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[工仪] 打造一低成本模拟版智能二合一T12焊台

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发表于 2024-1-21 02:58:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控

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本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-24 17:01 编辑

打造一低成本模拟版智能二合一T12焊台
写在前面
T12焊台已经早就拥有了,使用过程中,不断加入模块,不断完善功能,上班也比较忙,还有老人需要照顾,所设计的电路还要加以验证,需要的元器件有些还要现从网上购买,所以,弄这个焊台,断断续续地用了好长时间。焊台所使用的功能在单片机面前轻轻松松就能实现,然而,现实中,不懂单片机的朋友大有人在,技术门槛有点高,所以,本贴所介绍的这个焊台功能,全用模拟电路实现,模块化设计,都是常用的元器件,稍有一点电子技术基础的就可以轻松制作。
本贴图片较多,有些可以略过,零功耗待机及提手柄即开机自认为比较有特色,可以重点看一下,并提出宝贵意见,促进实现更好的功能。
焊台特点简介
一、    低成本。
元器件都是红包或家元兑换和吃灰的器件组成。
二、    焊台电源二合一。
可调电源和T12焊台二合一。
三、    模块化设计,轻触开关机。
自复位开关轻触开关机。在整流、可调电源、T12控制板三个主模块的基础上,可随意增减其他模块,不影响主模块功能。
四、    低波纹低干扰
使用双牛降压,波纹和干扰可以忽略。
五、    全模拟电路实现智能化。
T12烙铁智能化
1、模拟温度显示。2、保温待机。3、延时关机。4、提手柄即开机。5、零功耗待机。
可调电源简易智能化
1.25V_28V可调,增加短路保护。
成品及视频演示

IMG20231216182028.jpg
成品面板

IMG20240117014935.jpg

成品整体外观
IMG20240117014956.jpg
近景

Video_1705767752930.mp4 (4.99 MB, 下载次数: 0)

轻触开机、快速关机、提手柄即开机、调压演示

Video_1705767762367.mp4 (2.04 MB, 下载次数: 0)
可调电源短路保护演示


电路组成
一、   总体电路框架示意图
模块化.png
整体由这几个部分组成

总体示意图.png

本图是示意图,因为仿真软件有些元件库没有,比如3061光耦和双向可控硅等,只能用示意图了。

二、   可调电源电路图及改造
短路保护.jpg
LM2596模块不带短路保护

改短路.jpg
按此图加装保护


三、   T12控制板电路图及改造
N管.jpg

红色部分为T12控制板改造,后边讲原理

四、   模拟温度表电路图及分析

改表模拟.png

改表可调.png
仿真模拟表调整参数

模拟显示温度.jpg

@邓穿石 老师的图一用



计算公式.png

模拟表电阻参数计算公式


曲线.png

模拟表数据分析

五、   提手柄即开机及零功耗待机电路图
抬起开机.png

最初的提手柄开机电路,后边有改进

提手柄开机及零功耗待机.png
提手柄开机最终确定图

提手柄开机.gif

提手柄开机原理动画


六、   延时关机电路图

延时.png
后边有讲解延时原理

七、   轻触开关机电路图

轻触开机自锁,快速释放关机

开关机.gif

开关机原理动画


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最后说明(请看90楼,老板已经同意给咱们数码之家的朋友免邮了,朋友们可以买到便宜的烙铁头了)


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 楼主| 发表于 2024-1-21 02:59:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-21 13:26 编辑

本层讲一下改造部分原理:


1、T12控制板改造


N管.jpg

T12控制板改造部分,加4148,是为了缩短检测温度的时间,增加回温速度。加22欧电阻,在手柄放下时,2脚电压是平时电压的约1/3,这样T12烙铁头既不断电失温,还能保持一定的温度,减小等待时间。
2、LM2596可调电源加短路保护
短路保护.jpg

改短路.jpg

上图是网购成品板电路图,不带短路保护。加9014等元件提供短路保护。LM2596原理5脚低电位使能,当输出端短路时,9014基极低电位不导通,R1拉高5脚电位,LM2596关断输出,从而进行保护。

3、改模拟温度表

模拟显示温度.jpg

首先请先参考邓大师的大作--
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1625668



改表模拟.png

用仿真软件模拟加装模拟温度表的情况

改表可调.png

因为模拟表调整电阻为非标值,所以实际中图中所加电阻要用两个精密电位器进行调整

计算公式.png

根据邓大师提供的计算公式,设计此表,方便计算,对邓大师的电路进行了一点改进,就是,我用的是电压表的20-48V这段,邓大师用的是2-4.8V这段,因为这种电压表在小电压的时候线性度不好,所以我改用20-48V,这段有良好的线性度。后边7楼有实测数据验证。

曲线.png

这表是用仿真软件模拟的,改表后的数据,可以看出,加表前后曲线基本一致,假设温度电压曲线是线性的,结合仿真图中的R1R3电压值曲线,下部离得近些,上部离的远些,从实测数据看,高温部分表的计数比实际温度稍低一些,基本上跟表中曲线相对应,模拟表读数在高温段比实际温度低了不到10度,基本是可以接受的。

