TinySolder ATtiny13 Estação de solda SMD

TinySolder é uma estação de solda simples T12 de aquecimento rápido baseada no ATtiny13A, com menos de 500 bytes de código:

• Medição de temperatura da ponta,
• Controle direto do aquecedor,
• Controle de temperatura mediante potenciômetro,
• Detecção de movimento do cabo (verificando o interruptor de esfera),
• Modo de desligamento/tempo de inatividade acionado por tempo se o ferro de solda não for utilizado (detecção de movimento).

Hardware TinySolder ATtiny13 Estação de Solda SMD

Controle do Aquecedor

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Para ligar e desligar o aquecedor, ele é controlado por meio de um MOSFET p-channel AO4435. O MOSFET é projetado para tensões de até 30V e correntes de até 10A. Sua resistência é relativamente baixa, com 14 miliohms, garantindo alta eficiência e baixa geração de calor no próprio MOSFET. Existem muitos MOSFETs 4435 disponíveis de diferentes fabricantes com especificações ligeiramente diferentes. Deve-se garantir que um 4435 com uma tensão gate-source de +/-25V seja selecionado.

 Medição de temperatura

Um termopar (sensor de temperatura) está localizado na ponta de solda T12. Ele gera uma tensão muito pequena dependendo da diferença de temperatura entre a extremidade quente e a junção fria. Para medir isso, o aquecedor deve ser desligado, pois o aquecedor e o termopar estão conectados em série. A baixa tensão é amplificada pelo OpAmp e medida pelo ADC do microcontrolador. O fator de ganho do OpAmp é controlado pelo potenciômetro de calibração em limites fixos. O LMV358 é um OpAmp muito barato e versátil, mas não há escolha ideal para essa tarefa, ao ter uma tensão de desvio de entrada bastante alta e é bastante ruidoso. No entanto, para esse tipo de estação de solda, ele fornece valores completamente suficientes. Se maior precisão for necessária, um OPA2330AIDR ou OPA2333AIDR pode ser usado em vez do LMV358. Como esses OpAmps têm o mesmo layout de pinos, nenhuma outra alteração precisa ser feita.

Regulador de tensão

Como o ATtiny13A e o OpAmp consomem muito pouca energia, um regulador de tensão pequeno do tipo 78L05 é completamente suficiente para obter a tensão de alimentação de 5V. Devido à baixa corrente que ele precisa fornecer, ele quase não aquece, apesar do gradiente de tensão relativamente alto.

Software

Implementação para determinar a temperatura da ponta de soldagem, o aquecedor deve primeiro ser desligado. A voltagem de saída do OpAmp é então medida usando o conversor analógico-digital (ADC) e a temperatura é determinada a partir disso usando uma aproximação linear em dois passos. A configuração do potenciômetro de seleção de temperatura também é determinada via ADC. Se a temperatura da ponta de soldagem estiver abaixo do valor de referência selecionado, o aquecedor é ligado novamente através do MOSFET, caso contrário, ele permanece desligado por enquanto. Um temporizador de espera é executado o tempo todo, o qual é redefinido por uma interrupção de mudança de pino assim que o interruptor de inclinação no cabo do ferro de solda altera seu estado. Se o cabo não for movimentado por cerca de 5 minutos, o sistema entra no modo de espera, no qual a temperatura é reduzida para aproximadamente 125 °C. Se o cabo não for movimentado por mais 5 minutos, o aquecedor será desligado completamente. Assim que o cabo for movimentado, o modo de operação é alternado de volta. O loop principal do código é mostrado abaixo:

// Loop
while(1) {
  // Read potentiometer setting and calculate setpoint accordingly
  poti = ADC_read(pinADC(POTI));
  if (poti < 512) setpoint = (uint32_t)(( poti * (TEMP300 - TEMP150))>>9) + TEMP150;
  else            setpoint = (uint32_t)(((poti - 512) * (TEMP450 - TEMP300))>>9) + TEMP300;

  // Set heater according to temperature reading and setpoint
  pinLow(HEATER);                                 // shut off heater
  _delay_us(TIME2SETTLE);                         // wait for voltages to settle
  temp = ADC_read(pinADC(TEMP));                  // read temperature
  smooth = ((smooth << 3) - smooth + temp) >> 3;  // low pass filter
  if (smooth < setpoint) pinHigh(HEATER); // turn on heater if below setpoint // Set status LED according to temperature and setpoint pinLow(LED); if ((smooth + 10 > setpoint) && (setpoint + 10 > smooth)) pinHigh(LED);

