Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Простая паяльная станция на микроконтроллере / Хабр

Паяльник — основной инструмент тех, кто хоть как-то связан с электроникой. Но большинство обычных паяльников пригодны лишь для пайки кастрюль, более-менее нормальный паяльник с термостатом и сменными жалами стоит недешево, а про паяльные станции и говорить нечего. Предлагаю собрать несложную паяльную станцию не особо отличающуюся по функциональности от серийных.

Схема

Микроконтроллер работает как термостат: получает данные от термопреобразователя и управляет транзистором, который в свою очередь, включает нагреватель. Заданная и текущая температура паяльника отображаются на семисегментном индикаторе. Кнопки S1-S4 служат для задания температуры с шагом 100°С и 10°С, S5-S6 — для включения и отключения станции (ждущий режим), S7 — переключает режим индикации температуры: текущая температура либо заданная (в этом режиме её можно изменить). Работа нагревателя отображается светодиодом LED1. В случае отключения питания последняя заданная температура сохраняется в энергонезависимую память EEPROM и при последующем включении станция начинает нагрев до этой температуры.

Детали

В станции использован сетевой трансформатор на 18В 40Вт, диодный мост любой, способный выдержать ток 2А и обратное напряжение 30В, например КЦ410. Интегральный стабилизатор напряжения 7805 нужно прикрутить к радиатору размером не менее спичечного коробка. Фильтрующие конденсаторы С1 — электролитический на 100-500мкФ, С2 при большом желании, можно убрать. Индикатор — любой на три разряда с динамической индикацией и общим анодом, лучше его спрятать за светофильтром. Токоограничительные резисторы R8-R11 сопротивлением 330Ом-1кОм. Кнопки S1-S6 без фиксации, желательно тактовые, S7 — тумблер или кнопка, но с фиксацией. Резисторы R1-R7 — любые, сопротивлением 10кОм-100кОм. Транзистор Т1 — N-канальный MOSFET, управляемый логическим уровнем, допустимым напряжением сток-исток не менее 25В и током не менее 3А, например: IRL3103, IRL3713, IRF3708, IRF3709 и др. Микроконтроллер ATmega8 с любым суффиксом и корпусом(на схеме нумерация контактов для DIP-корпуса). Из фьюзов меняем лишь CKSEL: настраиваем на внутренний генератор 8МГц CKSEL3…0=0100, остальные не трогаем. Такая схема не требует ни какой настройки и работает сразу (если её правильно собрали).

Паяльник

В схеме предусмотрено использование паяльников используемых в серийно выпускаемых паяльных станциях, например Lukey или AOYUE. Такие паяльники продаются в качестве запасных частей и стоят чуть дороже ранее упомянутых паяльников для кастрюль. Основное отличие, которое нас волнует — это тип датчика температуры, он может быть терморезистором или термопарой. Нам нужен первый. Такой тип преобразователя подходит для паяльников внутри которых находится керамический нагревательный элемент HAKKO 003 (HAKKO A1321). Пример такого паяльника используется в паяльных станциях Lukey 868, 852D+, 936 и др. Такой паяльник стоит дороже, но считается более качественным.

В заключение

Паяльники Lukey имеют для подключения станции разъем PS/2, у AOYUE — похож на старый советский разъем для подключения магнитофона. В интернете можно найти их распиновку, а можно просто срезать разъем и припаяться прямо к плате. Чтобы узнать где какой провод, можно померить сопротивления: у нагревателя будет около 3 Ом, а у терморезистора примерно 50 Ом (при комнатной температуре).

Почти все современные паяльники для паяльных станций имеют возможность заземлить жало, воспользуйтесь ней для защиты паяемых деталей от статических разрядов.

А вот что получилось

Паялось все ЭПСНом с намотанной на жало медной проволокой. О миниатюризации тогда не думал.




Внутренности фотографировались два года назад, когда её только сделал, поэтому внимательные читатели могут заметить реле (заменено транзистором) и преобразователь для термопары(красненькие резисторы и подстроечник в левом нижнем углу).

В архиве прошивка и схема в большом разрешении

САМОДЕЛЬНАЯ ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ

   Цифровая паяльная станция. Зачем она нужна и каковы её преимущества? Причин много: кому-то надоели отслоившиеся дорожки, кто-то подогревает паяльник зажигалкой или на газу, так как не может выпаять массивную деталь, у кого-то пробивает спираль на корпус и бьется током, кому-то нужно очень точно контролировать температуру жала паяльника, а кто просто хочет перейти на современную SMD элементную базу.

   Чем отличается паяльная станция от обычного паяльника, или даже паяльника с регулятором? В паяльной станции есть, говоря нашими терминами, обратная связь. При касании жалом массивной детали температура жала падает, соответственно уменьшается напряжение на выходе термопары. Это падение напряжения, усиленное ОУ, поступает на микроконтроллер, и он сразу же подает на нагреватель больше мощности, повышая температуру жала (точнее напряжение на выходе ОУ) до того уровня, который записан в память. Прочитав данную статью, собрав необходимую комплектацию, и не забыв предварительно прошить контроллер, вы в последний раз воспользуетесь своими старыми, надоевшими и не совершенными паяльниками, перейдя на более профессиональный уровень пайки схем. Итак, представляю вашему вниманию самодельную цифровую паяльную станцию. Функционально схема состоит из двух частей – блока контроля и блока индикации.


   В авторском варианте стабилизатор 7805 подключен к диодному мосту, выход с которого идет на нагрев паяльника, но там минимум 24 вольта. Поэтому лучше использовать для этих целей более низковольтную обмотку трансформатора, если такова имеется, или отдельный источник питания, в качестве которого я использовал ЗУ от мобильного телефона. Если зарядное выдает стабильно 5 вольт, то можно отказаться от применения стабилизатора.


   Почти все детали размещены на одной плате. Схема, печатка и прошивки взяты с сайта radiokot. Скачать их можно в архиве. Диодный мост и электролитический конденсатор находятся вне платы. В центре диодного моста имеется отверстие, с помощью которого он закреплен на корпусе паяльной станции. Электролит припаян прямо на него.  


   Комплектация: ATmega8, LM358, IRFZ44, 7805, рассыпуха, трехразрядный светодиодный семисегментный индикатор А-563G-11, пять тактовых кнопок (можно и три) и пятивольтовый биппер со встроенным генератором. Номиналы элементов:

  R1 – 1M

  R2 – 1k
  R3 – 10k
  R4 – 82k
  R5 – 47k
  R7, R8 – 10k
  R индикатора -0.5k
  C3 – 1000mF/50v
  C2 – 200mF/10v
  C – 0,1mF
  Q1 – IRFZ44
  IC4 – 78L05ABUTR

   Диодные мосты использовал разные, главное чтобы тянули по току. Трансформаторы – ТС-40. Правда подключаю только одну половинку трансформатора, поэтому он греется, но работает уже пару лет. В принципе, можно использовать простой импульсный блок питания, с запасом по мощности, чтобы избежать применения кулеров. В таком случае можно будет использовать компактный, недорогой пластиковий корпус. Плюс биппера подключается к 12-му выводу микроконтроллера (или к 14-му в случае применения контроллера в ДИП корпусе). Минус подключается на землю.


   Технические характеристики паяльной станции. Температура от 50 до 500гр, (нагрев до 260гр примерно 30 секунд), две кнопки +10гр и -10гр температуры, три кнопки памяти – длинное нажатие (до моргания) – запоминание установленной температуры (ЕЕ), короткое – установка температуры из памяти. После подачи питания схема в спящем режиме, после нажатия кнопки – включается установка из первой ячейки памяти. При первом включении температуры в памяти 250, 300, 350 градусов. На индикаторе моргает установленная температура, затем бежит и потом горит температура жала с точностью до 1*С в реальном времени (после нагревания иногда забегает на 1-2*С вперед, потом стабилизируется и изредка поскакивает на +-1*С). Через 1 час после последней манипуляции с кнопками засыпает и остывает (реально может вырубиться и раньше). Если температура более 400*С, засыпает через 10 минут (для сохранности жала). Бипер пикает при включении, нажатиях кнопок, записи в память, достижении заданной температуры, три раза предупреждает перед засыпанием (двойной бип), и при засыпании (пять-бип). После сборки паяльную станцию необходимо откалибровать. Калибруется она с помощью подстроечника R5 и термопары, которая идет в комплекте со многими мультиметрами. У меня DT-838. Сверял с промышленной термопарой. Точность показаний порадовала.

Фузы:


   Теперь о паяльниках. В нашей самодельной станции можно применять паяльники от паяльных станций разных производителей. В своём варианте использую ZD-929 на 24 Вольта и 48 Ватт.


   Вот распиновка его разъема:


   и LUKEY, модель не знаю, но тоже на такое напряжение:


   Позже выяснилось, что LUKEY значительно уступает своим качеством и мощностью. За непродолжительное время эксплуатации в нем полетела термопара. Кроме того, он слабее ZD-929. Разъем люкея такой же, как компьютерный PS/2, поэтому его сразу же отрезал и заменил на РШ2Н-1-17. Так понадежней будет. 


   Сопротивление нагревателя – 18 Ом, сопротивление термопары 2 Ома. У термопары необходимо соблюдать полярность. “+” термопары идет на R3, “–” на массу. Полярность термопары можно определить тестером, установив его на 200 мВ и прогревая паяльник зажигалкой. Итак, мы перешли на новейшие монтажные технологии, а что дальше? А теперь необходимо прочесть правила эксплуатации, чтобы не запороть дорогостоящих, зато долго работающих жал.

1. Многослойные паяльные наконечники не требуют (и не допускают) никакой заточки.

2. Неоправданно высокая температура сокращает срок службы наконечника. Используйте минимально возможную температуру.

3. Мягкая очистка наконечника от нагара производится о влажную целлюлозную губку, так как оксиды и карбиды из припоя и флюсов могут образовать загрязнение наконечника, приводящее к ухудшению качества пайки и снижению теплопередачи.

4. При непрерывной работе, не реже раза в неделю необходимо снимать наконечник и полностью очищать его от окислов. Припой на наконечнике должен оставаться даже в холодном состоянии.

5. Недопустимо пользоваться агрессивными флюсами, содержащими хлориды или кислоты. Используйте канифольные флюсы.

   Пару слов о “мягкой целлюлозной губке”. Ее вы должны приобрести там же, где покупали паяльник. Но не спешите тыкать в нее жалом. Перед этим ее необходимо намочить, в результате чего она разбухнет, и выжать. Теперь губка готова к эксплуатации. В крайнем случае вместо губки можно использовать Х/Б салфетку.

   Вот мы и подошли к концу. Теперь самое интересное – фотографии готовых девайсов.
Самодельной станции:


   Модернизированный под изогнутые жала местного радиозавода ZD-929 в подставке из двух винчестеров:


   Люкей в покупной подставке. Визуально подставка похожа на аналогичную фирмы Pace (на что я и повелся при заказе), но только вместо литого металла там пластик:


   Конструкцию собрал и испытал: Troll

   Форум по радиолюбительским технологиям

   Форум по обсуждению материала САМОДЕЛЬНАЯ ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ




ПРИКУРИВАТЕЛЬ ОТ USB

Устройство для использования разъёма USB в качестве прикуривателя – разборка и схема.




Simple Solder MK936. Простая самодельная паяльная станция своими руками

В интернете очень много схем различных паяльных станций, но у всех есть свои особенности. Одни сложны для новичков, другие работают с редкими паяльниками, третьи не закончены и т.д. Мы сделали упор именно на простоту, низкую стоимость и функциональность, чтобы каждый начинающий радиолюбитель смог собрать такую паяльную станцию.
Обратите внимание, что у нас также есть версия этого устройства на SMD-компонентах!

