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[DIY套件预览] [一乐开源]基于AVR的智能高频焊台--秀-- 兼征集测试组

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发表于 2015-5-13 14:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
一乐开源基金项目第一期:基于AVR的智能高频焊台
高频焊台基本功能完成,只能说是可用的状态,距离商业话还有一段路要走。板子基本安装调试完成,目前发现一些问题,进一步的工作将在总体测试后统一修改,本项目使用开源基金打样的PCB。本项目作为一乐开源基金的首发项目,希望能够抛砖引玉,给大家带来更多的好玩的项目。
一个人的力量实在有限,本次也借此征集测试组,当前可提供7片PCB供大家测试,因为使用开源基金打样的PCB,本次测试组的PCB是免费的,运费个人自理。
愿意参加测试的网友请报名,7个名额,限有一定动手和安装调试能力的老鸟参加,三个月内完成安装并写出测试报告。


本次没有套件,有些比较少量零散的我自己买的时候稍微多带了一点,需要的兄弟原价转(可以不要的哦)。具体的请看BOM,凡是有价格的就是我手头有可以转让的,这部分一共13块。
凡是标明*0的,就是我手头有的,作为我私人赠送的(也可以不要的哦)。

这次高频焊台项目在前期得到suifeng165网友的大力支持,先期做了大量的测试工作,在此表示感谢。同时将提供一套焊好的板子作为成品测试,板上的零件费用由我个人承担。

控制部分原理图错误和修改:
1、R104应改为接U1(OP07)二脚;--原图为接地,需要拆掉R104,换成直插电阻飞线
2、蜂鸣器音量R126改20-30R
3、R112考虑改300R,否则亮度和D9不一致。R118和R119只装一个,使用D9表示加热的情况用R119,否则用R118.
PCB错误和修改:
U2(M8)的位置跑了,L102和M8-PIN19短路,需要割开。
M8--PIN6和编码器的线短路,需要飞线连通。
功率板错误:
1、R9不用直接短路
2、全桥D5的丝印正负标识反了。
3、VR1 7812 的丝印方向反了,实际散热片的位置要靠板子的边沿。

已知的问题:
1、现在原定使用的外部TL431基准噪声很大,使得ADC读数跳动接近30个字,
具体问题有待验证,这样只能使用M8内部的基准源。
2、现在焊台的输出使用控制板无法达到满功率,不使用控制板短路光耦32V下满输出
供电电流1.2A左右,但是使用控制板后之有0.6A的水平,可能控制算法还有需要改进的地方
3、其他未尽事宜:加热器监测没有开放,暂时没有这个功能;12v反馈供电没有调试,因为目前使用32V的电源供电,反馈电压不够。

综上所述,现在全项目还在验证中,要求高的请绕行,。
关于仿制作为开源基金项目,我个人不介意仿制,但是本次不对未经同意出套件的网友提供免费修改程序等技术支持。
如果有人出套件获利,希望能够捐献点收益来资助一乐开源基金,具体看个人情况。
空PCB板,包括电源,控制和功率板三个部分坐在一起了,需要的话可以锯开。
IMG_20150513_134259.jpg

控制板


全板工作照

DSC00108.JPG

DSC00109.JPG DSC00106.JPG
DSC00115.JPG

手机拍的,光线也不好,周末回去换像机重新拍。
原理图
控制部分原理图.pdf (51.1 KB, 下载次数: 984)

功率板原理图.pdf (20.09 KB, 下载次数: 951)

DSC00113.JPG

程序和源代码,熔丝 24;D9
使用内部基准的程序.rar (116.67 KB, 下载次数: 547) 注意这个千万别用431外部基准,一定断开这部分的电源,否则烧M8

