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标题: 角落吃灰模块重生记（之一）数控T12烙铁制作（主打一个折腾和学习过程） [打印本页]
作者: wangbeng 时间: 2023-8-30 21:59
标题: 角落吃灰模块重生记（之一）数控T12烙铁制作（主打一个折腾和学习过程）
业余制作，其实主打的就是一个缝合，这里抄个想法、那里抄个电路、再去抄段程序，一缝合，就是自己的一个小制作。也只有在这样的缝合过程中，才更能找到乐趣和动力，学到东西。
现在网络的便捷和朋友们的无私分享，开源方案各种类型都有。而且现在制作PCB既方便了，还免费。大部分人可能习惯于照搬开源资料，立创打板。但有一些朋友却不敢给合自己的想法和实际，去尝试改进、完善，有些甚至不敢改动一个电阻或电容，对于软件，也只求有个hex固件可以烧录就行。但这样最终其实只是练习了一下焊接技术，基本没学到啥。
今天就分享下我的过程，希望能让大家手里的吃灰东西派上用场，更重要的是希望能提出一种思路，让一些朋友跨出自己设计和制作（缝合）这一步。直接从空白开始设计制作一个作品，可能很困难，但在别人的基础上，缝合一下、修改一下、完善一下，个人觉得，只要有兴趣，还是应该没什么问题的。
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想必有很多喜欢折腾电子制作的朋友，手头都有一堆stc89、stc15、M8、arduino(atmega)、stm8等单片机制作的电子电压表表头或者最小系统开发板之类东西，已经放在角落里吃灰好久吧。我手里就有本坛前段时间比较流行的@桃源客 朋友开源共享的stc8h的电子电压表，当时打了5块板，焊了2块。一块用到电子负载上了，另外一块就一直在吃灰。
网上关于T12的制作很早就是个热门话题，烙铁本身也是喜欢电子的朋友的必备工具，
正好自己原来照搬开源资料制作的数控T12送给朋友了，自己用的是最简单的白菜白光。正好可以利用吃灰的物件，做一个，另外，也顺便继续学习一下C51单片机（平时一直用的arduino的，51的只是上次用来做了个简单的自行车尾灯。
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自己的垃圾堆里找出个24V3A的电源，正好是T12的绝配，只是体积有点偏大，好在烙铁也基本是固定使用。
其实，原理上来说，数控T12比模拟控制的T12更简单。“上电 - 检测T12温度（热电偶电压） - 和设定温度比较 - 低：加热，高：关闭 ”。就是这么简单。
而数字表头，直接就有单片机（ADC、引脚IO、显示屏、按键），电流检测部分还一般都有运放放大电路。几乎拥有一个完整的数控T12控制器硬件的全部，T12的控制过程也比较简单，又是一个适合初学者学习单片机的好项目。
我们需要额外做的，就是IO引脚输出电平控制大电流PMOS管控制T12加热和关闭，以及把T12的热电偶电压引入，硬件上只需要额外做这样一个小板就可以了。主要是软件的编制。
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以上是电子电压表头的简化图，原理是将电流在R5-1和R5-2上的压降电压，用TP09运放进行（1+250/2)倍的放大，单片机ADC采集放大后的电压，折算成电流值。我们需要用到的是原来电流检测的输入口Ain+,输入T12热电偶的电动势，放大后采集电压，折算成温度，和设定温度比较，用OUT1引脚输出的高、低电平，控制T12加热的加热和关闭。按键可以用来设定温度、功能选择等。
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用洞洞板做个小板，电路如上。就是端口控制PMOS输出（也可以用NMOS），加热T12，同时将T12的热电偶电压引入到运放，放大后ADC检测。
上图中 T12+和T12GND接T12烙铁头的正负端，OP9-Ain接图一的Ain+,MCU-IO接OUT1.
上图中 R5-1，R5-2检流电阻去掉，R3，R4分别换成300K和1K，放大300倍。
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小小的板上，其实各个元件都是有其用处的.