Для чего нужна паяльная станция

Обычный паяльник, который включается напрямую в сеть просто греет постоянно с одинаковой мощностью. Из-за этого он очень долго разогревается и никакой возможности регулировать температуру в нем нет. Можно диммировать эту мощность, но добиться стабильной температуры и повторяемости пайки будет очень сложно.
Паяльник, подготовленный для паяльной станции имеет встроенный датчик температуры и это позволяет при разогреве подавать на него максимальную мощность, а затем удерживать температуру по датчику. Если просто пытаться регулировать мощность пропорционально разности температур, то он будет либо очень медленно разогреваться, либо температура будет циклически плавать. В итоге программа управления обязательно должна содержать алгоритм ПИД-регулирования.
В своей паяльной станции мы, конечно, использовали специальный паяльник и уделили максимум внимания стабильности температуры.

Паяльная станция Simple Solder MK936

Технические характеристики

  1. Питание от источника постоянного напряжения 12-24В
  2. Потребляемая мощность, при питании 24В: 50Вт
  3. Сопротивление паяльника: 12Ом
  4. Время выхода на рабочий режим: 1-2 минуты в зависимости от питающего напряжения
  5. Предельное отклонение температуры в режиме стабилизации, не более 5ти градусов
  6. Алгоритм регулирования: ПИД
  7. Отображение температуры на семисегментном индикаторе
  8. Тип нагревателя: нихромовый
  9. Тип датчика температуры: термопара
  10. Возможность калибровки температуры
  11. Установка температуры при помощи экодера
  12. Светодиод для отображения состояния паяльника (нагрев/работа)

Принципиальная схема

Схема предельно простая. В основе всего микроконтроллер Atmega8. Сигнал с оптопары подается на операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (для калибровки) и затем на вход АЦП микроконтроллера. Для отображения температуры использован семисегментный индикатор с общим катодом, разряды которого включены через транзисторы. При вращении ручки энкодера BQ1 задается температура, а в остальное время отображается текущая температура. При включении задается начальное значение 280 градусов. Определяя разницу между текущей и требуемой температурой, пересчитав коэффициенты ПИД-составляющих, микроконтроллер при помощи ШИМ-модуляции разогревает паяльник.
Для питания логической части схемы использован простой линейный стабилизатор DA1 на 5В.

Принципиальная схема Simple Solder MK936

Печатная плата

Печатная плата односторонняя с четырьмя перемычками. Файл печатной платы можно будет скачать в конце статьи.

Печатная плата. Лицевая сторона

Печатная плата. Обратная сторона

Список компонентов

Для сборки печатной платы и корпуса потребуются следующие компоненты и материалы:

  1. BQ1. Энкодер EC12E24204A8
  2. C1. Конденсатор электролитический 35В, 10мкФ
  3. C2, C4-C9. Конденсаторы керамические X7R, 0.1мкФ, 10%, 50В
  4. C3. Конденсатор электролитический 10В, 47мкФ
  5. DD1. Микроконтроллер ATmega8A-PU в корпусе DIP-28
  6. DA1. CСтабилизатор L7805CV на 5В в корпусе TO-220
  7. DA2. Операционный усилитель LM358DT в корпусе DIP-8
  8. HG1. Семисегментный трехразрядный индикатор с общим катодом BC56-12GWA.Также на плате предусмотрено посадочное место под дешевый аналог.
  9. HL1. Любой индикаторный светодиод на ток 20мА с шагом выводов 2,54мм
  10. R2,R7. Резисторы 300 Ом, 0,125Вт — 2шт
  11. R6, R8-R20. Резисторы 1кОм, 0,125Вт — 13шт
  12. R3. Резистор 10кОм, 0,125Вт
  13. R5. Резистор 100кОм, 0,125Вт
  14. R1. Резистор 1МОм, 0,125Вт
  15. R4. Резистор подстроечный 3296W 100кОм
  16. VT1. Полевой транзистор IRF3205PBF в корпусе TO-220
  17. VT2-VT4. Транзисторы BC547BTA в корпусе TO-92 — 3шт
  18. XS1. Клемма на два контакта с шагом выводов 5,08мм
  19. Клемма на два контакта с шагом выводов 3,81мм
  20. Клемма на три контакта с шагом выводов 3,81мм
  21. Радиатор для стабилизатора FK301
  22. Колодка для корпуса DIP-28
  23. Колодка для корпуса DIP-8
  24. Разъем для подключения паяльника
  25. Выключатель питания SWR-45 B-W(13-KN1-1)
  26. Паяльник. О нем мы еще позже напишем
  27. Детали из оргстекла для корпуса (файлы для резки в конце статьи)
  28. Ручка энкодера. Можно купить ее, а можно напечатать на 3D-принтере. Файл для скачивания модели в конце статьи
  29. Винт М3х10 — 2шт
  30. Винт М3х14 — 4шт
  31. Винт М3х30 — 4шт
  32. Гайка М3 — 2шт
  33. Гайка М3 квадратная — 8шт
  34. Шайба М3 — 8шт
  35. Шайба М3 гроверная — 8шт
  36. Также для сборки потребуются монтажные провода, стяжки и термоусадочная трубка

Вот так выглядит комплект всех деталей:

Комплект деталей для сборки паяльной станции Simple Solder MK936

Монтаж печатной платы

При сборке печатной платы удобно пользоваться сборочным чертежом:

Сборочный чертеж печатной платы паяльной станции Simple Solder MK936

Подробно процесс монтажа будет показан и прокомментирован в видео ниже. Отметим только несколько моментов. Необходимо соблюдать полярность электролитических конденсаторов,светодиода и направление установки микросхем. Микросхемы не устанавливать до тех пор, пока корпус полностью не собран и не проверено питающее напряжение. С микросхемами и транзисторами необходимо обращаться аккуратно, чтобы не повредить их статическим электричеством.
После того, как плата собрана, она должна выглядеть вот так:

Печатная плата паяльной станции в сборе

Сборка корпуса и объемный монтаж

Монтажная схема блока выглядит следующим образом:

Монтажная схема паяльной станции

То есть осталось всего навсего подвести к плате питание и подключить разъем паяльника.
К разъему паяльника требуется припаять пять проводов. К первому и пятому красные, к остальным черные. На контакты надо сразу надеть термоусадочную трубку, а свободные концы проводов залудить.
К выключателю питания следует припаять короткий (от переключателя к плате) и длинный (от переключателя к источнику питания) красные провода.
Затем выключатель и разъем можно установить на лицевую панель. Обратите внимание, что выключатель может входить очень туго. При необходимости доработайте лицевую панель надфилем!

Подключение разъема паяльника

Далее необходимо скрутить винтами левую и заднюю стенки корпуса. Помните, что оргстекло — хрупкий материал, и не перетягивайте резьбовые соединения!

Сборка корпуса паяльной станции

На следующем этапе все эти части собираются вместе. Устанавливать контроллер, операционный усилитель и прикручивать лицевую панель не нужно!

Сборка корпуса паяльной станции

Прошивка контроллера и настройка

HEX-файл для прошивки контроллера вы сможете найти в конце статьи. Фьюз-биты должны остаться заводскими, то есть контроллер будет работать на частоте 1МГц от внутреннего генератора.
Первое включение следует производить до установки микроконтроллера и операционного усилителя на плату. Подайте постоянное напряжение питания от 12 до 24В (красный должен быть “+”, черный “-“) на схему и проконтролируйте, что между выводами 2 и 3 стабилизатора DA1 присутствует напряжение питания 5В (средний и правый выводы). После этого отключите питание и установите микросхемы DA1 и DD1 в панельки. При этом следите за положением ключа микросхем.
Снова включите паяльную станцию и убедитесь, что все функции работают правильно. На индикаторе отображается температура, энкодер ее изменяет, паяльник нагревается, а светодиод сигнализирует о режиме работы.
Далее необходимо откалибровать паяльную станцию.
Оптимальный вариант при калибровке – использование дополнительной термопары. Необходимо выставить требуемую температуру и проконтролировать ее на жале по эталонному прибору. Если показания различаются, то произведите подстройку многооборотным подстроечным резистором R4.
При настройке помните, что показания индикатора могут отличаться незначительно от фактической температуры. То есть, если вы установили, например, температуру “280”, а показания индикатора в небольшой степени отклоняются, то по эталонному прибору вам нужно добиваться именно температуры 280°С.
Если под рукой нет контрольного измерительного прибора, то можно установить сопротивление резистора около 90кОм и потом подбирать температуру опытным путем.
После того, как паяльная станция проверена, можно аккуратно, чтобы не потрескались детали, установить лицевую панель.

Паяльная станция в сборе

Паяльная станция в сборе

Видео работы

Мы сняли краткое видео-обзор

…. и подробное видео, на котором показан процесс сборки:

Заключение

Это простая паяльная станция сильно изменит ваше впечатление о пайке, если вы паяли до этого обычным сетевым паяльником. Вот так она выглядит, когда сборка завершена.
О паяльнике надо сказать еще пару слов. Это самый простой паяльник с датчиком температуры. У него обычный нихромовый нагреватель и самое дешевое жало. Мы рекомендуем вам сразу приобрести для него сменное жало. Подойдет любое с внешним диаметром 6,5мм, внутренним 4мм, и длиной хвостовика 25мм.

Паяльник в разобранном виде с запасным жалом

Файлы для скачивания

Печатная плата в формате Sprint Layout
Прошивка для микроконтроллера
Файл для резки оргстекла
Модель ручки энкодера для 3D-печати

UPD

Выложенные выше файлы устарели. В текущей версии мы обновили чертежи для резки оргстекла, изготовления печатной платы, а также обновили прошивку, чтобы убрать мерцание индикатора. Обратите внимание, что для новой версии прошивки требуется включить CKSEL0, CKSEL2, CKSEL3, SUT0, BOOTSZ0, BOOTSZ1 и SPIEN (то есть изменить стандартные настройки).
Печатная плата в формате Sprint Layout V1.1
Прошивка для микроконтроллера V1.1
Файл для резки оргстекла V1.1

Также эту паяльную станцию можно приобрести в виде набора для самостоятельной сборки в нашем магазине и у наших партнеров GOOD-KITS.ru и ROBOTCLASS.ru.

схемы самодельных станций на микроконтроллере с энкодером. Как сделать ее из китайских модулей?

Пайка обеспечивает высокую механическую прочность соединения и надёжный электрический контакт. Обычно для пайки пользуются ручным инструментом «паяльник». Он прост и дёшев, но в обращении требует своеобразных навыков. Главный недостаток примитивного паяльника – то, что с его помощью непросто поддерживать желаемую температуру пайки.

От точности поддержания температуры зависят прочность и качество паяного соединения. Для решения проблемы применяются так называемые «паяльные станции». Это более сложные приборы, позволяющие не только точно поддерживать температуру, но и производить дозированный нагрев отдельных частей. И такой прибор можно сделать своими руками!

Инструменты и материалы

Паяльная станция является не слишком сложным, но всё-таки радиоэлектронным устройством. Для её изготовления своими руками понадобятся стандартные приборы и материалы:

  • электротехнические провода;
  • изолента;
  • инструменты для обработки пластмассы;
  • паяльник с комплектом принадлежностей.

Да, для изготовления паяльной станции поначалу нужен любой паяльник. Зато после того как станция будет собрана и отлажена, паять станет намного удобнее. Самое главное: качество работы заметно улучшится.

Способы изготовления станций

Задавшись целью собрать паяльную станцию, мастер обычно использует то, что оказалось под рукой. Так как ключевым элементом является собственно паяльник, обычно приобретают готовое изделие. Хорошая паяльная станция может быть собрана своими руками на базе широко распространённых и недорогих паяльников стандарта «Т12».

Простейший блок управления содержит устройство, измеряющее температуру жала паяльника. Требуемый режим устанавливается простым поворотом ручки терморегулятора. «Аналоговая» станция очень проста и компактна.

