Pengontrol Pajet Hakko 907 – Supply Daya Arduino DIY & Tampilan LED
Komponen dan Perlengkapan
Berikut adalah daftar komponen yang diperlukan untuk membangun pengontrol pajet solotir Hakko 907:
Pajet solotir Hakko 907 – 1 buah
Supply daya 24V – 1 buah
Konverter DC-DC – 1 buah
Arduino Nano R3 – 1 buah
Kontroler matriks LED MAX7219 – 1 buah
Kapasitor 10 µF – 1 buah
Kapasitor 100 nF – 4 buah
Buzzer – 1 buah
Resistor 50k ohm – 1 buah
Resistor 1k ohm – 1 buah
Resistor 100 ohm – 2 buah
Resistor 10k ohm – 1 buah
Resistor 2.21k ohm – 1 buah
Transistor MOSFET IRFZ44N – 1 buah
Rotary Encoder dengan Push-Button – 1 buah
Bar LED dengan 10 LED merah – 1 buah
Indikator LED 7 segmen – 1 buah
Inti ferrit – 1 buah
Dioda 1N5408 – 1 buah
Stopkontak Penerbangan 5-Pin 16mm GX16-5 – 1 buah
Kabel Dupont female to female – 1 buah
Alat dan Mesin yang Diperlukan
Pajet solotir (umum) – 1 buah
Aplikasi dan Layanan Online
Arduino IDE
Tentang Proyek Ini
Disclaimer
Ini adalah rilis kedua dari perangkat lunak pengontrol. Beberapa bug telah diperbaiki, menu baru telah diimplementasikan. Pengontrol ini tidak lagi didukung. Bagi Anda yang akan membangun pengontrol solotir baru dari awal, sangat disarankan untuk membangun versi lain dari pengontrol solotir yang tersedia di sini. Jika Anda telah membangun pengontrol sesuai dengan rilis pertama artikel ini, harap upgrade firmware pengontrol. Prosedur tuning perlu dilakukan sekali lagi setelah upgrade firmware.
Pertama, Ada Sebuah Ide
Saat menelusuri internet untuk mencari proyek menarik, proyek stasiun solotir buatan tangan sangat memikat saya. Proyek ini pada saat yang sama tidak terlalu rumit, sangat terdokumentasi, dan sangat berguna. Saya menggunakan pajet solotir umum tanpa pengontrol dan tidak dapat membayangkan perbedaan antara pajet umum dan pajet ini. Jadi, ide cemerlat untuk membuat pengontrol sendiri untuk mencobanya.
Masalah pertama yang saya hadapi adalah konektor yang terpasang pada pajet solotir. Konektor ini sangat jarang digunakan, saya tidak dapat menemukan soket untuknya, jadi saya menggunakan pasang konektor lain yang cocok dengan karakteristik pajet solotir. Konektor ini adalah stopkontak penerbangan GX16-5, yang disebut dalam daftar komponen di bawah ini. Setelah semua komponen tiba melalui pos, saya dapat membangun pengontrol solotir sendiri.
Fitur utama pengontrol saya adalah:
Metode PID diimplementasikan untuk mempertahankan suhu pajet solotir. Pajet meningkatkan suhu dalam sekitar 30 detik dan mempertahankannya dalam rentang 3 derajat Celsius.
Pengontrol mempertahankan suhu dalam penggunaan yang intens karena algoritma PID sangat sensitif dan dapat secepatnya meningkatkan daya yang disuplai.
Pengontrol mendukung dua mode kerja: mempertahankan suhu dan mempertahankan daya yang disuplai.
Pengontrol mengimplementasikan rotary encoder yang dipercepat. Saat encoder diputar perlahan, pengaturan suhu berubah sebesar 1 derajat. Saat encoder diputar dengan cepat, pengaturan suhu berubah sebesar 5 derajat.
Suhu disimpan dalam EEPROM Arduino setelah pajet solotir digunakan jika pengaturan suhu berubah.
Pengontrol menyimpan dua pengaturan kustom dalam EEPROM: kecerahan tampilan dan satuan yang digunakan untuk suhu yang ditampilkan (Celsius atau Fahrenheit).
Pengontrol mengimplementasikan ring buffer untuk menyimpan parameter dalam EEPROM Arduino, yang diharapkan dapat meningkatkan umur pakai penggunaan EEPROM.