使用外部基准的程序.rar (108.6 KB, 下载次数: 550) 可以原价配套的部分原件清单,主要都是考虑平时不容易积累的,单独买一次又不够运费。
Designator  Comment                 Footprint        Quantity                单价
K1           ALPS 30点旋转编码器  EC12                       1        3        
LED           一乐0.3存共阴数码管    LED-4-0.3RI-CC        1        1        
功率板                                       
C3        4.7n/2KV            高压CBB                              1        0.43        
C4        150n/630V   高压CBB                               1        0.9        
C5        103/1.6KV    高压CBB                               1        0.35        
L1, L2        高频磁环            T130-2*1  T157-2*1          7        
U1        CD4011BCM        DIP-14                               1        0.36        
补充内容:
有朋友提示忘记发PCB的工程了,补发PCB工程和标注后的原理图文件
已经标注的控制部分原理图 控制板原理图--已经标注.pdf (56.7 KB, 下载次数: 746)
标注的板原理图 功率版原理图--已经标注.pdf (47.67 KB, 下载次数: 830)
改正后的控制部分 改正后的原理图.pdf (32.85 KB, 下载次数: 804)
DXP的PCB工程 错误原稿.rar (457.35 KB, 下载次数: 585)
补充内容:
控制板部分的硬件调试基本完成,昨天调通了外置基准的部分,郁闷,可能遭遇假的TL431,实际测量输出电压都之有2.40?V,所以造成M8的基准不稳定,后来调选了几只,输出电压基本都在4.48V以上,采样基本稳定,后来减小了TL431的限流电阻到200,采样已经稳定。现在看来M8对于外置基准需要的电流还是不小的。这里完成以后,使用内置基准的程序将暂停更新,重点调试使用外部基准的程序。为什么优先外部基准的程序,因为热电偶输出4毫伏左右100度,这样放大60倍以后刚好在0-700度的范围和ADC的采样结果对应,基本不用换算,少了一次除法计算,程序的执行效率会提高。

温度电压放大倍率ADC
0
0
0
0
60
0
#DIV/0!
1
0.039
47
43
60
2.34
0.958464
2
0.079
95
87
60
4.74
1.941504
3
0.119
143
131
60
7.14
2.924544
4
0.158
190
174
60
9.48
3.883008
5
0.198
238
218
60
11.88
4.866048
6
0.238
286
262
60
14.28
5.849088
7
0.277
332
305
60
16.62
6.807552
8
0.317
380
349
60
19.02
7.790592
9
0.357
428
393
60
21.42
8.773632
10
0.397
476
437
60
23.82
9.756672
20
0.798
958
878
60
47.88
19.611648
30
1.203
1444
1323
60
72.18
29.564928
40
1.612
1934
1773
60
96.72
39.616512
50
2.023
2428
2225
60
121.38
49.717248
60
2.436
2923
2680
60
146.16
59.867136
70
2.851
3421
3136
60
171.06
70.066176
80
3.267
3920
3594
60
196.02
80.289792
90
3.682
4418
4050
60
220.92
90.488832
100
4.096
4915
4506
60
245.76
100.663296
200
8.138
9766
8952
60
488.28
199.999488
300
12.209
14651
13430
60
732.54
300.048384
400
16.397
19676
18037
60
983.82
402.972672
500
20.664
24797
22730
60
1239.84
507.838464
600
24.905
29886
27396
60
1494.3
612.06528
700
29.129
34955
32042
60
1747.74
715.874304

补充内容:板子和元件陆续都发出去了。板子的BUGA在这里画图说明一下
bug-1.JPG

bug-2.JPG

bug-3.JPG

bug-4.JPG

磁环参数:
L1 磁环T130-2(小的那个)  初级用  1.0的漆包线绕48T,次级是反馈供电的,如果用48V电源的,大约6T(这里有待具体调整,我现在用32V供电)AA大约需要漆包线2.25米(多留点余地,短了别骂我)
L2 磁环T157-2  1.0的漆包线绕48T 次级是H-E监测的,绕0.5T大约需要漆包线2.5米
补充内容:05241、功率板原理图错误:C5应该为1nF/2000V
昨天测试了一下手柄和线圈的电感量,手柄都是在带烙铁头的情况下测试的。
1#手柄 :标称90W,卖家说硅胶线纯银芯--电感量26.9uH
2#手柄:同一卖家,标称90W的普通手柄 --电感量59.8uH
3#手柄:5元团购来的手柄,到手发现是好的,标称功率不详 --电感量29.8uH