Обычно регулятор делают по простейшей схеме с симисторным управлением. Эти схемы широко известны и отличаются крайней дешевизной и простотой. Но с их помощью нельзя точно установить температуру. Хорошие схемы регуляторов получаются на основе аналоговых компараторов. При этом управление нагрузкой обычно осуществляется широтно-импульсной модуляцией.

Необычную схему регулятора можно сделать из старого компьютерного блока питания. Импульсные источники питания уже содержат аналоговый компаратор (он используется для поддержания заданного напряжения на выходе). Можно найти компаратору нетрадиционное применение, собрав аналоговую паяльную станцию.

Очень интересно своими руками сделать «цифровую» станцию. Такой аппарат обычно строится на микроконтроллере с энкодером. Для индикации текущего режима работы и удобного задания параметров служит цифровой индикатор.

Так как цифровая станция обладает многочисленными регулировками и возможностями, для ввода информации используется кнопочная клавиатура.

Для навигации по экранному меню используется круглая рукоятка, которую можно свободно вращать в любом направлении на неограниченное число оборотов. При этом меняется вид экрана и можно выбрать нужный пункт меню. Иногда такую рукоятку называют «транскодер», но это неправильный термин, правильно «энкодер».

Несложным и интересным является сборка паяльной станции из готовых китайских модулей. Например, можно купить отдельно пару паяльников хорошего качества, отдельно приобрести блок питания и отдельно собрать модуль управления из готовых, уже настроенных блоков.

Неотъемлемым элементом паяльной станции является термометр. Обычно он спрятан в паяльнике или фене и служит лишь для автоматической регулировки. Но хорошей идеей является вывести термометр на индикатор паяльной станции. Это позволит быстро оценить реальную температуру в точке монтажа.

Важным классом паяльных станций являются «приборы с нижним подогревом». Такой аппарат производит дозированный нагрев определённой области печатной платы, которая закреплена на раме паяльной станции.

Нагрев бесконтактный, с помощью ИК-излучения. Это значительно упрощает пайку обычным паяльником, поскольку не приходится ждать, пока жало прогреет всю область пайки.

В качестве источников питания используют любые блоки, оказавшиеся доступными. Многие китайские модули позволяют использовать широкий диапазон напряжений, что облегчает выбор блока питания. Так, питание паяльной станции с импульсным источником можно осуществлять даже из автомобильного прикуривателя.

Контактная

Название данного класса паяльных станций ясно указывает на то, что разогрев места пайки производится прямым приложением (физическим контактом) паяльного жала. Несмотря на то что внешне такой инструмент выглядит как обычный паяльник, контактная паяльная станция имеет важные отличия от простого электроинструмента.

В первую очередь, паяльная станция обеспечивает поддержание стабильной заданной температуры в точке пайки. Это возможно благодаря тому, что нагревательный элемент паяльника также содержит датчик температуры. Даже самая простая и бюджетная станция контактного типа значительно облегчает работу.

Самодельную паяльную станцию можно собрать в любом подходящем корпусе. Это может быть самодельный ящик или корпус старого прибора.

Очень необычно выглядит станция в корпусе старой автомагнитолы.

В качестве паяльника лучше всего взять готовый паяльник, рассчитанный на установку жал стандарта «Т12». Такие паяльники недороги, паяльные жала выпускаются в очень широком ассортименте. Хорошей идеей будет приобрести сразу несколько паяльников, это позволит быстро менять инструмент при работе.

Важно определиться, какой тип датчика температуры применяется в вашем экземпляре паяльника. Массово встречаются два типа:

  • термосопротивление;
  • термопара.

От типа датчика зависит, какой именно блок управления надо купить. Если датчик будет неправильного типа, блок управления не сможет поддерживать заданную температуру. Электропитание большинства паяльных станций стандартно и осуществляется постоянным током 24 В. Для изготовления самоделки вполне подойдёт блок питания ноутбука — его напряжения 19 В обычно вполне достаточно.

Бесконтактная

Под «бесконтактными станциями» подразумеваются инструменты, которые позволяют нагревать место паяного соединения без физического контакта с нагревателем. Наиболее распространёнными видами инструмента для бесконтактного нагрева являются термофены. Устроены они примерно так же, как привычные фены для волос. Важным отличием является наличие комплекта сменных насадок. Это позволяет точно дозировать и направлять поток раскалённого воздуха.

Фены в составе паяльных станций обязательно имеют датчик температуры. Это позволяет с помощью автоматики станции точно поддерживать заданную температуру воздуха.

Обязательным элементом конструкции паяльного фена является возможность регулировки силы воздушного потока. Это требуется для установления оптимального напора воздуха. Слишком сильный поток может попросту сдувать детали. Слишком слабый не обеспечит должного нагрева.

В профессиональной работе обычно применяют термофены компрессорного типа. Воздушный насос у них расположен в корпусе паяльной станции. Такие аппараты удобны, но громоздки и дороги. Для изготовления самодельной бесконтактной станции лучше купить недорогой паяльный фен вентиляторного типа. Модули управления также доступны и дёшевы, а электричество можно получить от блока питания для ноутбука.

Другой разновидностью бесконтактных паяльных станций являются устройства инфракрасного нагрева. Такие станции незаменимы при пайке многослойных печатных плат. Важная роль инфракрасного нагревателя — общий подогрев зоны пайки. При правильном нагреве зоны облегчается дальнейшая работа с обычным паяльником контактного типа.

Сегодня доступны готовые модули инфракрасного нагрева, специально разработанные для самодельного изготовления паяльной станции.

Но энтузиасты делают нагреватели бесконтактных станций даже из старых утюгов и мощных галогенных ламп.

Автоматическая

Все паяльные станции позволяют автоматически поддерживать заданную температуру в точке пайки. Тем не менее зачастую выделяют особый класс «автоматических станций». Автоматическая паяльная станция имеет широкие возможности по полностью автоматизированному поддержанию не просто заданной температуры. Такой аппарат может по заданной программе изменять температуру нагреваемой области в соответствии с одним из нескольких запрограммированных «термопрофилей».

Это позволяет выполнять автоматизированную пайку деталей с применением «паяльной пасты» в строгом соответствии с рекомендациями производителей радиодеталей. Автоматическую паяльную станцию можно сделать в виде «паяльной печки». В качестве основы подойдёт недорогая кухонная печь небольшого объёма. Для точного контроля температуры внутри печи монтируются датчики (обычно используют термопары).

Стандартные покупные модули управления с дисплеями позволяют удобным образом задавать температуру и даже термопрофиль.

В результате получим вполне профессиональный аппарат. Заводские аналоги такой автоматической паяльной станции не только дороги, но и дефицитны. Термопечь, изготовленная своими руками, не только поможет при пайке, но и порадует кулинаров тем, что позволит очень точно выдерживать нужную температуру при готовке.

Техника безопасности

При работе с любым оборудованием для пайки всегда следует соблюдать технику безопасности при производстве паяльных работ. Факторами риска при пайке являются высокая температура и ядовитые испарения. Припои широкого применения плавятся при температуре от 250 до 430°С. Если не соблюдать осторожность, можно получить тяжёлые ожоги. Если используется фен, необходимо следить, чтобы поток раскалённого воздуха не был направлен на легкоплавкие или легковоспламеняющиеся предметы.

Несмотря на то что в современной электронике повсеместно применяются припои с пониженным содержанием свинца, при пайке всё равно выделяются ядовитые испарения.

Кроме паров припоя, вредными являются также пары флюсов.

Следует следить за качеством вентиляции (а лучше всего работать под вытяжкой). Не следует также забывать, что паяльная станция является электроприбором, который питается от бытовой сети 220 В. Соблюдайте общепринятые правила электробезопасности.

Рекомендации

Паяльная станция значительно облегчает работу радиомонтажника, поэтому можно смело рекомендовать её применение при любых видах работ. С помощью термофена удобно производить демонтаж деталей. Паяльный агрегат с нижним подогревом просто незаменим при ремонте сложной аппаратуры.

Современный рынок электронных компонентов и полуфабрикатов вполне позволяет сделать паяльную станцию своими руками. Для начала вполне достаточно собрать из покупных заготовок простой прибор с паяльником контактного типа. Вопреки распространённому мнению, что проще собрать в одном агрегате паяльный комплекс из фена и контроллера паяльников, лучше всё-таки сделать паяльную станцию с феном в виде отдельного аппарата.

Сборка паяльного аппарата в виде отдельных приборов позволит рационально распределить материальные затраты. Кроме того, отдельные приборы можно разместить на столе более удобным образом. В случае поломки мастер не лишится всех инструментов разом.

О том, как сделать паяльную станцию своими руками, смотрите далее.

Паяльная станция своими руками / Проекты /

Проект по сборке цифровой паяльная станция на микроконтроллере Atmega 328P.
Паяльная станция создается по по схеме Oleg A, но была доработана и еще дорабатывается.
Многие скажут что проще купить готовую паяльную станцию, выбор которых немалый как в офлайне, так и на том же aliexpress.
  • Во первых, купить проще, но мы не ищем простых путей;)
  • Во вторых, готовые паяльные станции будут дороже, даже на aliexpress и даже при небольшой цене готовой паяльной станции, из за габаритов и веса, цена доставки может быть даже превысить цену станции.
  • В третьих, дешевые паяльные станции аналоговые и устанавливают температуру на термопаре. В моем проекте реализуем цифровую станцию, температуру настроим непосредственно на жале и воздуха термофена.

Кто не хочет заморачиваться, то покупайте готовую паяльную станцию, а если хотите сделать своими руками, цифровую паяльную станцию, которая к тому же дешевле чем самая дешевая китайская, то читаем далее…

Практически все детали покупались на aliexpress
Список деталей:

Ссылки по проекту:
Канал автора оригинальной станции Oleg A.: Перейти
Оригинальная статья: d-serviss.lv
Форум по этой паяльной станции: перейти
Плата в LAY (Sprint-Layout 6) доработана мной, лучше разведена и сгрупированы выводы: Скачать
Плата в PDF, у кого нет Sprint-Layout или не хочет в нем разбираться: Скачать
Скачать скетч для среды Arduino ver. 0.5 Скачать
Скачать .hex файл для прошивки программатором Скачать
Для тех кто будет прошивать программатором PonyProg, скрин установки фьюзи битов:


Видео первого запуска без паяльника и фена, электроника заработала с первого раза:

При запуске обнаружилось что микроконтроллер работает на частоте 1МГц вместо 16МГц, прошил в ATmega правильные FUSE Bits и все стало как нужно:

Сменить нужно фьюзы на внешний кварцевый резонатор частотой выше 8МГц и отключить  CLKDIV8,
Фюзы по умолчанию: Low = 62 и High = D9 и измененные: Low = DE и High = D9 (Это для ATmega 328, для других МК используйте фюзикалькулятор)

Промучился с паяльником, при подключении паяльника, БП уходил в защиту. Купил новый БП по мощнее, он в защиту не уходил, но выдно было что его сильно нагружало. Решил прозвонить, поискать, может где что не правильно подключил, когда в корпус пересаживал и обнаружил что короткое между нагревателем и термопарой на паяльнике.
На видео видно как при включении загорается в начале нагревателя, а потом греется сама спираль:

Проект еще не завершен. Будет замена блока питания, нужен новый нагреватель в паяльник, переписать скетч под нагреватель на терморезисторе (под нагреватель на термопаре ничего не нужно переписывать) и нужно сделать корпус лицевую панель. Продолжение следует…

И напоследок несколько фото проекта:







Паяльная станция своими руками – Share Project

Teensy 3.2 is a great microcontroller board and it’s one of the most popular development boards in the Arduino world. Inspired by a user’s project on the PJRC forum, https://forum.pjrc.com/threads/33347-Tiniest-Teensy, I have made the Teensy 3.2 board smaller. The Mini T3.2 board is a small Teensy 3.2 compatible board and is based on the same MK20DX256VLH7 microcontroller as the Teensy 3.2 is. It will work with Teensyduino as a regular Teensy 3.2.Note: The Mini T3.2 board includes a built-in bootloader which must be bought from PJRC.com. With this on-board bootloader we will be able to make this project as OSH. Without this bootloader chip installed it is illegal to make this board unless you can get a special permission from PJRC.com.The smaller size (30.48mm x 12.98mm) is useful for making projects such as Hula Hoops, portable lightsabers and even wearable applications when the regular Teensy 3.2 is too large. It’s breadboard friendly and pinouts are designed for TFT and OLED displays, no jumper wires are needed on a breadboard, leaving more space for your circuits. Hand soldering instructions for SMD parts:For DIY makers, the correct method of doing SMD assembly is to put solder paste on the board using a stencil, then manually place all SMD parts and use a reflow oven or a hot air gun to heat it. There are many demo videos available on You Tube, but for a reason If you need to hand solder one, it’s a bit harder, but is still doable. I hope that the following steps will help you achieve your goal a bit easier. Silkscreen with part numbers: U2: MK20DX256VLH7 U3: Bootloader made by PJRC.com 1. The blank Mini T3.2 PC board. 2. Drag solder the U2. 3. Solder in the order of D1, C1, U1, B1, C2, C3. When parts are close together, it’s not a problem for a pick & place machine, but it creates a problem for hand soldering, so the soldering order is important. For instance, if you solder the C3 before the C2, it will be more difficult to hand solder the C2. If you solder the U1 before the C1, it will be more difficult to hand solder the C1. 4. Solder the R1, B2 and C6, then R4,and R5, then C5 and C4. 5. Solder the C7, R3, C9 and C8. Tin the four Y1 pads, put more solder on the pin 1 and pin3, so when the solder is melt by hot air the crystal Y1 is connected with the pads 1 and 3 first. 6. Tin the Y1 and U3 (bootloader) evenly and add some flux on the PCB pads for the Y1 and U3 before place them over the pads on PCB. Make sure that orientation of the U3 is correct. If it’s de-soldered from a teensy board, not a brand new, you may use alcohol to clean the top to see the tiny pin 1 dot. I don’t have good eyesight, so I used a magnifier to see the pin 1 dot. 7. Use a hot air gun to apply heat to the Y1 and U3. 8. Visually check the connections of the U3. If there is a pin that does not look perfectly soldered, re-solder it with flux. Only the Pin 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9,10 and 13 need to be checked, other pins are not used. 9. Tin the 5 USB jack’s pads and pads on the PCB, then solder all 5 pins. With enough flux it can be done easier than you think. Solder the R2, LED1 and S1.If you use non-clean flux use alcohol to clean aa solder residual before washing. Wash it thoroughly with a small brusher, or even a tooth brusher. After washing and cleaning, use a hot air blower or a hair dryer to dry it.If you don’t have Non-clean flux on hand, you can use 91% Isopropyl Alcohol from Wal-Mart to replace it, it may not be as good as the flux, the result may be good enough. Assembling instructions for soldering two male headers:Before soldering all male pins make sure that the module can blink the D13 LED. Test it as you would test a Teensy 3.2, If it can’t, troubleshoot the problem first before going further. 1. Parts needed:One of Mini T3.2 module.Two of 12-pin, right angle, male headers, 0.1″ pitch. 2. Bend the 6 outer pins up. 3. Push down the middle 6 pins as much as possible using a flat screwdriver, one at a time. 4. The middle 6 pins are all pushed down. 5. If you don’t push them down, the final assembled module will be like this. A large gap between the module and the headers. 6. Cut down the middle 6 pins to about half length. You can use a 1.2mm PCB as a reference or just estimate how much to cut off. It does not have to be very accurate.WARNING: make sure to wear safety glasses or use a finger to prevent the cut-off piece flying. 7. After cut. 8. The middle 6 pins are shorter. 9. Then put the male headers over the module, you can see there are a lot of room to add solder. 10. If you don’t cut them, the pins are too long and it’s harder to solder them to the pads. 11. Plug two pin headers onto breadboard at 0.4″ apart. Make sure it’s 0.4″ apart, not 0.5″ apart. 12. Place the Mini T3.2 module over two male headers.Start soldering 2 pins, pin1 and pin13. Solder pins while pressing down the board. Once those 2 pins are soldered, check to make sure there is even gap width between the module and the male headers. If not, you still have a chance to correct it. See the picture below.Then solder all other remaining pins.Be careful when soldering as some pins are close to components, don’t make solder bridges. 13. The side view of the above picture. There should be a very small gap between the module and the male headers. 14. After soldering all pins on the top side turn over the module. 15. Solder all 12 pins on the bottom side. 16. This is the final assembled module. The middle 6 pins on each side are a bit long, but it still can be plugged into a breadboard. So it’s your choice to trim them or not. 17. The module is small and there is no room to put all pin names on the top. Without the pin names it’s harder for breadboarding. you can make a 0.8mm PCB as a label sheet.

Паяльная станция своими руками

Автор: novgen

Паяльная станция: несложная схема, доступные радиодетали, доступно начинающим радиолюбителям

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта.

Сегодня, я расскажу Вам, как самостоятельно сделать паяльную станцию из доступных радиодеталей. Эта конструкция доступна для повторения как опытным, так и начинающим радиолюбителям.


Для качественной пайки, своих конструкций, в домашних условиях, требуется установка точной температуры жала паяльника. Это один из самых важных параметров для паяльника. Температура жала должна быть ниже, чем температура горения канифоли и выше температуры ее кипения, и плавления олова.
Радиолюбителям, имеющим низковольтный электропаяльник со встроенной термопарой и четырехпроводным кабелем для подключения к устройству регулирования температуры, рекомендую изготовить простой стабилизатор температуры жала. Мной был выбран для этой цели паяльник, от паяльной станции – HAKKO – 907.


О температуре жала паяльника:
Температура жала – определяет качество пайки. Температуру, как правило, регулируют по таянью канифоли…. Она должна кипеть, но не гореть. На жале хорошо отрегулированного паяльника канифоль кипит, но не горит. Кипящая канифоль – приятно пахнет, быстро испаряется, но не оставляет на жале сгоревших остатков черного цвета.

Некоторые данные Паяльной станции:
1. Выход на раб.темп. – 225град.- 50сек.
2. Поддержка темп.(интервал между включ. и выключ.) – 4 град.
3. Выставленная шкала регулировки 26-320 град (если регулятор выставить на минимум, паяльник остывает до комнатной темп. и выключается)
4. Калибровка термопары паяльника в сравнении с показаниями мультиметра 3-4 град.
5. Паяльник 24в/50w – HAKKO 907, со сменными жалами (практически можно вставить любое – медь, керамику или вечное)


В устройстве применены широко распространённые комплектующие.
Никаких ограничений по замене малосигнальной части схемы – нет.

В качестве измерителя (индикатора) температуры, я применил микросхему ICL7107 (КР572ПВ2А) и семисегментные индикаторы – SA04-11 (Красные с общ. анодом)



Силовые элементы лучше применять с допусками по напряжению и по току, соответствующими питающему напряжению и мощности потребителя – нагревателя паяльника (50 W).


Скачать файлы печатных плат (в формате SPL.6):

  Паяльная станция (69.0 KiB, 6,800 hits)

  Измеритель (72.0 KiB, 5,430 hits)

Скачать Даташиты (использованные в конструкции):

  TS106 (78.4 KiB, 4,647 hits)

  MOC3063 (296.5 KiB, 14,645 hits)

  LM358 (459.6 KiB, 3,860 hits)

  L7805, L7905 (1.8 MiB, 2,959 hits)

  ICL7107 (179.8 KiB, 4,573 hits)

На этом пожалуй и всё. Жду Ваши отзывы и комментарии на сайте или форуме.

С уважением, novgen (Автор)



Учебное пособие по микроконтроллеру

5/5: Пайка и программирование

Чтобы завершить сегодняшнюю часть учебного пособия по микроконтроллеру – я сомневался в себе, я обжег палец и получил неожиданный счет от таможни.

Но в целом результатом я очень доволен. Я заставил это работать. И мне нравится чувство, которое возникает, когда я заставляю что-то работать!

Мы подошли к пятой, заключительной части руководства по микроконтроллеру. На данный момент мы узнали:

Бонус: Загрузите это руководство из 5 частей в формате PDF, которое шаг за шагом покажет вам, как сделать плату микроконтроллера, которую вы можете построить дома, используя стандартные инструменты для хобби.

Я только что получил платы, которые заказывал в предыдущей части, и сегодня мы собираемся припаять плату и запрограммировать ее.

Взгляните на эту красивую плату, ожидающую пайки.

Пайка платы

Для пайки платы воспользуюсь своим старым паяльником Ersa 30. Кончик у него немного большой, так что это действительно не идеальный инструмент для использования.

Но это то, что сейчас у меня на столе.

И это также способ показать вам, что для создания этой схемы вам не нужно никакого сложного оборудования.

Эту схему можно сделать дома.

Поскольку я хотел расположить все на одной стороне, я решил использовать в основном компоненты SMD (устройство для поверхностного монтажа) при проектировании печатной платы.

Итак, чтобы припаять это, я собираюсь использовать методы из моей статьи по пайке smd.

Пайка микросхемы микроконтроллера

Так как паять микроконтроллер было труднее всего, я начал с него.

Сначала я добавил припой на одну угловую площадку.Я аккуратно поместил чип с помощью пинцета. И я убедился, что все штифты правильно размещены на своих колодках.

Затем, удерживая чип на месте с помощью пинцета, я поместил кончик паяльника на штырь и площадку в углу, куда я уже добавил припой, заставив припой расплавиться.

Я снял наконечник и дал припою остыть на секунду. Чип был на месте. Теперь все, что мне нужно было сделать, это нанести немного припоя на каждый из контактов, чтобы они прилипли к контактным площадкам на плате.

Это был неуклюжий процесс с толстым наконечником моего паяльника. Но, сохраняя хладнокровие и проявляя терпение, я смог припаять все контакты к их контактным площадкам. Нам нужно только немного припаять каждый вывод.

Как видно из рисунка выше, паять паяльником с большим наконечником было немного неаккуратно. Но это не имеет значения – пока оно работает.

Пайка других компонентов

После того, как мне удалось припаять микросхему, остальные компоненты оказались несложными.Возможно, мне не удалось их идеально выровнять, но и это было не так уж плохо.

Тестирование цепи

Чип ATmega32U2 поставляется с предварительно запрограммированным загрузчиком, который должен отображать его как USB-устройство при подключении к компьютеру.

После того, как все было припаяно, СЛЕДУЕТ внимательно осмотреть паяные соединения с помощью USB-микроскопа или чего-то подобного. Это разумно, потому что если произойдет короткое замыкание, вызванное крошечной каплей припоя, мы можем повредить нашу схему.

Но у меня поблизости не было такого, и я был очень взволнован, увидев, работает ли он. В этой ситуации я как ребенок, который ждет, чтобы открыть свои рождественские подарки. Я не всегда могу заставить себя делать то, что нужно делать разумно. Я слишком взволнован, чтобы увидеть, работает ли это. Вместо этого я просто очень внимательно посмотрел на контакты USB, чтобы убедиться, что они хотя бы правильно припаяны.

Я воткнул его в свой USB-порт и…

… ничего не произошло.

Я был немного разочарован на короткую секунду.Пока я не понял, что ничего не должно было случиться. У меня был только один светодиод на схеме, и он был подключен к выводу ввода-вывода.

Итак, мне нужно было проверить, отображается ли оно как USB-устройство на моем компьютере.

Так оно и было! Wohooooo !!

Программирование схемы микроконтроллера

Теперь, когда я знал, что USB-часть работает, пришло время запрограммировать схему с помощью некоторого кода.