Pengontrol memiliki mode kalibrasi untuk membantu menyesuaikan resistor variabel (lihat skema dan deskripsi nanti) dan mengkalibrasi pengaturan suhu. Mode ini memberikan bantuan selama prosedur pengaturan pengontrol.
Menu Pengontrol
Seperti yang disebutkan sebelumnya, pengontrol memiliki beberapa mode:
mode standby
mode kerja utama (mempertahankan suhu)
mode daya (mempertahankan daya yang disuplai)
mode setup
mode tune (kalibrasi pengontrol solotir)
Saat pengontrol baru dihidupkan, mode standby diaktifkan. Dalam mode ini, pajet solotir dimatikan dan pesan 'OFF' ditampilkan pada layar utama. Pengaturan suhu kadang-kadang ditampilkan pada layar utama dalam mode ini (simbol 't.' di segmen kiri). Suhu yang diinginkan dapat disesuaikan dengan memutar gagang encoder. Jika pajet solotir sebelumnya telah digunakan, indikator dalam mode standby menganimasikan 'proses pendinginan' dan bar LED menunjukkan seberapa panas pajet. Saat pajet menjadi dingin, pesan 'C0Ld' ditampilkan pada layar utama.
Untuk menyalakan pajet solotir, tekan gagang encoder dengan ringan. Pengontrol akan beralih ke mode utama. Sekarang pengontrol mempertahankan suhu pajet solotir dekat dengan suhu yang diinginkan. Dengan memutar encoder, Anda dapat mengubah suhu yang diinginkan. Layar utama menampilkan suhu yang diatur (simbol 't.' di digit kiri) atau suhu saat ini pajet solotir. Indikator bar LED menunjukkan daya yang disuplai. Untuk kembali ke mode standby, tekan gagang encoder dengan ringan.
Mode daya dapat diaktifkan dengan menekan gagang encoder secara lama saat berada di mode utama. Dalam mode daya, Anda dapat langsung menyesuaikan daya yang disuplai ke pajet solotir secara manual dengan memutar encoder. Layar utama menunjukkan suhu pajet, bar LED menampilkan daya yang disuplai. Tekanan lama pada gagang rotary encoder akan mengembalikan pengontrol dari mode daya ke mode utama.
Untuk masuk ke mode setup, tekan gagang encoder secara lama dalam mode standby. Dalam mode setup, parameter konfigurasi dapat disesuaikan. Ada 5 entri menu dalam mode ini:
satuan suhu ('Un. C/F')
kecerahan tampilan ('br. [0-15]')
kalibrasi pajet ('tunE')
simpan perubahan ('APLy')
batal perubahan ('CACL')
Memutar gagang memilih item menu. Untuk mengubah item yang dipilih, tekan gagang encoder dengan ringan. Setelah menyesuaikan parameter, tekan gagang lagi untuk kembali ke menu setup. Tekanan lama pada gagang encoder dapat digunakan untuk kembali ke mode standby dan menyimpan parameter dalam EEPROM. Anda dapat menyimpan parameter dengan menekan gagang dengan ringan pada item 'Apply'. Untuk kembali dari menu ke mode utama tanpa menyimpan perubahan apa pun, Anda dapat menunggu 30 detik atau memilih item 'cancel'.
Skema Kunci Perubahan Pembacaan Sensor
Skema listrik pengontrol ini memiliki perubahan kecil dari skema asli. Pertama, pegangan solotir saya, Hakko 907, menggunakan resistor termal, bukan termokopel untuk mengukur suhu. Ini berarti skema yang digunakan untuk membaca suhu harus diubah seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Pegangan Hakko 907 memiliki resistansi sensor yang berbeda: sekitar 50 ohm saat dingin dan resistansi naik ke sekitar 200 ohm saat suhu pajet solotir mencapai 400 derajat Celsius. Mungkin pegangan solotir lain dapat memiliki parameter yang berbeda, jadi saya memutuskan untuk menggunakan resistor variabel untuk menyesuaikan penguat LM358N. Resistor variabel ini harus disesuaikan dengan cara berikut: saat pajet panas, tegangan keluaran harus menjadi sekitar 4 volt (pembacaan pin A0 pada Arduino adalah 700).