4#手柄:5元团购来的手柄,到手重新配的加热芯,标称功率90W --电感量53uH

5#手柄:和1#同一卖家,标称120W,卖家说硅胶线纯银芯--电感量7.3uH
线圈电感量
快克203的功率板: L1=23.7uH;L2=24.7uH
我们的功率板: L1=22.4uH;L2=42.3uH--明显偏大。
现在满功率电流上不去很可能是输出滤波线圈电感量偏大。
理论上L1电感量大能够更好的蓄能。L2电感量应该和烙铁配套,个人理解,烙铁的功率越大,输出的磁环电感量也要相应增大。
下一步还有待继续验证
补充内容:0525
放开了错误检测的程序,重新编译了,试一下。 AvrControHigFreqIron1001.rar (101.82 KB, 下载次数: 388) 简单的说明
几点安装调试心得:
1、先调试电源板,确保电源部分正常。
2、控制板W101为放大器增益调节,有条件使用温度测试仪,设定200度左右,调整W101使控制板显示温度和测试仪一致;没有测试仪调整OP07的放大倍率到60倍(测量输入和输出的电压)
3、功率板装好后先加15V左右电压在7812之前,检查振荡部分是否工作,限流电阻R5是针对48V的,如果使用30V低压电源改到2.7-3K,实际48V的时候使用在4.7K左右较好。
4、如果功率板干扰传感器,造成OP07输出负电压,把传感器的和手柄插头的连接线换成屏蔽线,在不行适当加大C101和C102,优先加大C102。

程序说明

系统控制状态
启动--等待功率板启动--显示设置的温度 例 “300-” 300表示设定温度300度 “-”代表显示设定温度的状态。
显示大约4秒后进入正常使用此时显示当前的工作温度。例:”289C“之有在工作状态下可以调整温度。
编码器旋转调整温度,此时是临时的温度,如果不保存,下次开机返回设置的温度,如果确定调整后的
温度为设定温度,长按编码器保存--显示提示信息“SAV”
短按编码器轮流显示设定温度--数码管第四位后缀 “-”;冷端温度后缀“L”;再次显示显示实际温度,如果5秒内没有操作,自动返回
工作温度显示。
正常工作是长按编码器进入校准,调整控制板的温度和测试仪一致,然后长按保存。
数码管显示和后缀含义:
【XXX-】--显示为设定温度。
【XXC】--当前工作温度。
【XXL】--冷端温度。
【---】-休眠(手柄振动或任意键唤醒)。
【OFF】-关闭。
【S-E】-热电偶断。
【H-E】-加热体断。
【SAU】-保存提示。
补充内容0526修改了PID参数的程序 AvrControHigFreqIron1002.rar (104.6 KB, 下载次数: 306) 重新编译的程序,去掉了H-E最小电压监测 AvrControHigFreqIron1003.rar (99.07 KB, 下载次数: 306) 在第一板的基础上放开了故障监测只修改了加热的参数,放弃PID,使用比例积分 AvrControHigFreqIron1000.rar (104.22 KB, 下载次数: 314) ;加热过冲和回温是一对矛盾,可能需要回去现场整定了。回头试试不用算法的情况,看看是好转还是更糟糕。
0601补充内容:
调整磁环参数:
先调整L2使输出电流最大。原磁环参数:48T,输出电流0.59A,调整到36T,输出电流0.78A,电感量28uH,增大或者减小电流都变小,电源电压30.9V使用3#3#手柄电流都在最大值。
在调整L1  27uH 电流0.5421.63uH输出电流0.78A12uH时电流1.14A,但是磁环发热,最后调整电感量14.15uH时电流为0.91A,磁环微温。最后参数为41T14uH,工作电流0.95A
此时实验120W手柄,电流只有0.39A,看来需要单独针对120w的手柄做优化。
手柄谐振电容调整:
在手柄两端并联一个电容,测试对输入电流的影响。使用3#手柄分别并联电容
无增补电容 电流0.98A
+682 电流1.24A
+1nF 电流1.46A
+1nF+682 电流 1.34A
使用4#手柄 无增补电容 电流0.96A  +1nF电流1.12A, +682电流1.06A
可见磁环对手柄的工作状态影响相当大,同时在输出端并联谐振电容可以改善手柄的工作状态,提高手柄的输出功率
调试心得:注意图腾柱推动两只管子的放大倍数,昨天这里耽误很久,摘下功率管测波形正常,上功率管输出电流激增,并且从1A多一只上升,后来发现推动的波形几乎平了,才发现两只管子的放大倍数只有30几倍,换成200倍以上就好了。有遇到同样问题的注意,先查这个放大倍数,不行的话需要换4011,(可能是4011的输出电流能力不够)

0608补充: AvrControHigFreqIron1005.rar (96.18 KB, 下载次数: 221)
更新了程序:修改了编码器旋转延时,改动了温度控制算法,彻底放弃了PID,只使用PI+逐次比较。放弃了设置和校准时候的数码管闪烁(这个会影响观察,调节的时候有数字被跳过而看不到)加大了显示的滤波(看上去平滑一点)
根据1003修改的更新,数码管突然跳动还没找到原因。 AvrControHigFreqIron10031.rar (99.28 KB, 下载次数: 227) 0612补充:重新修改了程序,校准后无法保存确定解决;开机和运行是显示算法修改,是否解决数码管乱跳还有待测试。编码器乱跳和不连续还没有发现问题,但是编码器从双状态判断改单状态判断。
AvrControHigFreqIron10032.rar (98.36 KB, 下载次数: 218)