Я уже писал о программировании микроконтроллеров.

Нам нужно:

  1. Создать программный код
  2. Компилировать код в машинный код
  3. Загрузить код на нашу плату

Программный код

Чтобы сделать простой тест, я создал код мигания светодиода.Он не делает ничего, кроме мигания светодиода на плате.

Вот код, который я использовал:

 #define F_CPU 1000000 // Чип по умолчанию работает на частоте 1 МГц (даже если вы используете кристалл 8 МГц)

#include 
#include 

int main (пусто)
{
    DDRC = (1 << PC7); // Устанавливает направление вывода PC7
    PORTC = (1 << PC7); // Устанавливает PC7 на высокий уровень

    в то время как (1)
    {
        _delay_ms (500); // Ждем 500 миллисекунд
        ПОРТК & = ~ (1 << PC7); // Выключаем светодиод

_delay_ms (500); // Ждем 500 миллисекунд
PORTC | = (1 << PC7); // Включаем светодиод
    }

    возврат 0;
} 

Составьте программу

Я сохранил код в файле под названием blink-led.с . Затем я использовал инструмент под названием avr-gcc для компиляции кода.

Поскольку я использую Linux-машину с Ubuntu, это очень просто сделать (для Windows проверьте Win-AVR). Сначала установите приложение, открыв окно терминала и набрав:

sudo apt-get install avr-gcc

Затем вы можете скомпилировать, введя эти две команды:

avr-gcc -mmcu = atmega32u2 -Os blink-led.c -o blink-led.out

avr-objcopy -j.текст -j .data -O ihex blink-led.out blink-led.hex

Теперь у нас есть файл blink-led.hex, который мы можем загрузить в микроконтроллер.

Более подробную информацию о командах можно найти здесь.

Загрузить программу на плату

Для загрузки программы на плату использовал dfu-programmer. Сначала установите его:

sudo apt-get install dfu-programmer

Сначала нам нужно стереть старую память (учтите, что это важно - даже если ваша флеш-память пуста):

sudo dfu-programmer atmega32u2 erase –force

Затем прошиваем микроконтроллер нашей программой:

sudo dfu-programmer atmega32u2 мигает светодиодом.шестнадцатеричный

Мне нужно было отключить его от USB, а затем снова подключить…

И это сработало!

Следующие шаги…

Я немного поиграю со схемой, а затем, вероятно, опубликую несколько забавных проектов, которые вы сможете реализовать с ее помощью.

А пока я призываю вас прочитать все части учебника, чтобы получить полное представление:

Теперь, после прочтения всего руководства - с чем вы боретесь? Оставьте свои вопросы и комментарии ниже.

Бонус: Загрузите это руководство из 5 частей в формате PDF, которое шаг за шагом покажет вам, как сделать плату микроконтроллера, которую вы можете построить дома, используя стандартные инструменты для хобби.

Контроллер паяльной станции DIY

- блог MarcelMG - электроника, инженерия и многое другое

Давно я хотел побаловать себя новой паяльной станцией, и недавно я узнал об активных жалах Weller RT, которые отлично подходят для создания паяльной станции. Вся станция от Веллера стоит очень дорого, но чаевые стоят всего около 25 €.Они активны, то есть содержат нагревательный элемент, а также датчик температуры термопары. Меня вдохновили несколько похожих проектов в сети, таких как этот, этот или этот.

Конструкция остается простой, с поворотным энкодером с внутренней кнопкой для установки температуры и 4-значным 7-сегментным светодиодным дисплеем. Я хотел использовать в основном те детали, которые у меня уже были в корзине с запчастями, в том числе красивый алюминиевый корпус от старого внешнего жесткого диска. Пользовательский интерфейс предельно прост.При повороте ручки устанавливается заданная температура. При повороте ручки на дисплее на короткое время отображается заданная температура, а затем снова отображается текущая (фактическая) температура. Когда кнопка удерживается нажатой> 3 с, текущая заданная температура сохраняется как значение по умолчанию в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера. Эта температура по умолчанию загружается при запуске. Когда ручка утюга помещается в подставку, утюг переходит в режим ожидания и снижает температуру до 100 ° C.Это снижает износ наконечника и не представляет проблемы, поскольку наконечник нагревается чрезвычайно быстро из-за внутреннего нагревателя и небольшой тепловой массы. Первоначально я планировал использовать датчик Холла для обнаружения ручки на подставке, но я выбрал более простое решение, подключив входной вывод микроконтроллера с внутренним подтягивающим резистором к подставке. Поскольку металлическая часть железного наконечника заземлена, он устанавливает штифт в низкое положение и, таким образом, позволяет обнаруживать утюг в подставке.

Используемый микроконтроллер - Microchip ATTiny24A.Программа написана на C с avr-gcc , avr-libc и AtmelStudio IDE. Программный код едва умещается в небольшой флэш-памяти (2 КБ), поэтому вариант, такой как ATtiny44 (4 КБ) или 88 (8 КБ), может быть более подходящим, если вы хотите воспроизвести этот проект и добавить некоторые функции. Дисплей представляет собой 4-значный 7-сегментный светодиодный дисплейный модуль TM1637, который можно дешево найти на ebay и т. Д. Одним из больших преимуществ этих модулей является то, что им требуется всего 2 контакта GPIO для связи с дисплеем с использованием интерфейса I²C-ish. .Используемый поворотный энкодер имеет внутреннюю кнопку, та, которую я использовал, взята из старого радио. Блок питания также восстановлен от старого ноутбука, он выдает 12 В постоянного тока при токе около 3,6 А. Насадки Weller RT рассчитаны на макс. Мощность 44 Вт, поэтому требуется довольно мощный блок питания. В насадках Weller RT используется стандартный 3,5-миллиметровый стереофонический аудиоразъем со следующей распиновкой:

  • наконечник = нагревательный элемент
  • среднее кольцо = датчик термопары
  • втулка (заднее кольцо) = GND

Сигнал термопары усиливается операционным усилителем типа Rail-to-Rail с низким входным напряжением смещения (!) И подается на внутренний АЦП микроконтроллера.В микроконтроллере используется внутреннее опорное напряжение с шириной запрещенной зоны 1,1 В. Два RC-фильтра нижних частот в сигнальном тракте удаляют шум в сигнале. Важно измерять напряжение датчика термопары только при выключенном нагревательном элементе, иначе будут получены ошибочные показания. Для этого нагреватель управляется с помощью ШИМ, выровненного по центру (также известного как фазовая коррекция). В середине низкого цикла ШИМ прерывание запускает аналого-цифровое преобразование. Рабочий цикл ШИМ вычисляется с помощью П-регулятора для управления температурой.Нагревательный элемент переключается с помощью силового транзистора p-MOSFET. Чтобы управлять затвором с напряжением 12 В от уровня 5 В микроконтроллера, используется еще один небольшой nMOSFET. Печатная плата для дизайна была разработана и изготовлена ​​в AISLER. Программирование микроконтроллера осуществляется через 6-контактный разъем ISP с программатором.

Это схема подключения (распиновка) печатной платы:

Для железной ручки я использовал стандартный стереофонический аудиоразъем, который подключается к наконечнику, и напечатал для него трубчатую ручку.Лицевая панель корпуса также напечатана на 3D-принтере.

Как всегда, проект с открытым исходным кодом и доступен здесь.

Stripboard - обзор | Темы ScienceDirect

Ключевые практические моменты при пайке

До сих пор мы только рассмотрели теоретические аспекты пайки и пайки. Мы ни разу не рассмотрели, как на самом деле использовать припой для создания паяного соединения - мы просто рассмотрели теорию, лежащую в основе практики. Но эта книга не только о теории электроники, но и о практических аспектах.Теперь, впервые в этой главе, мы собираемся рассмотреть, как именно паять, очень практичным способом - другими словами, мы собираемся следовать пошаговой процедуре пайки, чтобы вы, читатель, может попытаться паять, как мы следуем книге. Мы также рассмотрим необходимые инструменты, а также компоненты и детали, с которыми вы можете столкнуться при пайке собственного проекта. Хорошо, достаточно сказано, давайте взглянем на последнюю небольшую часть теории, а затем приступим.

Весь процесс пайки в электронике зависит от шести важных аспектов, которые теперь резюмируются.При пайке:

Подсказка

Хорошо, вот и все! У нас была вся теория пайки, но теперь мы рассмотрим практическую сторону пайки. Ключ к этому отныне в ваших руках - ПРАКТИКА, ПРАКТИКА, ПРАКТИКА. Чем больше вы делаете, тем лучше у вас получается. Когда вы начнете, ваши паяные соединения будут повреждены или пропущены. Но по мере практики они улучшатся. Это обещание!

Обратите внимание

На Фото 12.20 вы увидите, что используется настоящая печатная плата. Это, как мы уже видели, тонкая изолирующая плита с медным рисунком или дорожкой на поверхности.Такие печатные платы доступны в виде комплектов с компонентами от поставщиков электроники или, если вы создаете проект из журнала по электронике, могут быть доступны у издателя журнала. Более опытный энтузиаст может также захотеть изготовить свою собственную печатную плату. Но такая печатная плата нужна не всегда. Иногда, особенно если проект довольно простой, можно использовать другой тип печатной платы : , где дорожка не является специфической для схемы, а представляет собой простую матрицу медных дорожек, идущих параллельно по поверхности платы, с регулярно расположенными отверстиями (обычно 0.Расстояния 1 дюйм). Этот тип печатной платы (фото 12.21) обычно известен как картон, и его можно купить в нескольких размерах. На фото 12.22 показана чистка такого ленточного картона.

Фото 12.20. Очистка медной дорожки печатной платы с помощью абразивного карандаша из стекловолокна - просто потрите карандашом дорожку, особенно по контактным площадкам компонентов, чтобы очистить ее. Перед тем, как приступить к пайке, смахните щеткой остатки стекловолокна.

Фото 12.21. Стрипборд.Обратите внимание на параллельные дорожки из меди и равные промежутки между отверстиями (всего 380 на этом маленьком куске картона). Такая печатная плата позволяет быстро впаивать компоненты в схему, хотя, возможно, не так аккуратно, как специально разработанная традиционная печатная плата.

Фото 12.22. Очистка параллельных дорожек на печатной плате с помощью абразивного скребка.

1.

Очистите все детали - медную дорожку печатной платы, выводы компонентов, наконечник паяльника - перед пайкой.

2.

Сделайте надежное механическое соединение - перед пайкой.

3.

Достаточно нагрейте стык - перед нанесением припоя.

4.

Нанесите припой, удерживая паяльник на стыке, пока припой плавится.

5.

Снимите паяльник и дайте припою затвердеть - перед тем, как брать или перемещать соединение.

6.

Обрежьте лишний вывод компонента из стыка, как только стык затвердеет и остынет в достаточной степени, чтобы можно было манипулировать им.

Совет

По крайней мере, для практики, даже если вы не собираетесь использовать ее снова, печатная плата на картоне - дешевая и идеальная плата для ускорения пайки. Даже небольшая плата размером в несколько сантиметров даст вам несколько десятков, если не сотен отверстий, в которые можно припаять выводы компонентов. Вы можете продолжать практиковаться, пока ваша пайка не станет на высшем уровне, и вы не потратите на это целое состояние.

Давайте теперь подробно рассмотрим эти шесть аспектов и получим некоторый практический опыт пайки.

Очистка всех деталей

Мы уже знаем, что флюс используется автоматически при пайке порошковым припоем, чтобы помочь очистить поверхности стыков в процессе пайки. Однако флюс может удалить только определенное количество оксида, жира или грязи. Лучше всего увеличить ваши шансы на создание хорошего паяного соединения, предварительно очистив стыковые поверхности вручную. Используйте абразивный карандаш из стекловолокна (как показано на Фото 12.20) или абразивный скребок (см. Фото 12.22 и 12.23), протирая ими медную дорожку и выводы компонентов, чтобы минимизировать грязь и жир.

