Estação de solda DIY Yihua: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Se você gosta de eletrônicos como eu, você deve usar um ferro de solda para fazer seus protótipos ou produto final. Se este for o seu caso, você provavelmente já experimentou como seu ferro de soldar, ao longo de horas de uso, fica superaquecido a ponto de o manipulador também derreter a lata.

Isso porque um soldador normal, que você conecta diretamente à tensão da rede elétrica, atua como um aquecedor simples e aquece e aquece até que você o desconecte. Isso pode danificar algumas peças sensíveis à temperatura quando a solda está superaquecida.

E é por isso que as estações de solda são a melhor opção para a eletrônica. (se você só solda cabos, talvez isso não seja para você).

O problema é que as estações de solda são bastante caras e talvez nem todas as pessoas queiram gastar 60 ou 70 dólares em uma digital.

Portanto, aqui estou para explicar como você pode criar sua própria estação de solda mais barata usando um soldador Yihua, que é o tipo mais comum de soldador (e o mais barato) que você pode encontrar no Aliexpress.

Etapa 1: obter todos os componentes

Para criar sua própria estação de soldagem, você precisa de uma solda (não qualquer solda, você precisa de uma especial destinada a estações) e uma fonte de alimentação para aquecê-la. Além disso, você precisa de uma forma de medir e controlar a temperatura e também de uma interface para controlar a estação.

Você precisa comprar as peças de acordo com as especificações, por isso tome cuidado para não comprar peças incompatíveis. Se você não sabe o que comprar assista ao post completo primeiro para decidir ou comprar os componentes exatos que usei.

Uma lista genérica de componentes é:

1x Estação de solda Iron1x Fonte de alimentação1x Case1x MCU1x Termopar Driver1x Relé / interface Mosfet1x

No meu caso, para esse projeto eu usei:

1x Ferro de solda Yihua 907A (50W) - (13,54 €) 1x Fonte de alimentação 12V ATX - (0 €) 1x Booster 24V DC-DC - (5 €) 1x MAX6675 Termopar para Tipo K - (2,20 €) 1x Arduino Pro Mini - (3 €) 1x IRLZ44N Power Mosfet - (1 €) 1x Driver TC4420 Mosfet - (0,30 €) 1x Display OLED IIC - (3 €) 1x Codificador Rotativo KY-040 - (1 €) 1x GX16 Conector de chassi macho de 5 pinos - (2 €) 1x Mosfet 2N7000 OPCIONAL - (0,20 €)

TOTAL: ± 31 €

Etapa 2: Medições e planejamento

A primeira etapa que tive que fazer foi planejar o projeto. Primeiramente eu comprei o soldador Yihua porque estava em oferta e eu queria criar a estação ao redor dele, então quando ele chegasse, eu tive que medir tudo sobre ele para pedir as peças corretas necessárias para a estação. (É por isso que é importante planejar tudo).

Depois de um tempo procurando pelo conector Yihua, descobri que é um GX16 de 5 pinos. O próximo passo é descobrir a finalidade de cada pino. Anexei um diagrama que fiz no Paint da pinagem que medi.

• Os dois pinos do lado esquerdo são para o resistor de aquecimento. Medi uma resistência de 13,34 Ohms. De acordo com a ficha técnica que diz que pode suportar uma potência de até 50W, usando a equação V = sqrt (P * R), dê-me uma tensão máxima @ 50W de 25,82 Volts.
• O pino central é para o aterramento da blindagem.
• Os dois últimos pinos do lado direito são para o termopar. Liguei-os a um medidor, e depois de fazer algumas medições, concluo que é um termopar tipo K (o mais comum).

Com esses dados, sabemos que para a leitura da temperatura, precisamos de um driver de termopar para K tipo um (o MAX6675 K) e para energizar, uma fonte de alimentação de 24V.

Eu tinha algumas PSUs ATX de 500 W em casa (algumas, sim, então você as verá em projetos futuros também), então decidi usar uma em vez de comprar uma nova PSU. O único contra é que a tensão máxima agora é de 12V, então não usarei toda a potência (apenas 11W) do ferro de solda. Mas pelo menos também tenho saídas de 5V para poder ligar todos os eletrônicos. Não chore por perder quase toda a potência do ferro, tenho uma solução. Como as fórmulas I = V / R nos dizem que alimentar a solda com 24 V vai consumir 1,8 amperes de corrente, decidi adicionar um conversor boost. Um conversor Boost DC-DC de 300W, então para a saída de 2 Amps é apenas o suficiente. Ajustando para 24 V, podemos quase usar a capacidade de 50 W do nosso soldador.