硬件就搞定了。
接下来就是软件了。
软件也简单，原来的电子电压表头软件已经搞定了显示、按键、ADC读取。我们只需要非常小的改动，就可以了。
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流程如上，就是这么简单。
简单到主流程其实只需要一句语句就足够表达了：
CurTempADC < SetTempADC ? HeatPin = 1 : HeatPin = 0;
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和数字电压电流表头连接好，烧录进程序，基本就可以很稳定的运行了。
如果追求完善，可以用上PID、眼花缭乱的UI、校准换烙铁头温度曲线等菜单，但核心就是上面这句话。
个人感觉这样其实就足够了，温度钝性很大的，不用PID也蛮稳定的，差个10来度根本没啥实际影响。
我其实都没去测算温度（主要是没有温度测量工具），直接用ADC值 / 10作为温度显示，使用时，多调节几次，感觉差不多了，看看CurTempADC的值，自己知道该多少就可以了。
视频：
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后续可以折腾的内容：
1.加上震动开关或干簧管，实现睡眠或自动关闭功能就可以了。
2.使用PID控制算法（可以控制加热持续时间或者PWM占空比），使温度更平稳。（这个要做得好，其实很不容易）
3.完善UI界面。菜单设置相关设置。（关于单片机的菜单系统，可以做个通用的框架。）
其实学单片机也不是特别无聊，从简单的项目入手，比较有趣，也学得深，会碰到各种的坑，逼着你去查资料、找原因。填坑的过程就是不断学习的过程。
以上制作比较粗糙，只是提供一个思路。
作者: dang 时间: 2023-8-30 22:19
很好的学习参考资料
作者: xktx09 时间: 2023-8-30 22:44
想当年也diy过，后面616养老了
作者: qwazxx 时间: 2023-8-30 22:45
搞一个系列教材，容易看的懂
作者: zigzagroad 时间: 2023-8-30 23:01
看上去是把3个按钮换成编码器了
作者: wfy2008 时间: 2023-8-30 23:32
动手能力超强
作者: moontree 时间: 2023-8-31 00:01
看着实用效果不错。
作者: se7ens 时间: 2023-8-31 00:23
有道理，可以练练手
作者: mhtlov 时间: 2023-8-31 00:38
不错的显示
作者: hbdj1234 时间: 2023-8-31 06:10
还是编码器的好用
作者: 13863122785 时间: 2023-8-31 08:12
电路还能拼凑一下，编程是真不会，我现在用的T12就是别人的hex文件自己凑的电路，连调个屏显方向都不行，屏还是反过来用的
作者: 微尘78217 时间: 2023-8-31 08:43
都是牛人
作者: hurdy 时间: 2023-8-31 08:55
牛啊！十几块钱的白菜白光还没用利索，楼主就开始自己搞了
作者: msz09861 时间: 2023-8-31 09:04
好帖值得学习
作者: 数码之家小马哥 时间: 2023-8-31 09:12
看不懂，学习中
作者: 亚历山大 时间: 2023-8-31 09:15
现在啥子都是用单片机，俺们就落后了，被淘汰了
作者: wlhcq 时间: 2023-8-31 09:31
读了楼主的文章，又长知识了！
作者: st911 时间: 2023-8-31 09:45
前几天也利用一个温控驱动板改了一个，是LM393运放和NMOS管的，用来控制以前的T1头，电压15v的那种。楼主这个数控，更高级，把显示的温度值用标准值校准一下就无敌了
作者: wangbeng 时间: 2023-8-31 11:54
确实，我也还是喜欢编码器。所以实际是改成了编码器的。
作者: wangbeng 时间: 2023-8-31 11:55
单片机更直观一点，调整、设置更方便。但模拟的感觉可靠性会更高。
作者: wangbeng 时间: 2023-8-31 11:57
其实，编程并没有想像中这么难。刚开始可以多看别人的程序，搞懂后，试着多改改就行。推荐B站的江协科大的单片机教程，完全是保姆式的，肯定能看懂。
作者: 9037 时间: 2023-8-31 12:07
单片机的一懂，重新学习
作者: jforu 时间: 2023-8-31 12:55
本来用开关电源是为了低成本， 但实际上， 电路又搞的不是低成本， 有点捡了芝麻掉了西瓜。
T12用变压器最好。不用考虑静电问题。低压也安全，大部分开关电源，高压与低压之间都会接一个电容。
用开关电源，却把电路部分搞的卖高价（有的成本不一定高）。
作者: fein44 时间: 2023-8-31 12:59
很实用的制作，没有花里胡哨的东西。
作者: imacg 时间: 2023-8-31 13:09
帖子的内容很认真的看完，学习了。但是感觉，还是一看就会，一干就废！还需要继续磨练。
作者: benx 时间: 2023-8-31 13:43
值得借鉴学习
作者: howinson 时间: 2023-8-31 13:54
坛子的精神就是巧妙利用旧物，并不是为了DIY而DIY
作者: 临风听雨 时间: 2023-8-31 15:34
不错，通俗易懂
作者: 752312522 时间: 2023-8-31 16:06
谢谢分享了
作者: m3132427 时间: 2023-8-31 16:20
做的不错值得学习
作者: wangbeng 时间: 2023-8-31 17:00
理论上确实如此，但实际应用中，我用开关电源的T12烙铁已经很多年了，单片机、MOS管都用这焊的，好像从来没遇到过问题。可能我用的元件还不是很精密，或者运气好吧。
实际上，电脑、手机这么精密的产品，使用和充电也都是用的开关电源。
个人感觉,重要的应该是使用高品质的开关电源和做好接地。
作者: yeswei2008 时间: 2023-8-31 17:06
楼主动手能力挺强
作者: fzg001 时间: 2023-8-31 22:12
很好的学习参考资料
作者: 13863122785 时间: 2023-9-1 08:51
jforu 发表于 2023-8-31 12:55
本来用开关电源是为了低成本， 但实际上， 电路又搞的不是低成本， 有点捡了芝麻掉了西瓜。
T12用变压器最 ...