Фото 12.23. Перед пайкой используйте абразивный чистящий блок, чтобы убедиться, что выводы компонента чистые.

Необходимо очищать не только медную дорожку печатной платы, но и компоненты, которые должны быть припаяны на место, также должны быть чистыми. Самый простой способ убедиться в этом - использовать абразивный карандаш из стекловолокна или абразивный блок для очистки выводов компонентов, как показано на Фото 12.23.

Жизненно важно, чтобы наконечник насадки паяльника был чистым, и лучший способ сделать это - залудить.Лужение - это процесс, при котором свежий припой регулярно расплавляется на нагретую коронку, так что бит остается покрытой свежим припоем. Следует использовать припой с флюсовой сердцевиной, как и при пайке самого соединения, поскольку флюс внутри сердечников одновременно очищает коронку.

Процесс состоит из двух этапов: сначала удалите старый излишек припоя с наконечника паяльника, затем залудите бит, нанеся свежий припой. На фото 12.24 показана влажная губка, которой протирают насадку паяльника. Альтернатива, показанная ранее на Фото 12.19, но снова включенный сюда для полноты, показан на Фото 12.25, где используется блок очистки и лужения насадки для поддержания чистоты наконечника паяльника непосредственно перед его лужением.

Фото 12.24. Очистка жала паяльника влажной губкой. Просто протрите кончик губкой.

Фото 12.25. Используя блок для очистки и лужения жала, чтобы почистить жало паяльника - просто протрите жало по блоку.

Подсказка

Если вы купили себе новый паяльник и собираетесь покрыть его лужением, вы обнаружите, что, когда вы впервые подключаете паяльник к розетке, чтобы включить его, будет образовываться дым и выходить из наконечника бита - это потому, что бит покрыт консистентной смазкой, чтобы предотвратить его окисление.Это полезно, но также означает, что по мере того, как сверло нагревается и выгорает смазка, очень быстро образуется оксид, что делает его непригодным для использования. Чтобы предотвратить это, залуживайте наконечник биты, как показано на Фото 12.26, сразу по мере его нагрева.

Фото 12.26. Лужение жала паяльника. После очистки наконечника насадки паяльника, как показано на Фото 12.24 или Фото 12.25, быстро залудите его, используя небольшое количество обычного припоя с флюсовой сердцевиной. Наконечник будет блестеть, если его правильно залудить.

Сразу после удаления старого излишка припоя нанесите свежий припой на наконечник насадки паяльника, как показано на Фото 12.26. Небольшое количество припоя - это все, что нужно, чтобы наконечник оставался в ошибочном… - состоянии наконечника.

Создание надежного соединения

Компоненты не должны двигаться во время пайки соединения, в противном случае соединение может выйти из строя. Как правило, перед пайкой лучше закрепить компоненты механическим способом. С компонентами с осевыми или радиальными выводами, такими как резисторы и конденсаторы, самый простой способ сделать это - слегка согнуть выводы после вставки в печатную плату, как показано на рисунке 12.9. В качестве ориентира, угол изгиба не должен (и не должен быть) больше, чем несколько градусов - изгибайте выводы только настолько, насколько это необходимо, чтобы удерживать компонент на месте.

Рисунок 12.9. Вставив компонент в печатную плату, слегка согните его выводы, чтобы удерживать его на месте, готовым к пайке.

Подсказка

Возьмите за привычку лужить наконечник насадки паяльника каждые несколько минут, пока он включен, чтобы поддерживать его в оптимальном состоянии и готов к пайке соединений.И наоборот, если вы не собираетесь использовать паяльник какое-то время, выключите его - так вам не придется лужить его, даже когда он не используется, и он останется в лучшем состоянии, готовым к следующему раз вам это нужно.

Нагрейте соединение

Для успешной пайки все металлы, образующие паяное соединение, должны быть предварительно нагреты. Предварительный нагрев выполняется легко - приложите наконечник паяльника к стыку, касаясь как медной дорожки, так и вывода компонента, как показано на Фото 12.27. Время предварительного нагрева стыка зависит от размера нагреваемого металла и мощности паяльника, но обычно это не более нескольких секунд - скажем, от 2 до 8 секунд. Вы научитесь определять время предварительного нагрева, необходимое для суставов, с практикой, но в любом случае это обычно не так важно.

Фото 12.27. Предварительный нагрев паяемого стыка - приложите наконечник паяльника к металлическим поверхностям стыка.

Обратите внимание

Если вы вставляете более одного компонента в печатную плату перед пайкой и сгибаете их выводы наружу, чтобы они не выпали, будьте осторожны, чтобы при пайке их стыков припой не перекрывал их. , как показано на рисунке 12.10. Когда припаяны такие угловые выводы, соединение содержит гораздо больше припоя, чем вывод, перпендикулярный печатной плате.

Рисунок 12.10. Как припой может легко соединяться между соединениями, если для удержания компонентов на месте перед пайкой используются угловые выводы компонентов - будьте осторожны при использовании этого метода, чтобы предотвратить такие короткие замыкания.

Следует учитывать следующие факторы:

Если вы не нагреете соединение в достаточной степени, расплавленный припой остынет слишком быстро, и вы рискуете получить дефектное соединение.

Если вы слишком сильно нагреете соединение, вы можете повредить компонент и даже можете вызвать отрыв медной дорожки от печатной платы.

Обратите внимание

Новички в пайке иногда упускают суть сказанного и - ошибочно - нагревают только одну часть соединения (скажем, вывод компонента, проталкивающий печатную плату). Конечно, когда затем будет нанесен припой, припой расплавится, но он расплавится как капля, которая не будет должным образом течь на оставшуюся часть соединения (то есть на медную дорожку).Это может выглядеть как довольно удачное соединение, но поскольку часть соединения относительно холодная, когда расплавленный припой течет по ней, соединение будет слабым, неполным или ненадежным. Перед нанесением припоя убедитесь, что наконечник паяльника касается всех частей соединения, чтобы он нагрелся до достаточной температуры.

Нанесите припой

Установив наконечник насадки паяльника на место, нанесите конец припоя с флюсовой сердцевиной на стык, касаясь им стыка и наконечника насадки паяльника.Если все в порядке, т. Е. Соединение достаточно горячее, припой расплавится и растечется по стыку. На фото 12.28 показан этот этап.

Фото 12.28. Припой плавится и течет по предварительно нагретому стыку.

Принять к сведению

Некоторые новички в пайке расплавляют большое количество припоя на наконечнике насадки паяльника, затем прикладывают наконечник насадки паяльника к месту соединения, которое они хотят сделать - это эквивалент пайки нанесения клея на шпатель с последующим протиранием. шпатель на что-нибудь, чтобы намазать клей.

НЕ ПРИ КАКИХ-ЛИБО ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ ЭТОГО НЕ ДЕЛАЙТЕ.

Хотя этот процесс может хорошо работать для клея, он определенно не работает для припоя. Пайка эффективна только тогда, когда соединение предварительно нагрето и свежий флюс наносится одновременно с припоем. Если вы нанесете припой на наконечник бита паяльника, флюс выгорит перед нанесением его на части соединения, и соединение в любом случае будет слишком холодным, вызывая только плохие паяные соединения.

Мораль: паяйте соединения только описанным ранее способом!

На заметку

Хорошее паяное соединение имеет вогнутый и блестящий вид.Если соединение недостаточно нагрето или если вы переместите соединение и повредите его, вы, вероятно, заметите, что он не вогнутый или имеет тусклый серый цвет. Не волнуйтесь - просто устраните неисправность, снова нагрея соединение и, возможно, применив немного больше припоя, чтобы его флюс мог очистить соединение, пока припой не потечет должным образом.

Снимите паяльник

После того, как припой растекся по стыку (не раньше), быстро удалите паяльник. Не перемещайте печатную плату и не перемещайте компонент или его выводы, пока припой не затвердеет.Если вы переместите что-либо до того, как припой затвердеет, соединение может быть повреждено.

Обрезка лишних выводов компонентов

Если выводы компонентов были оставлены как есть, а в печатную плату было вставлено больше, чем пара компонентов, вы подвергаетесь неминуемому риску соприкосновения выводов компонентов, что приводит к возникновению короткого замыкания. Чтобы этого не произошло, необходимо обрезать все лишние выводы компонентов непосредственно над стыком. Фото 12.29 показывает это.

Фото 12.29. Обрезка лишнего компонента выводит рядом с паяным соединением, чтобы предотвратить короткое замыкание.

После того, как все стыки на печатной плате будут припаяны и лишние выводы обрезаны, самое время визуально проверить все стыки, чтобы убедиться, что они выглядят «хорошо» или «плохо», и отремонтировать все подозрительные. Также проверьте всю дорожку из медной фольги, чтобы убедиться, что между дорожками или стыками компонентов не образовались перемычки припоя. Если вы обнаружите какие-либо перемычки из припоя, используйте инструменты для удаления припоя - присоску для припоя или оплетку для удаления припоя (см. Ниже) - чтобы удалить излишки припоя и припаяйте все соединения, которые в этом нуждаются.

Паяльная станция на Atmega8 | Форум по электронике

Вся идея была взята из Cyfrowa stacja lutownicza
Самое важное в паяльных станциях - это то, что они должны иметь контролируемую температуру и питаться от 24V, а не 230V. Станция этого проекта имеет следующие преимущества:

  • может управляться микроконтроллером
  • Обнаружение нулевой фазы
  • низкая стоимость
Программа написана на Bascom.Рука такая же, как у паяльной станции SL 10/20/30. Тип термопары должен быть K. Для измерения напряжения микроконтроллер использует встроенный 10-битный преобразователь переменного тока. Напряжение, подключенное к преобразователю A / C, предварительно усиливается в 100 раз операционным усилителем, чтобы можно было достичь максимального разрешения преобразователя. В качестве показателя температуры термопары использовалось выходное напряжение, измеренное умножителем переменного тока. Детектор нулевой фазы предохраняет паяльную станцию ​​от быстрого увеличения тока при падении температуры ниже установленной.
Когда станция запускается в первый раз, важно не забыть нажать кнопки ВВЕРХ и ВНИЗ одновременно, чтобы установить 250 градусов Цельсия. После этого доступна работа с паяльной станцией. Для установки температуры есть три кнопки: ВВЕРХ, ВНИЗ и СОН (для режима задержки после нажатия этой кнопки установленная температура изменяется на 130 градусов Цельсия; после следующего нажатия температура возвращается к первым настройкам). Работу паяльной станции можно останавливать каждую минуту.После повторного включения он возвращается к предыдущим настройкам. Текущая температура отображается все время и температура, установленная во время работы. В режиме задержки отображается только текущая температура и слово SLEEP.
Пластина изготовлена ​​термотрансферным методом. Дисплей позволяет просматривать метки 2x16. Также есть охлаждающий вентилятор 12 В, подключенный к 5 В, поэтому он может работать тише и медленнее. Нет элементов, которые сильно нагреваются. Все умещается в корпусе ПК.Панель была спроектирована в Corel, напечатана и покрыта слоем оргстекла.
Станция построена на базе Atmega8. Шаг регулировки температуры составляет 10 градусов Цельсия. На нем есть кнопка для временной остановки нагревателя паяльника. Розетка, ЖК-дисплей и кнопки расположены на передней панели.


И новая редакция станции:

Ссылка на оригинальную ветку с некоторыми вложениями - Stacja lutownicza na Atmega8

Комплект портативного паяльника Kickstarter DIY за $ 45

Портативные паяльники

в последнее время становятся популярными среди любителей, особенно после выпуска портативного паяльника TS100 .Хотя можно просто купить портативный паяльник из множества доступных вариантов, любители и любители DIY всегда с удовольствием сделают свой собственный дома. Помня об этом, youtuber ElectroNoobs недавно запустил кампанию на Kickstarter для портативного паяльника DIY. Этот набор за 45 долларов (базовый комплект) будет содержать все, что вам нужно для изготовления портативного паяльника, кроме липо-батареи, которую вам придется купить самостоятельно.