  // Some timing
  if (handleTimer++ > TIME2SLEEP/CYCLETIME*1000) sleep(); // sleep mode if handle unused
  _delay_ms(CYCLETIME - 8);                               // wait for next cycle
}

Compilando e carregando

Se utilizar Arduino IDE

• Tenha instalado o MicroCore.
• Vá para Tools ⇾ Board ⇾ MicroCore e selecione ATtiny13.
• Vá para Tools e escolha as seguintes opções:
  • Clock: 1.2 MHz internal osc.
  • BOD: BOD 2.7V
  • Timing: Micros disabled
• Conecte seu programador ao seu PC e ao cabeçalho do ICSP na placa TinySolder.
• Vá para Tools ⇾ Programmer e selecione seu programador ISP (Ex.: USBasp).
• Vá para Tools ⇾ Burn Bootloader e grave os fusíveis.
• Abra TinySolder.ino e clique em Upload.

Se estiver usando o arquivo hexadecimal pré-compilado

• Tenha instalado avrdude.
• Conecte seu programador ao seu PC e ao conector ICSP na placa TinySolder.
• Abra o terminal.
• Navegue até a pasta com o arquivo hexadecimal.
• Execute o seguinte comando (se necessário, substitua “USBASP” pelo programador que você usa):

avrdude -c usbasp -p t13 -U lfuse:w:0x2a:m -U hfuse:w:0xfb:m -U flash:w:tinysolder.hex

se utilizar makefile (Linux/Mac)

• Tenha instalado avr-gcc toolchain and avrdude.Conecte seu programador ao seu PC e ao cabeçalho do ICSP na placa TinySolder.
• Abra o Makefile e altere o programador se você não estiver usando o USBASP.
• Abra o terminal.
• Navegue até a pasta com o Makefile e o sketch.
• Execute “make install” para compilar, gravar os fusíveis e fazer upload do firmware.

Instruções de construção

Além dos componentes do PCB, você precisará do seguinte:

• Case impresso em 3D
• Plugue aviador GX12 (4 ou 5 pinos, dependendo da ponta de ferro)
• Conector de energia DC (5,5 × 2,1 mm)
• Chave (KCD1 15 × 10 mm)
• Alguns fios
• 4 parafusos (2,3 × 5 mm)

Certifique-se de que todas as peças se encaixem bem na caixa. Solde os fios nos conectores e proteja-os com termocontráteis. Use fios grossos (AWG18) para as conexões de energia. Faça todas as conexões conforme o esquema abaixo, mas tenha em mente que não há uma pinagem padrão. Solde os fios diretamente nos pads correspondentes na placa de circuito impresso (PCB). Para tornar a estação de solda segura contra ESD, conecte o terminal de terra (E) do plugue aviator a um conector dupont fêmea e cole-o na abertura correspondente na caixa. Agora, você pode conectar a estação de solda mediante um conector dupont macho a um terminal de terra. Faça o upload do firmware e parafuse a PCB na parte superior da caixa.

A pinagem mostrada funciona para os cabos Quecoo de AliExpress. Cabos diferentes podem ter pinagens diferentes. Se você estiver montando seu próprio cabo, siga o esquema mostrado abaixo. O vídeo de John Glavinos (electronics4all) mostra como é feito.

Instruções de Operação

Requisitos de Especificação da Fonte de Alimentação Escolha uma fonte de alimentação com uma tensão de saída entre 16V e 24V, que possa fornecer uma corrente de saída conforme a tabela abaixo. A fonte de alimentação deve estar bem estabilizada. A corrente e a potência são determinadas pela resistência (R = 8 Ohm) do aquecedor.

Para a calibração, você precisa de uma ponta de ferro de solda com termômetro. Para obter melhores resultados, espere pelo menos três minutos após ligar a estação de solda antes de iniciar a calibração. Calibre na temperatura desejada usando o trimpot.

Indicação dos leds

Lista de material Tinysolder Attiny13 estação de solda

Download files, PCB in Gerber, PDF, PNG

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Mirror

Case 3D

Manual de montagem em PDF

References, Links, and Notes

• ATtiny13A Datasheet
• LMV358 Datasheet
• Estação T12 no AliExpress
• Pontas de ferro T12 no AliExpress
• GX12 Aviator Plugs on AliExpress
• Estação de solda T12 baseada no  ATmega328P

Fonte: https://oshwlab.com/wagiminator/y-attiny13-soldering-station-smd

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