Se você usar uma fonte de alimentação de 24 V, pode pular toda esta parte do reforço

Então, para a eletrônica, comprei um Arduino Pro Mini e um mosfet IRLZ44N para controlar o aquecimento (pode conduzir> 40A) acionado com um driver mosfet TC4420.

E para a interface, eu simplesmente usei um codificador rotativo e um display OLED IIC.

EXTRA: Como meu PSU tem um ventilador irritante sempre funcionando na velocidade máxima, decidi adicionar um mosfet para aumentar sua velocidade usando o PWM do Arduino. Apenas para eliminar o ruído do ventilador ultra-rápido.

MOD: Tive que desabilitar o PWM e colocar o ventilador na velocidade máxima porque ele fez um barulho eletrônico horrível quando apliquei o regulamento do PWM.

Etapa 3: preparar o caso

Como usei uma fonte de alimentação ATX que tem uma caixa de metal bem espaçada, decidi usá-la em todo o projeto, para ficar mais legal. O primeiro passo foi medir os furos a fazer para o conector e o rotativo, e coloque o modelo na caixa.

Decidi usar o antigo orifício dos cabos do ATX para o Display.

O próximo passo é fazer esses furos com uma broca e limpá-los com um pouco de lixa.

Etapa 4: o software

A última etapa antes de montar tudo é fazer o software principal que vai operar a estação e torná-la funcional.

O código que escrevo é muito simples e minimalista. Eu uso três bibliotecas: uma para acionar o display, outra para ler os dados do termopar e a última para salvar os valores de calibração na memória EEPROM.

Na configuração, inicializo apenas todas as variáveis usadas e todas as instâncias de bibliotecas. Também aqui é onde eu configurei o sinal PWM para acionar o ventilador a 50% da velocidade. (mod: devido ao ruído, finalmente ajustei para 100%)

A função de loop é onde toda a mágica está acontecendo. A cada loop verificamos se é hora de medir a temperatura (a cada 200ms) e se a temperatura é diferente da estabelecida, liga ou desliga o aquecedor para corresponder.

Usei a interrupção de hardware 1 para detectar as rotações de cada codificador rotativo. Em seguida, o ISR medirá essa rotação e definirá a temperatura de acordo.

Usei o Hardware Interrupt 2 para detectar quando o botão do rotativo é pressionado. Então, implementei uma funcionalidade para ligar e desligar o ferro de solda com seu ISR.

Além disso, a exibição é atualizada a cada 500 ms ou se a temperatura ajustada variar.

Implementei uma funcionalidade de calibração clicando duas vezes no botão knob onde você pode compensar a diferença de temperatura sobre o sensor de elemento de aquecimento e a ponta de ferro externa. Desta forma, você pode definir a temperatura correta do ferro.

Você precisa usar o botão para ajustar o deslocamento até que a temperatura de leitura da estação seja igual à temperatura da ponta do ferro (use um termopar externo). Uma vez calibrado, pressione o botão novamente para salvá-lo.

Para todo o resto, você pode observar o código.

Etapa 5: montar componentes

Seguindo o diagrama do circuito, agora é hora de montar todos os componentes juntos.

É importante programar o Arduino antes de montá-lo, para que esteja pronto para a primeira inicialização.

Você também precisa calibrar o reforço Step-up antes, para evitar danos ao ferro de solda ou mosfet devido à sobretensão.

Em seguida, conecte tudo.

Etapa 6: Teste e Calibração

Depois de montar tudo, é hora de ligá-lo.

Se a solda não estiver conectada, será exibida a mensagem "No-Connect" em vez da temperatura. Então você conecta a solda e agora a temperatura é exibida.

CALIBRAÇÃO

Para iniciar a calibração, você deve definir a temperatura para a que você mais usará e, em seguida, começar a aquecer a solda. Espere um minuto para que o calor seja transferido do núcleo para a camada externa (ponta de ferro).

Depois de aquecido, dê um clique duplo para entrar no modo de calibração. Use um termopar externo para medir a temperatura da ponta. Em seguida, insira a diferença entre a leitura do núcleo e a leitura da ponta.

Então você verá como a temperatura varia e a solda começa a aquecer novamente. Faça-o até que a temperatura ajustada seja igual à lida da estação e a lida da ponta.