Комплект портативного паяльника «сделай сам»

, финансируемый за счет краудфандинга. Этот портативный паяльник «сделай сам» обладает всеми основными характеристиками, присущими качественному коммерческому паяльнику.Он оснащен экраном OLED с разрешением 128 * 32 для отображения параметров конфигурации и температуры. Две кнопки установлены на обеих сторонах печатной платы для взаимодействия с пользователем. При запуске одна кнопка используется для установки параметров конфигурации, а другая - для запуска нагрева. После начала нагрева эти кнопки используются для повышения и понижения температуры. Нажатие обеих кнопок одновременно переводит паяльник в спящий режим и экономит электроэнергию.

Температуру можно установить от 250 ° C до 480 ° C.Вы также можете настроить время сна от ВЫКЛ. До 10 минут и предварительно установленную температуру, которая является температурой, которой достигает утюг при включении. Утюг автоматически переходит в спящий режим после определенного времени бездействия и автоматически выходит из спящего режима, когда утюг перемещается из-за встроенного датчика вибрации.

Температура измеряется с помощью OPAMP, подключенного к термопаре паяльного жала T12 . Затем микроконтроллер измеряет напряжение с OPAMP с помощью своего АЦП.Чтобы поддерживать заданную температуру наконечника утюга, на микроконтроллере выполняется цикл PID (Вычисление интегрирования пропорции). ПИД-регулятор - это надежный и очень популярный механизм обратной связи контура управления . Это создаст сигнал PWM, и этот сигнал управляет p-MOSFET для управления током через нагревательный элемент.

Паяльник для самостоятельной сборки бывает трех типов: Basic Kit, Full Kit, и Premium Kit . Ниже приведены подробные сведения о каждом комплекте.

Базовый комплект (45 долларов США):

  • 1 плата паяльника
  • 1 микросхема ATMEGA328p-AU
  • Паяльное жало T12, 1 шт.
  • 1 чехол для 3D-печати
  • 1 x все мелкие компоненты: резистор, крышка, МОП-транзистор, дисплей, разъемы

Полный комплект (55 долларов США):

  • 1 плата паяльника
  • 1 микросхема ATMEGA328p-AU
  • Паяльное жало T12, 1 шт.
  • 1 чехол для 3D-печати
  • 1 x LiPo кабель питания к разъему постоянного тока
  • 1 программатор FTDI
  • 1 x все мелкие компоненты: резистор, крышка, МОП-транзистор, дисплей, разъемы

Premium Kit (60 долларов США):

  • 2 платы паяльника
  • 2 микросхемы ATMEGA328p-AU
  • Паяльное жало T12, 1 шт.
  • 1 чехол для 3D-печати
  • 1 программатор FTDI
  • 1 x LiPo кабель питания к разъему постоянного тока
  • 1 x все мелкие компоненты: резистор, крышка, МОП-транзистор, дисплей, разъемы

Сторонники этой кампании также получат ZIP-файл с печатной платой GERBERS, полный список деталей со ссылками на покупку для каждого компонента, полное руководство и код для паяльника.Кроме того, скоро появятся видеоинструкции, чтобы можно было легко сделать утюг.

Эта кампания на Kickstarter поможет вам узнать много нового, например, схему и дизайн печатной платы, производство, пайку SMD и сквозных компонентов, запись загрузчика, кодирование Arduino, контур управления PID и т. Д. Но единственным недостатком является его Стоимость. Потратив на 5 долларов больше, вы можете получить TS100 с открытым исходным кодом, который намного лучше и уже зарекомендовал себя. Итак, давайте уделим время этой кампании, которая больше сосредоточена на аспекте обучения, и посмотрим, станет ли она успешной.

Печь для оплавления припоя для бедняков

В мире магии был Гудини, который первым изобрел трюки, которые используются до сих пор. А сжатие данных есть у Якоба Зива.

В 1977 году Зив, работая с Абрахамом Лемпелем, опубликовал эквивалент книги Houdini on Magic : статья в IEEE Transactions по теории информации под названием «Универсальный алгоритм последовательного сжатия данных». Алгоритм, описанный в статье, стал называться LZ77 - от имен авторов в алфавитном порядке, и год.LZ77 не был первым алгоритмом сжатия без потерь, но он был первым, который мог творить чудеса за один шаг.

В следующем году два исследователя выпустили уточнение, LZ78. Этот алгоритм стал основой для программы сжатия Unix, используемой в начале 80-х; WinZip и Gzip, появившиеся в начале 90-х; и форматы изображений GIF и TIFF. Без этих алгоритмов мы, скорее всего, отправили бы по почте большие файлы данных на дисках вместо того, чтобы отправлять их через Интернет одним щелчком мыши, покупать нашу музыку на компакт-дисках вместо потоковой передачи и просматривать каналы Facebook, в которых нет движущихся анимированных изображений.

Зив продолжал сотрудничать с другими исследователями по другим инновациям в области сжатия. Именно его полная работа, охватывающая более полувека, принесла ему Почетная медаль IEEE 2021 «За фундаментальный вклад в теорию информации и технологию сжатия данных, а также за выдающееся лидерство в исследованиях».

Зив родился в 1931 году в семье русских иммигрантов в Тверии, городе, который тогда находился в управляемой британцами Палестине, а теперь является частью Израиля. Электричество и гаджеты - и многое другое - очаровывали его в детстве.Например, играя на скрипке, он придумал схему, как превратить свой пюпитр в лампу. Он также попытался собрать передатчик Маркони из металлических частей фортепиано. Когда он подключил хитроумное устройство, весь дом потемнел. Он так и не заставил этот передатчик работать.

Когда в 1948 году началась арабо-израильская война, Зив учился в средней школе. Его призвали в Армию обороны Израиля, и он недолго прослужил на передовой, пока группа матерей не провела организованные акции протеста, требуя отправить самых молодых солдат в другое место.Переназначение Зива привело его в израильские ВВС, где он прошел обучение на радарного техника. Когда война закончилась, он поступил в Технион - Израильский технологический институт, чтобы изучать электротехнику.

После получения степени магистра в 1955 году Зив вернулся в мир обороны, на этот раз присоединившись к Национальной исследовательской лаборатории обороны Израиля (ныне Rafael Advanced Defense Systems) для разработки электронных компонентов для использования в ракетах и ​​других военных системах. Проблема заключалась в том, вспоминает Зив, что никто из инженеров в группе, включая его самого, не имел более базовых знаний в области электроники.Их образование в области электротехники было сосредоточено больше на энергосистемах.

«У нас было около шести человек, и мы должны были учить себя сами, - говорит он. - Мы выбирали книгу, а затем вместе занимались, как религиозные евреи, изучающие еврейскую Библию. Этого было недостаточно».

Целью группы было построить телеметрическую систему с использованием транзисторов вместо электронных ламп. Им нужны были не только знания, но и запчасти. Зив связался с Bell Telephone Laboratories и запросил бесплатный образец ее транзистора; компания отправила 100.

«Это покрыло наши потребности на несколько месяцев, - говорит он. - Я считаю себя первым в Израиле, кто сделал что-то серьезное с транзистором».

В 1959 году Зив был выбран в качестве одного из немногих исследователей из оборонной лаборатории Израиля для обучения за границей. По его словам, эта программа изменила эволюцию науки в Израиле. Его организаторы не направляли отобранных молодых инженеров и ученых в определенные области. Вместо этого они позволяют им получить любую аспирантуру в любой западной стране.

«В то время для того, чтобы запустить компьютерную программу, нужно было использовать перфокарты, и я их ненавидел. Вот почему я не стал заниматься настоящей информатикой ».

Зив планировал продолжить работу в сфере связи, но его больше не интересовало только оборудование. Он недавно прочитал Теория информации (Прентис-Холл, 1953), одна из самых ранних книг по этой теме, написанная Стэнфордом Голдманом, и он решил сосредоточить внимание на теории информации. И где еще можно было бы изучать теорию информации, кроме Массачусетского технологического института, где начинал пионер в этой области Клод Шеннон?

Зив прибыл в Кембридж, штат Массачусетс., в 1960 году. Исследование включало метод определения того, как кодировать и декодировать сообщения, отправляемые по зашумленному каналу, минимизируя вероятность и ошибки, в то же время сохраняя простоту декодирования.

«Теория информации прекрасна, - говорит он. - Она говорит вам, что самое лучшее, что вы можете когда-либо достичь, и [она] говорит вам, как приблизиться к результату. наилучший возможный результат ".

Зив противопоставляет эту уверенность неопределенности алгоритма глубокого обучения.Может быть ясно, что алгоритм работает, но никто точно не знает, является ли это наилучшим возможным результатом.

Во время учебы в Массачусетском технологическом институте Зив работал неполный рабочий день в оборонном подрядчике США. Melpar, где он работал над программным обеспечением для исправления ошибок. Он нашел эту работу менее красивой. «В то время для того, чтобы запустить компьютерную программу, нужно было использовать перфокарты, - вспоминает он. - И я их ненавидел. Вот почему я не углублялся в настоящую информатику».

Вернувшись в лабораторию оборонных исследований , проработав два года в США, Зив возглавил Департамент коммуникаций.Затем в 1970 году вместе с несколькими другими сотрудниками он поступил на факультет Техниона.

Там он встретил Авраама Лемпеля. Эти двое обсуждали попытки улучшить сжатие данных без потерь.

Современным уровнем сжатия данных без потерь в то время было кодирование Хаффмана. Этот подход начинается с поиска последовательностей битов в файле данных, а затем их сортировки по частоте, с которой они появляются. Затем кодировщик создает словарь, в котором наиболее распространенные последовательности представлены наименьшим числом битов.Это та же идея, что и в азбуке Морзе: самая частая буква в английском языке, e, представлена ​​одной точкой, в то время как более редкие буквы имеют более сложные комбинации точек и тире.

Кодирование Хаффмана, которое до сих пор используется в формате сжатия MPEG-2 и в формате JPEG без потерь, имеет свои недостатки. Требуется два прохода через файл данных: один для расчета статистических характеристик файла, а второй - для кодирования данных. А хранение словаря вместе с закодированными данными увеличивает размер сжатого файла.

Зив и Лемпель задались вопросом, могут ли они разработать алгоритм сжатия данных без потерь, который работал бы с любыми типами данных, не требовал предварительной обработки и достигал бы наилучшего сжатия для этих данных, цель, определяемая чем-то, известным как энтропия Шеннона. Было неясно, была ли вообще возможна их цель. Они решили выяснить.

Зив говорит, что они с Лемпелем «идеально подходили» для решения этого вопроса: «Я знал все о теории информации и статистике, а Абрахам был хорошо вооружен булевой алгеброй и информатикой."

Эти двое пришли к идее, что алгоритм будет искать уникальные последовательности битов одновременно с сжатием данных, используя указатели для ссылки на ранее обнаруженные последовательности. Этот подход требует только одного прохода через файл, поэтому он быстрее, чем кодирование Хаффмана.

Зив объясняет это следующим образом: «Вы смотрите на входящие биты, чтобы найти самый длинный отрезок битов, для которого было совпадение в прошлом. Предположим, что первый входящий бит равен 1. Теперь, поскольку у вас есть только один бит, вы никогда не видели его в прошлом, поэтому у вас нет другого выбора, кроме как передать его как есть."

«Но тогда вы получите еще один бит», - продолжает он. «Скажите, что это тоже 1. Итак, вы вводите в свой словарь 1-1. Скажем, следующий бит - 0. Итак, в вашем словаре теперь есть 1-1, а также 1-0 ».

