ore di utilizzo, si surriscalda a tal punto che l'operatore può anche sciogliere lo stagno.

Questo perché una normale saldatrice che colleghi direttamente alla tensione di rete, agisce come un semplice riscaldatore e riscalderà e riscalderà fino a quando non la scollega. Ciò può danneggiare alcune parti sensibili alla temperatura quando la saldatura è surriscaldata.

Ed è per questo che le stazioni di saldatura sono l'opzione migliore per l'elettronica. (se saldate solo cavi, forse questo non fa per voi).

Il problema è che le stazioni di saldatura sono piuttosto costose e forse non tutte le persone vogliono spendere 60 o 70 dollari per una digitale.

Quindi eccomi qui a spiegarti come puoi creare la tua stazione di saldatura più economica usando una saldatrice Yihua, che è il tipo più comune di saldatrici (e quella più economica) che puoi trovare su Aliexpress.

Passaggio 1: ottenere tutti i componenti

Per creare la tua stazione di saldatura, hai bisogno di una saldatura (non di qualsiasi saldatura, ne hai bisogno di una speciale destinata alle stazioni) e un alimentatore per riscaldarla. Inoltre è necessario un modo per misurare e controllare la temperatura e anche un'interfaccia per controllare la stazione.

È necessario acquistare le parti in base alle specifiche, quindi essere consapevoli di non acquistare parti incompatibili. Se non sai cosa comprare, guarda prima il post completo per decidere o acquistare i componenti esatti che ho usato.

Un elenco generico di componenti è:

1x stazione di saldatura ferro1x alimentatore1x custodia1x MCU1x driver per termocoppia1x relè/mosfet1x interfaccia

Nel mio caso, per quel progetto ho usato:

1x Saldatore Yihua 907A (50W) - (13,54€)1x Alimentatore ATX 12V - (0€)1x Booster DC-DC 24V - (5€)1x Driver Termocoppia MAX6675 per Tipo K - (2,20€)1x Arduino Pro Mini - (3€)1x IRLZ44N Power Mosfet - (1€)1x Driver Mosfet TC4420 - (0,30€)1x Display OLED IIC - (3€)1x Encoder Rotativo KY-040 - (1€)1x Connettore Chassis Maschio 5 Pin GX16 - (2€)1x MOSFET 2N7000 OPZIONALE - (0,20€)

TOTALE: ± 31€

Passaggio 2: misurazioni e pianificazione

Il primo passo che dovevo fare era pianificare il progetto. Per prima cosa ho comprato la saldatrice Yihua perché era in offerta e volevo creare la stazione attorno ad essa, quindi quando arriva, ho dovuto misurare tutto per ordinare le parti corrette necessarie per la stazione. (Ecco perché è importante pianificare tutto).

Dopo un po' di ricerca del connettore Yihua, ho scoperto che è un GX16 a 5 pin. Il prossimo passo è trovare lo scopo di ogni pin. Ho allegato uno schema che ho realizzato in Paint del pin-out che ho misurato.

• I due pin sul lato sinistro sono per la resistenza di riscaldamento. Ho misurato una resistenza di 13,34 Ohm. Secondo la scheda tecnica che dice che può gestire una potenza fino a 50 W, usando l'equazione V = sqrt (P * R), dammi una tensione massima @ 50 W di 25,82 Volt.
• Il pin centrale serve per la messa a terra dello schermo.
• Gli ultimi due pin sul lato destro sono per la termocoppia. Li ho collegati a un misuratore e, dopo aver effettuato alcune misurazioni, concludo che è una termocoppia di tipo K (la più comune).

Con questi dati sappiamo che per la lettura della temperatura abbiamo bisogno di un driver per Termocoppia per K tipo uno (il MAX6675 K) e per l'accensione, un alimentatore a 24V.

Avevo alcuni alimentatori ATX da 500 W a casa (alcuni, sì, quindi li vedrai anche in progetti futuri) quindi ho deciso di usarne uno invece di acquistare un nuovo alimentatore. L'unico svantaggio è che la tensione massima ora è 12V, quindi non utilizzerò l'intera potenza (solo 11W) del saldatore. Ma almeno ho anche uscite a 5 V in modo da poter accendere tutta l'elettronica. Non piangere perché perdi quasi tutta la potenza del ferro, ho una soluzione. Poiché le formule I=V/R ci dicono che alimentando la saldatura con 24V si assorbiranno 1,8 Ampere di corrente, ho deciso di aggiungere un convertitore boost. Un convertitore DC-DC Boost da 300 W, quindi per l'uscita di 2 Ampere è appena sufficiente. Regolandolo a 24V e possiamo quasi utilizzare la capacità di 50W del nostro saldatore.

