STM32 Soldering Station DIY

[pusillus]

(Progetto didattico STM32F103C6T8)

soldering_station

Dopo aver acquistato alcuni modulini STM32 consigliati da TardoFreak ed aver fatto qualche piccolo esperimento,ho deciso di realizzare un progettino concreto per avere qualche stimolo in più.
Purtroppo non ho molto tempo a disposizione e sono mesi che dedico i pochi momenti liberi per portarlo avanti.
Sono arrivato al punto in cui il progetto è funzionante ma ha bisogno di essere perfezionato.
ho pensato di condividere qui la mia esperienza perché possa essere di aiuto a chi sta imparando come me.
Il materiale è stato tutto acquistato su aliexpress per una spesa complessiva di circa 15€.
Ho cercato di rendere modulari i componenti software in modo di poterli riutilizzare facilmente.
Ho inserito piu commenti possibile.

Gli argomenti di studio sono:

SPI:
driver ST7735 - display TFT
driver MAX6675 - convertitore A/D x termocoppia tipo K
TIMER:
semplice base dei tempi (TIM2)
ENCODER:
gestione encoder in quadratura (TIM4)
PWM:
per modulazione potenza applicata al saldatore.
UART:
per impostazione e debug controllo PID.
EEPROM:
salvataggio su memoria FLASH in emulazione eeprom dei parametri PID.

La stazione ha due modalita di funzionamento:
Normalmente è possibile solo regolare la temperatura tramite l'encoder.
Oppure, tenendo premuto lo switch dell'encoder all'accensione, si entra in modalità settings, dove si potranno impostare i parametri del controllo PID e monitorare il comportamento del PID con il programma SerialChart:

SerialChart

La parte di regolazione di tensione andrebbe migliorata : LM7809 scalda parecchio. La verità è che avevo disponibili questi componenti e ho accroccato alla meglio la sezione alimentazione.


I valori di temperatura rilevati dalla termocoppia sono parecchio più alti rispetto alla temperatura reale della punta del saldatore.
Occorre implementare una procedura di calibrazione. Quando avro tempo cerco di mettere su la parte software. E' necessario misurare la temperatura della punta con una sonda esterna.
Si potrebbe anche implementare uno standby del saldatore se rimanesse sullo stand per un tot tempo. Sullo schema ho previsto questa funzione (pin B1) ma ancora devo trovare una scatola che contenga il circuito e metteci una forcella per sorreggere il saldatore.

Dopo aver acquistato l'alimentatore da 24 V dc, mi sono accorto che i saldatori commerciali utilizzano la 24 V AC. Quindi immagino che anche il saldatore acquistato sia stato ideato per funzionare in alternata. Se così fosse il valore efficace dovrebbe essere di 17V.
Su Aliexpress mi dice che il saldatore è 24 V 50W... La resistenza del filamento è di 13 Ohm, quindi in teoria dovrebbe sopportare i 24 V DC. Per non rischiare ho limitato il duty cycle all 80%.

La stazione saldante è costituita dai seguenti componenti.
modulo cinese STM32F103C6T8
https://www.aliexpress.com/store/produc ... 0.0.v2oAC5
display ST7735
https://www.aliexpress.com/item/1pcs1-8 ... 0.0.V9jyaQ
saldatore cinese a 24 V con sensore di temperatura termocoppia tipo K
modulo MAX6675
https://www.aliexpress.com/item/MAX6675 ... 0.0.H9VHCe
modulo USB - FTDI
https://www.aliexpress.com/item/Free-Sh ... 0.0.ei2QcK
modulo rotary encoder KY040
https://www.aliexpress.com/item/Rotary- ... 0.0.H9VHCe
Saldatore 24 V 50W
https://www.aliexpress.com/item/Best-Pr ... 0.0.PXyOls
alimentatore DC 24 V 4A
https://www.aliexpress.com/item/AC-100- ... 0.0.RMZL7D
connettore GX16 a 5 pin
https://www.aliexpress.com/item/1pcs-GX ... 0.0.zOZh1L
IRL3103 (N-MOSFET)
regolatori di tensione 9V, 5V, 3.3V
condensatori e resistenze varie

Il progetto è stato realizzato con Keil uVision 5

presente anche schema e PCB realizzato con Cadsoft Eagle.

https://drive.google.com/open?id=0B3gZW ... TlGWUItVGc

Consigli e critiche sono bene accette.

[TardoFreak]

Il firmware per il display (quello a basso livello) l'hai scritto tu?

[pusillus]

Ho preso spunto da i driver di adafruit x Arduino e da un driver x stm32 trovato su github che non funzionava. Poi ho aggiunto la funzione che gli fa mangiare i font generati dal tool di Mikroe

[WALTERmwp]

(...) Consigli e critiche sono bene accette.

intanto ti faccio i miei complimenti, bravo.
Mi riprometto anche di guardare quello che hai messo a disposizione per il download.

Saluti

[GuidoB]

Direi che questa realizzazione merita un applauso e un articolo

[pusillus]

Grazie GuidoB grazie WALTERmwp.
In verità non credo di conoscere così bene questo micro per poter scrivere un articolo. Inoltre ho davvero poco tempo e preferisco investirlo per andare avanti ed imparare ancora su questo giocattolino. ...molto codice l'ho scritto dentro ad un furgone. A volte, ho dei momenti di buco sul lavoro e allora mi ci metto un po. Procedo molto lentamente e a casa ho una bimba piccola che non mi lascia un minuto libero
però sarei contento di confrontarmi con gli altri che stanno interessandosi al micro, ho condiviso per questo.

[WALTERmwp]

Prego, allora a maggior ragione

(...) ti faccio i miei complimenti, bravo (...)

Saluti

[pusillus]

ho cercato di calibrare con una termocoppia esterna.
Purtroppo la differenza è di piu di 200°. Penso che la termocoppia interna sia troppo a contatto con il filamento della termoresistenza. Credo che saldatore non valga neanche i suoi 3€.

Peccato perché non era cosi malvagio il progettino, ma non credo di poterlo portare avanti.

[edgar]

Ho assemblato a mia volta una stazione di saldatura con un saldatore simile al tuo ed il risultato non mi ha soddisfatto, il controller rileva una temperatura di oltre 350 gradi quando lo stagno 63/37 inizia giusto a fondere.
Il problema dovrebbe risiedere nell'accoppiamento elemento riscaldante-punta che è molto lasco. Giusto per non buttare il tutto potresti procurarti uno stilo con elemento riscaldante T12, che integra riscaldatore, sensore e punta. Dovrebbe usare la stessa termocoppia ed ha sempre un prezzo vile. Essendo tutto integrato credo dovrebbe avere meno problemi.

[pusillus]

Quindi mi consigli di prendere l elemento riscaldante come questo?
Durable In use 1pcs T12-ILS Welding Tip Replace Solder Iron Tips Soldering Tips For Soldering Handle Welding Equipment
http://s.aliexpress.com/6fYNJjma
(from AliExpress Android)
poi, se funziona,prendo anche il manico
Grazie