变压器的没有接地照样烧件
作者: 天使之音 时间: 2023-9-1 09:33
简单的几个器件就搞定
程序，是灵魂
作者: 咯上 时间: 2023-9-3 17:12
我觉得t12回温差了点又比较难搞，温度显示跳变抖动大，可能运放被干扰或自激导致温度显示是假的，还有降温是否忽快忽慢，占空比大的时候温度会突降二三十度，这是反向电动势拉低了热电偶电压，jbc245就没这些问题，温度很稳显示降温都很稳，我把245改成两线t12一样用也出现这些问题，我在运放输出和负输入端并电容防自激，电容大的比如473电容效果就很好温度和温度显示都很稳但影响回温，电容小了比如102效果就不好
作者: wangbeng 时间: 2023-9-4 10:24
"还有降温是否忽快忽慢，占空比大的时候温度会突降二三十度，这是反向电动势拉低了热电偶电压"
我在制作中也发现了这个问题，不过不是在PWM占空比大的时候。
比如我设置350度，烙铁正常加热到350度，然后一直低占空比PWM（比如10%）维持在350这个温度。这时，如果我设置为300度，这时PWM占空比就为0，然后温度逐渐下降，直到低于300度的瞬间，重新开始加热。这个低于300度的瞬间，温度就会突然变成280度左右。（其实，只要是加热后，PWM从0变成非0的瞬间，温度就会突降20度左右）
一直没找到解决办法，也在网上查了，也没发现过有其他人提到过这个事情。我也一直怀疑是热电偶相关。
请教下大佬，这个“反向电动势拉低热电偶电压”具体怎么解释？有没有解决办法的思路？
作者: wfm324 时间: 2023-9-4 10:28
谢谢分享
作者: 金向维 时间: 2023-9-4 15:45
学习的过程最有乐趣
作者: ccbw 时间: 2023-9-4 18:52
越缝合东西越多。
作者: 咯上 时间: 2023-9-4 19:47
可以把t12理解为是一个电感，停止加热后电感还有维持电流继续放电，占空比大得时候测温时电感的电还没放光，这个拉低主要影响会反弹过冲，我的解决方法是慢慢增加占空比不要太激进，当然回温也会慢点
作者: 13863122785 时间: 2023-9-4 19:57
wangbeng 发表于 2023-9-4 10:24
"还有降温是否忽快忽慢，占空比大的时候温度会突降二三十度，这是反向电动势拉低了热电偶电压"
我在制作 ...
烙铁芯相当于一个电感，MOS关断瞬间，烙铁芯正极不就有个负脉冲，对应你那个图上，C1应该就是续流电容，你可以调整一下C1的容量试试，或者关断MOS到读取温度之间加个延时
作者: newboyfeng 时间: 2023-9-5 10:36
做得很好
作者: zhangzhao 时间: 2023-9-6 10:35
好想法。好多东西吃灰了
作者: 阿粗 时间: 2023-9-6 11:13
“业余制作，其实主打的就是一个缝合，这里抄个想法、那里抄个电路、再去抄段程序，一缝合，就是自己的一个小制作。也只有在这样的缝合过程中，才更能找到乐趣和动力，学到东西。”
讲得好，这算是diy修行心法层级的东西了
作者: 巨空 时间: 2023-9-7 14:47
这个24V3A的电源还比较规矩
作者: kkdkj 时间: 2023-9-8 11:36
做得不错，加分奖励
作者: wangbeng 时间: 2023-9-10 16:02
原来是这样，虽然我也确认应该是烙铁头的热电偶造成的，但还一直搞不明白是什么原因。谢谢了。
作者: wangbeng 时间: 2023-9-10 16:07
谢谢解惑。我实际的C1本来用了1uf的帖片电容，结果应该是耐压不够，炸了，没找到高耐压的，就没用，估计是有点影响。
但比较奇怪的是，我正常加热过程时并没有出现这种现象。而是在达到温度停止加热后，等冷却到设定温度以下时，重新加热时，才会发生温度突然下降20来度的现象。
甚至我在加热之前先不读取ADC，直接加热几个毫秒后，再读取，依然如此。
作者: pk_2010 时间: 2023-11-21 16:10
T12烙铁真的很好用！
作者: 236789 时间: 2023-11-23 13:32
高手啊值得学习
作者: duckyer1 时间: 2023-12-11 12:02
其实应该是停止加热时，c2上的电压高于传感器电压，没有泄放造成的。可以并联一个电阻。
作者: 慌慌张张 时间: 2023-12-11 17:50
没事，玩呗，反正最后都会买一个好的
作者: huiqingqi19 时间: 2023-12-11 21:09
读了楼主的文章，又学习了。现在都是用单片机了，这是自己的痛点。不会单片机跟不上时代了。
作者: 我们，， 时间: 2023-12-22 00:35
这个表头背面什么的，可以拍个图片吗？我也做了一个，但是精度不高，12伏只显示八伏，实在是不清楚怎么校准,qq1374586814
作者: wangbeng 时间: 2024-1-22 11:55
不好意思，才注意到你的回复。这个表头桃源客作者在立创硬件平台上开源的，你具体可以看下，有照片的。
https://oshwhub.com/13977300488/ ... -dian-liu-biao_copy
作者: newboyfeng 时间: 2024-1-22 17:13
除了个头有点大，其它还好
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