Catatan untuk rilis kedua: Penguat LM358N tidak sangat akurat. Pembacaan suhu memiliki beberapa fluktuasi dengan penguat ini. Jika Anda akan membangun pengontrol baru, disarankan untuk menggunakan versi hardware yang lain atau mengganti penguat dengan yang lebih akurat. Misalnya ad822, lt1013 atau lmc6462.
Untuk menyederhanakan prosedur kalibrasi, mode tune diimplementasikan di dalam pengontrol. Mode tune dapat dijalankan dari menu pengaturan.
Prosedur kalibrasi memiliki dua tujuan: menyesuaikan resistor variabel dan menghitung rumus yang mengubah pembacaan suhu internal menjadi derajat Celsius atau Fahrenheit. Suhu pajet solotir diukur dalam satuan internal 0-1024 dengan membaca pin A0 Arduino. Tidak nyaman untuk menggunakan satuan suhu internal, jadi kita perlu menterjemahkan satuan ini ke nilai yang dapat dibaca manusia.
Mode Tune
Anda perlu termometer eksternal untuk mengkalibrasi pengontrol.
Dalam mode tune, Anda dapat menyesuaikan resistor variabel dan mengkalibrasi pembacaan suhu pengontrol. Dalam sketsa program, diasumsikan bahwa interval suhu pajet solotir adalah 180 - 400 derajat Celsius. Anda dapat mengubah interval ini dengan mengedit konstanta di dalam program.
Menu tune memiliki 5 item berikut:
Sesuaikan suhu atas (kotak atas di segmen kiri).
Sesuaikan suhu bawah (kotak bawah di segmen kiri).
Tulis nilai default ke EEPROM ('dEFt').
Simpan data kalibrasi ('APLy').
Kembali ke menu sebelumnya tanpa perubahan ('CACL').
Angka pada dua item menu pertama menunjukkan pembacaan sensor untuk suhu atas dan bawah. Pada awalnya, nilai-nilai tersebut sama dengan nol.
Saat mode tune diaktifkan, Anda perlu menyiapkan suhu maksimum dan minimum. Pertama, siapkan suhu maksimum. Pengontrol menampilkan pembacaan suhu dalam satuan internal dalam mode ini. Memutar encoder menyesuaikan daya untuk mempertahankan 400 derajat Celsius (gunakan termometer eksternal). Pada awalnya, Anda dapat meningkatkan daya ke nilai maksimum untuk mempercepat pemanasan pajet, lalu menurunkan daya untuk mempertahankan suhu pada 400 derajat.
Sekarang putar gagang resistor variabel untuk mendapatkan pembacaan sekitar 700 atau lebih. Pastikan pembacaan ini bukan yang maksimum, putar resistor variabel dan dapatkan 730-750, lalu kembali ke 700. Ini penting karena pengontrol harus dapat mengukur suhu yang lebih besar dari nilai maksimum.
Setelah resistor variabel disesuaikan, tekan gagang encoder dengan ringan. Sekarang saatnya untuk menyesuaikan suhu minimum, 180 derajat. Putar encoder untuk menurunkan daya untuk mempertahankan suhu 180 derajat lalu tekan lama gagang untuk menyimpan perubahan atau pilih item 'APLy' dari menu. Pengontrol menyimpan pembacaan suhu internal untuk 400 dan 180 derajat Celsius. Data ini akan digunakan untuk mengonversi pembacaan suhu internal menjadi derajat Celsius (atau Fahrenheit).
Perubahan Skema Minor pada Pemanas Pajet Solotir
Teman saya menyarankan perubahan skema lain untuk menghemat sumber daya kapasitor supply daya. Seperti yang dapat Anda lihat pada gambar di bawah ini, skema mengimplementasikan beberapa induktansi untuk membatasi puncak daya saat PWM mengaktifkan transistor MOSFET.
Induktansi L1 adalah inti ferrit dengan diameter sekitar 2 cm dengan 12 lilitan kabel 1 mm. Dioda 1N5408 menghapus daya dari induktansi L1 saat MOSFET tertutup. Saya harap saran ini dapat menghemat sumber daya supply daya. Induktansi ini dapat diganti dengan kabel lurus jika Anda tidak suka membuatnya.
Kesimpulan
Adalah kegembiraan besar untuk menggunakan pajet solotir yang dikontrol. Pajet ini panas dengan cepat dan mempertahankan suhu yang sesuai dengan situasi.