0617补充:在1003版本的基础上修改了程序。 AvrControHigFreqIron10033.rar (99.11 KB, 下载次数: 233) 0803补充:120W手柄磁环参数:L1=T130-2 53T,电感量33uH;L2=T157-2 10T电感量11.3uH;
原理图有错误,P4 连接功率板1,2脚反了,应该反过来。
AvrControHigFreqIron10034.rar (105.51 KB, 下载次数: 231)

更新程序,修改了显示数字差别,修改了加热指示LED常亮。增加了恢复默认参数。按住编码器按键开机恢复默认参数。包括设定温度和校准参数。
0811补充:
4011晶振补丁 4011.rar (22.68 KB, 下载次数: 221) ,调试过程有点奇怪,三块板只有一块能用,另外两块图腾柱级没有输出,其中的一块好像倍频的谐波不叫大,图腾柱端是两个叠加的波形,原因不明,我的图腾柱这一级始终很奇怪。
AvrControHigFreqIron10036.rar (106.18 KB, 下载次数: 231)
新程序,参照299的提议做了修改,修改了默认恢复时间,校准保存后恢复的状态,重新整定了PID参数,增加了首次达到设定温度后蜂鸣器鸣响;增加了休眠后降温唤醒--如果进入休眠状态,可当温度下降到低于休眠温度20度时自动唤醒休眠。==休眠后烙铁头浸湿海绵可以自动唤醒休眠。
0812更新,新程序 AvrControHigFreqIron10037.rar (99.78 KB, 下载次数: 398)



DSC00111.JPG
DSC00117.JPG

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 楼主| 发表于 2015-5-13 14:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 fujiachun 于 2015-6-5 13:09 编辑

简单教程.doc (328 KB, 下载次数: 314)
先安装WINAVR
WINAVR下载地址:http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000041
一路默认安装即可,建议把安装路径改成D盘,其他不变
然后安装 AVR STUDIO 可以从官网直接下,也可以走这里
http://www.iccavr.com/down/View.asp?SoftID=3903
一路默认安装,就是安装到D盘
用的时候双击项目文件.aps,这里面已经设置好了,然后看上面的“简单教程”直接编译即可
冷端补偿计算器 冷端补偿计算.rar (1.98 KB, 下载次数: 340)

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 楼主| 发表于 2015-5-13 14:05 | 显示全部楼层

三楼留楼
发表于 2015-5-13 14:56 | 显示全部楼层
支持!!!
发表于 2015-5-13 14:58 | 显示全部楼层
和快克之类的低价高频焊台,不知道哪个效果好些。我比较了二手的快克203H,焊接效果还不如原装的白光936,让我有些失望。
 楼主| 发表于 2015-5-13 15:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 fujiachun 于 2015-5-13 15:25 编辑
wblqx 发表于 2015-5-13 14:58
和快克之类的低价高频焊台,不知道哪个效果好些。我比较了二手的快克203H,焊接效果还不如原装的白光936, ...

我没有成品的快克高频焊台,个人感觉比我现在用的936(我自己的936比市面卖的要好些)加温和补温都要快,我现在使用的是32V的电源估计要是用48V电源的话还能更好些。现在控制软件也还有改进的空间。32V下如果全功率大约8-10秒烙铁头微红。
发表于 2015-5-13 15:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 fsss007 于 2015-5-13 16:14 编辑

我有WSD-81,认为该高频焊台比白光好。不知版主的效果会如何?
发表于 2015-5-13 15:58 | 显示全部楼层
看了一下,这些零件我几乎都有。报名申请测试。
 楼主| 发表于 2015-5-13 16:08 | 显示全部楼层
fsss007 发表于 2015-5-13 15:58
看了一下,这些零件我几乎都有。报名申请测试。

确认,磁环和CBB电容有否?本周统计数量,可能下周或者更晚一点才能发货。
发表于 2015-5-13 16:13 | 显示全部楼层
fujiachun 发表于 2015-5-13 16:08
确认,磁环和CBB电容有否?本周统计数量,可能下周或者更晚一点才能发货。

对了,磁环没有。CBB电容有1KG左右。

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