Вот где появляется указатель. В следующий раз, когда поток битов включает 1-1 или 1-0, программное обеспечение не передает эти биты. Вместо этого он отправляет указатель на место, где эта последовательность впервые появилась, вместе с длиной совпадающей последовательности. Количество бит, которое вам нужно для этого указателя, очень мало.

«Теория информации прекрасна. Он говорит вам, что самое лучшее, что вы можете когда-либо достичь, и (он) говорит вам, как приблизиться к результату ".

«Это в основном то, что они делали в публикации TV Guide , - говорит Зив. - Они запускали синопсис каждой программы один раз. Если программа появлялась более одного раза, они не переиздали синопсис. Они просто сказали, вернитесь на страницу x ».

Декодирование таким способом еще проще, потому что декодеру не нужно идентифицировать уникальные последовательности.Вместо этого он находит расположение последовательностей, следуя указателям, а затем заменяет каждый указатель копией соответствующей последовательности.

Алгоритм делал все, что намеревались сделать Зив и Лемпель - он доказал, что возможно универсально оптимальное сжатие без потерь без предварительной обработки.

«В то время, когда они опубликовали свою работу, тот факт, что алгоритм был четким и элегантным и легко реализуемым с низкой вычислительной сложностью, был почти несущественным, - говорит Цачи Вайсман, профессор электротехники в Стэнфордском университете, специализирующийся на теории информации.«Это было больше о теоретическом результате».

В конце концов, однако, исследователи осознали практическое значение этого алгоритма, говорит Вайсман. «Сам алгоритм стал действительно полезным, когда наши технологии начали работать с файлами большего размера, превышающими 100 000 или даже миллион символов».

«Их история - это история о силе фундаментальных теоретических исследований, - добавляет Вайсман. - Вы можете получить теоретические результаты о том, что должно быть достижимо, и спустя десятилетия человечество получит выгоду от реализации алгоритмов, основанных на этих результатах."

Зив и Лемпель продолжали работать над технологией, пытаясь приблизиться к энтропии для небольших файлов данных. Эта работа привела к созданию LZ78. Зив говорит, что LZ78 кажется похожим на LZ77, но на самом деле сильно отличается, потому что он предвосхищает следующее. «Допустим, первый бит - 1, поэтому вы вводите в словарь два кода, 1-1 и 1-0, - объясняет он. Вы можете представить эти две последовательности как первые ветви дерева».

«Когда приходит второй бит, - говорит Зив, - если он равен 1, вы отправляете указатель на первый код, 1-1, а если он 0, вы указываете на другой код, 1-0.Затем вы расширяете словарь, добавляя еще две возможности к выбранной ветви дерева. Если вы будете делать это неоднократно, у последовательностей, которые появляются чаще, вырастут более длинные ветви ".

«Оказывается, - говорит он, - это был не только оптимальный [подход], но и настолько простой, что сразу стал полезным».

Джейкоб Зив (слева) и Абрахам Лемпель опубликовали алгоритмы сжатия данных без потерь в 1977 и 1978 годах, оба в IEEE Transactions on Information Theory.Эти методы стали известны как LZ77 и LZ78 и используются до сих пор. Фото: Якоб Зив / Технион

В то время как Зив и Лемпель работали над LZ78, они оба были в творческом отпуске из Техниона и работали в компаниях США. Они знали, что их разработка будет коммерчески полезной, и хотели запатентовать ее.

«Я работал в Bell Labs, - вспоминает Зив, - и поэтому подумал, что патент должен принадлежать им. Но они сказали, что невозможно получить патент, если это не аппаратное обеспечение, и им было не интересно пытаться."(Верховный суд США не открывал дверь для прямой патентной защиты программного обеспечения до 1980-х годов.)

Однако работодатель Lempel, Sperry Rand Corp., был готов попробовать. Он обошел ограничение на патенты на программное обеспечение, создав оборудование, реализующее алгоритм, и запатентовав это устройство. Сперри Рэнд последовал этому первому патенту с версией, адаптированной исследователем Терри Велчем, под названием алгоритм LZW. Наибольшее распространение получил вариант LZW.

Зив сожалеет, что не смог напрямую запатентовать LZ78, но, по его словам, «нам понравилось, что [LZW] был очень популярен.Он сделал нас знаменитыми, и мы также получили удовольствие от исследований, к которым он нас привел ».

Одна из последующих концепций получила название сложности Лемпеля-Зива - меры количества уникальных подстрок, содержащихся в последовательности битов. Чем меньше уникальных подстрок, тем сильнее можно сжать последовательность.

Позднее эта мера стала использоваться для проверки безопасности кодов шифрования; если код действительно случайный, его нельзя сжать. Сложность Лемпеля-Зива также использовалась для анализа электроэнцефалограмм - записей электрической активности в головном мозге - чтобы определить глубину анестезии, диагностировать депрессию и для других целей.Исследователи даже применили его для анализа популярных текстов песен, чтобы определить тенденции повторяемости.

За свою карьеру Зив опубликовал около 100 рецензируемых статей. Хотя работы 1977 и 1978 годов являются самыми известными, у теоретиков информации, пришедших после Зива, есть свои фавориты.

Для Шломо Шамаи, выдающегося профессора Техниона, статья 1976 года представила алгоритм Виннера-Зива, способ охарактеризовать пределы использования дополнительной информации, доступной декодеру, но не кодеру.Эта проблема возникает, например, в видеоприложениях, которые используют тот факт, что декодер уже расшифровал предыдущий кадр, и, таким образом, его можно использовать в качестве дополнительной информации для кодирования следующего.

Для Винсента Пура, профессора электротехники в Принстонском университете, это статья 1969 года, в которой описывается граница Зива-Закая, способ узнать, получает ли сигнальный процессор наиболее точную информацию из данного сигнала.

Зив также вдохновил ряд ведущих экспертов по сжатию данных на занятиях, которые он преподавал в Технионе до 1985 года.Вайсман, бывший студент, говорит, что Зив «глубоко увлечен математической красотой сжатия как способа количественной оценки информации. Получение у него курса в 1999 году сыграло большую роль в том, что я встал на путь моих собственных исследований ".

Не только он был так вдохновлен. «Я взял у Зива уроки теории информации в 1979 году, в начале учебы в магистратуре, - говорит Шамай. - Прошло более 40 лет, а я до сих пор помню этот курс. Это заставило меня задуматься над этими проблемами. проводить исследования и получать докторскую степень.Д. "

В последние годы глаукома лишила Зива большей части зрения. Он говорит, что статья, опубликованная в журнале IEEE Transactions on Information Theory в январе этого года, является его последней. Ему 89 лет.

«Я начал писать статью два с половиной года назад, когда у меня еще было достаточно зрения, чтобы пользоваться компьютером, - говорит он. - В конце концов, Юваль Кассуто, младший преподаватель Техниона, завершил проект». В документе обсуждаются ситуации, в которых большие информационные файлы необходимо быстро передавать в удаленные базы данных.

Как объясняет Зив, такая потребность может возникнуть, когда врач хочет сравнить образец ДНК пациента с прошлыми образцами от того же пациента, чтобы определить, была ли мутация, или с библиотекой ДНК, чтобы определить, есть ли у пациента генетическое заболевание. Или исследователь, изучающий новый вирус, может захотеть сравнить его последовательность ДНК с базой данных ДНК известных вирусов.

«Проблема в том, что объем информации в образце ДНК огромен, - говорит Зив, - слишком много для того, чтобы сегодня его можно было послать по сети в считанные часы или даже, иногда, дни.Если вы, скажем, пытаетесь идентифицировать вирусы, которые очень быстро меняются во времени, это может занять слишком много времени ».

Подход, который описывают он и Кассуто, включает использование известных последовательностей, которые обычно появляются в базе данных, чтобы помочь сжимать новые данные, без предварительной проверки конкретного совпадения между новыми данными и известными последовательностями.

«Я действительно надеюсь, что это исследование может быть использовано в будущем», - говорит Зив. Если в его послужном списке есть какие-либо признаки, Кассуто-Зив - или, возможно, CZ21 - дополнит его наследие.

Эта статья появится в майском выпуске 2021 года под названием «Conjurer of Compression».

Как проверить работоспособность паяльной станции HAKKO

админ админ

Если вы когда-либо использовали паяльник, вы понимаете, как важно поддерживать работоспособность устройства в соответствии с заводскими спецификациями.

Мы в Hakko понимаем потребности наших клиентов и подготовили этот пост, чтобы лучше понять, как проверить работу паяльника.

Если вы сомневаетесь в правильности своей паяльной станции, советуем продолжить чтение.

Зачем проверять работоспособность паяльной станции?

Любая паяльная станция может быть проверена на соответствие установленным спецификациям или текущим рекомендациям IPC J-STD-001.Рекомендуется периодически проверять, что паяльник работает в соответствии со спецификациями и соответствует или превышает любые установленные допуски по температурной стабильности и точности.

Проверка может потребоваться при обнаружении расхождения между показываемой на дисплее «эталонной» температурой и фактической измеряемой температурой, или каждый раз, когда вы меняете паяльное жало, нагреватель или паяльный наконечник.

Как проверить работоспособность паяльной станции?

Здесь, , мы объясним, как проверить работоспособность вашей паяльной станции.

Что означает калибровка моей паяльной станции и почему мы это делаем?

Давайте сначала разберемся, что означает термин «калибровка».

Калибровка с помощью паяльных станций - это процесс сертификации, который обычно выполняется, чтобы гарантировать, что фактическая температура, измеренная на паяльном жале, находится в пределах определенного допуска установленной температуры или «эталонной» температуры продукта. Это также проверка того, что потенциал "наконечник-земля" и сопротивление "наконечник-земля" находятся в определенных пределах.

Большинство высококачественных паяльников производятся таким образом, что отклонения от регулирования температуры с обратной связью и дрейф во времени в точности системы относительно малы. После установки на заводе точность измерения температуры паяльника очень хорошая, даже в тех случаях, когда жало заменено жало другой формы.

В то время как изменение формы наконечника оказывает небольшое влияние на точность измерения температуры наконечника, смена источника нагрева (нагревательный элемент или картридж) может иметь более значительное влияние.Вот где важен процесс калибровки.

Если вы чувствуете, что производительность вашей паяльной станции не совсем соответствует норме, мы рекомендуем выполнить калибровку на вашем устройстве и внести все необходимые корректировки. Помните, что вы должны делать то же самое всякий раз, когда заменяете нагревательный элемент, наконечник или насадки.

Как часто нужно калибровать паяльную станцию?

При мысли о паяльниках и станциях возникает вопрос, как часто нужно их калибровать?

Hakko не устанавливает частоту этой проверки, поскольку она зависит от вашей культуры управления процессом, а также от прошлых результатов.

Этот процесс сертификации в основном выполняется в соответствии с требованиями клиентов, а не требованиями производителя паяльника.

Некоторые продукты Hakko не требуют калибровки?

В некоторых продуктах используется технология HAKKO Composite Ceramic ™. Программа процессора и схема в этих конкретных системах обеспечивают самокомпенсацию любого предсказуемого дрейфа характеристик компонентов. Самокомпенсация постоянно контролируется микропроцессором.Эта технология также позволяет контролировать свойства нагревательного элемента, конструкцию наконечника и процесс заделки во время производства на уровне точности, который учитывает не только изменения тепловых характеристик наконечника из-за площади поверхности и массы, но и незначительные отклонения в размещение нагревательного элемента.

Из-за конструкции этих продуктов калибровка не требуется, и в большинстве случаев используемый наконечник или сопло достигает своего срока службы до того, как нагреватель покажет какие-либо формы ухудшения качества или выхода из строя.

Приглашаем вас изучить наш сайт и начать покупать качественные товары, на которые можно положиться!

-HakkoUSA

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.