Se utilizzi un alimentatore da 24 V, puoi saltare l'intera parte del booster

Poi per l'elettronica ho preso un Arduino Pro Mini e un mosfet IRLZ44N per il controllo del riscaldamento (può pilotare >40A) pilotato con un driver mosfet TC4420.

E per l'interfaccia, ho semplicemente usato un encoder rotativo e un display OLED IIC.

EXTRA: poiché il mio alimentatore ha una fastidiosa ventola sempre in funzione alla massima velocità, ho deciso di aggiungere un mosfet per guidare la sua velocità usando PWM da Arduino. Solo per eliminare quel rumore della ventola ultraveloce.

MOD: ho dovuto disabilitare il PWM e impostare la ventola alla massima velocità perché faceva un orribile rumore elettronico quando applicavo la regolazione PWM.

Passaggio 3: preparare il caso

Dato che ho usato un alimentatore ATX che ha un buon case in metallo a spazio libero, ho deciso di usarlo per l'intero progetto, quindi sembrerà più fresco. Il primo passo è stato misurare i fori da fare per il connettore e il rotary, e posizionare il modello nella scatola.

Ho deciso di utilizzare il vecchio foro per i cavi dell'ATX per il display.

Il prossimo passo è fare quei fori con un trapano e pulirli con della carta vetrata.

Passaggio 4: il software

L'ultimo passo prima di assemblare il tutto è realizzare il software principale che farà funzionare la stazione e renderla funzionale.

Il codice che scrivo è molto semplice e minimalista. Uso tre librerie: una per pilotare il display, un'altra per leggere i dati dalla termocoppia e l'ultima per salvare i valori di calibrazione nella memoria EEPROM.

Nella configurazione inizializzo solo tutte le variabili utilizzate e tutte le istanze delle librerie. Anche qui è dove ho impostato il segnale PWM per guidare la ventola al 50% di velocità. (mod: a causa del rumore, alla fine l'ho regolato al 100%)

La funzione In loop è dove sta accadendo tutta la magia. Ad ogni ciclo controlliamo se è il momento di misurare la temperatura (ogni 200ms) e se la temperatura è diversa da quella stabilita, accende o spegne il riscaldatore per adeguarla.

Ho usato l'Hardware Interrupt 1 per rilevare ogni rotazione dell'encoder rotativo. Quindi, l'ISR misurerà quella rotazione e imposterà la temperatura di conseguenza.

Ho usato l'Hardware Interrupt 2 per rilevare quando viene premuto il pulsante della manopola. Poi ho implementato una funzionalità per accendere e spegnere il saldatore con il suo ISR.

Anche il display viene aggiornato ogni 500 ms o se la temperatura regolata varia.

Ho implementato una funzionalità di calibrazione facendo doppio clic sul pulsante della manopola in cui è possibile compensare la differenza di temperatura tra il sensore dell'elemento riscaldante e la punta del ferro esterna. In questo modo è possibile impostare la corretta temperatura del ferro.

È necessario utilizzare la manopola per regolare l'offset fino a quando la temperatura letta dalla stazione è uguale alla temperatura della punta del ferro (usare una termocoppia esterna). Una volta calibrato, premere nuovamente il pulsante per salvarlo.

Per tutto il resto, puoi guardare il codice.

Passaggio 5: assemblare i componenti

Seguendo lo schema del circuito, è ora il momento di assemblare tutti i componenti insieme.

È importante programmare Arduino prima di assemblarlo, in modo da averlo pronto per il primo avvio.

È inoltre necessario calibrare il booster Step-up prima in modo da evitare di danneggiare il saldatore o il mosfet a causa della sovratensione.

Quindi collega tutto.

Passaggio 6: test e calibrazione

Dopo aver assemblato tutto, è il momento di accenderlo.

Se la saldatura non è collegata verrà visualizzato il messaggio "No-Connect" al posto della temp. Quindi colleghi la saldatura e ora viene visualizzata la temperatura.

CALIBRAZIONE

Per iniziare la calibrazione devi impostare la temperatura su quella che utilizzerai di più e poi iniziare a riscaldare la saldatura. Attendere un minuto affinché il calore si trasferisca dal nucleo al guscio esterno (punta di ferro).

Una volta riscaldato, eseguire un doppio clic per entrare in modalità calibrazione. Utilizzare una termocoppia esterna per misurare la temperatura della punta. Quindi inserire la differenza tra la lettura del nucleo e la lettura della punta.

Quindi vedrai come varia la temperatura e la saldatura riprende a riscaldarsi. Fatelo finché la temperatura regolata è uguale a quella letta della stazione e quella letta della punta.