4、延时关机及开机和快速释放关机

延时.png

开关机.gif
轻触开机,按下开机按钮(自复位开关)时,整流有电压,通过R1给Q1和继电器提供工作电压,延时芯片上电低电位,Q2不通,Q1导通,继电器吸合,完成电源自锁开机。快速释放关机
,为什么叫快速释放关机而不叫关机呢,本来给Q2基极加高电位或Q1基极加低电位都可以让继电器释放关机,但是,由于滤波电容容量达11000UF,按前边办法必须等大电容放完电才能松手,不然,一放手,继电器又会马上吸合,所以,电路中增加了R1和Q3(可控硅),一是按下关机按钮,Q3立即持续导通,拉低R1上端电压,继电器释放,二是同时大滤波电容通过R1快速放电,为下次开机做好准备。如果不能给大电容快速放电,那么因为Q3待续导通,不能立即开机。实测开关机间隔小于1秒,(理论时间常数0.11秒)。延时关机,电路中所使用的延时芯片特性是,上电(手柄压下)输出低位并开始计时,延时到来时,输出高电位,Q2导通,Q1断开,继电器释放关机。在延时时刻未到来时,只要芯片断电,延时会在下次加电后重新开始延时。也就是说,手柄放下开始延时,手柄抬起前边延时作废,直到重新放下手柄再开始下次延时。

5、提手柄开机及零功耗待机(本贴的重点


抬起开机.png
最初设计的是这个提手柄开机电路,虽然也能实现提手柄即开机,但有个弊端,就是当手柄拿起,而又断电时,电池会通过R2把电放完,将电池饿死。所以改进为下图,



提手柄开机及零功耗待机.png




提手柄开机.gif

中图中Q1和D1分别为过零双向光耦3061和双向可控硅BT138,因为仿真软件中没有它们的库,所以,只是示意图,明白了光耦导通相当于开机按钮就行了。焊台不工作时,手柄放下,支架开关下组与保温电阻接通,同时断开电池负极;上组把7805输出与延时芯片和R3接通,当手柄抬起时,支架开关下组将电池负极接地,上组将R3悬空,Q2不通,电池通过R1给C1(220UF)充电,充电电流使光耦D1导通,触发BT138(与开机按钮并联),从而使电路得电,继电器自锁,焊台正常工作,同时支架开关上组将5V通过D3D2,加至电池正极,对电池进行充电,D2为4148硅二极管,D3为肖特基二极管,经过D2D3降压,正好在4.2V左右,这样不用担心对电池过渡充电,当电池电压低于4.2V很多时,充电电流就会加大,所以,电池撑不着也饿不死。当手柄放下时,此时工作台有电,开关下组与保温电阻接通进行保温,上组使5V通过R3让Q2导通给C1(220UF)放电,为下次提手柄开机做准备,(如果没这步给电容放电,下次再提手柄时,无法给电容充电,光耦无法导通,不能开机了)。零功耗待机 从图中可以看出,无论支架开关放下还是抬起,电池都没有放电通道,(除瞬时给电容充电外,而充电失去的电量,会在提起手柄时得到充电补充)电路不用专门的辅助电源值班,可以认为是零功耗待机。

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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:00:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-24 16:58 编辑

本层是成本核算

整个下来,现金也就10元左右吧。

本楼可以略过



22年6月3日买的,在这里得说说这个烙铁老板,那可是真是太好了,很给咱们数码之家面子。(请看90楼,老板已经同意给咱们数码之家的朋友免邮了,朋友们可以买到便宜的烙铁头了)
本来他是不包邮的,我要两个,说是数码之家的,可以给他宣传一下,要求免邮,别说,咱们数码之家还真有名头,人家真给包邮了,后边有他们的店铺名,朋友们有需要的可以去看看,质量还不错,我一直在用。

IMG_20220606_020306.jpg


后边有单,便宜呀
IMG_20220606_231320.jpg

吃灰古董,不花钱
IMG_20220614_104220.jpg

淘汰下来的。

参考这里--拆个燃气直阀
https://www.mydigit.cn/forum.php ... 2165&fromuid=473544


IMG_20220705_131011.jpg

楼道对讲机里边的,淘汰品不花钱
IMG_20220708_100551.jpg

红包买,很少钱,只是实验时烧了好几片
IMG20231106113604.jpg

可调电源用,虽然有点贵,但是有红包
IMG20231111144933.jpg

老古董。很早之前的远程无绳电话机电源,用它里边的小牛,两台并联用
IMG20240117231845.jpg


IMG20240117231851.jpg


IMG20240117231929.jpg

看参数能达到24V
IMG20240117232712.jpg

单子显示有邮费,是老板操作的,其实,结合红包使用情况,跟没拿邮费一样的,如果不免邮,要10元才行。
这里有店铺名字,需要的时候可以去看看,质量不错,人家对咱们数码之家这么给面子,咱能照顾一下老板就照顾一下吧,反正用谁的都是用,他的质量也不错,也不贵。
(请看90楼,老板已经同意给咱们数码之家的朋友免邮了,朋友们可以买到便宜的烙铁头了)
Screenshot_2024-01-15-23-50-45-94_017caa14db68980.jpg


Screenshot_2024-01-15-23-51-03-59_017caa14db68980.jpg


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Screenshot_2024-01-15-23-59-54-44_090d9ae461b065c.jpg


Screenshot_2024-01-16-00-00-48-19_017caa14db68980.jpg


Screenshot_2024-01-16-00-14-26-67_49d2a3e79265acd.jpg

改造温度表的时候烧了好几个0.28吋的电压表,它的工作电压根本达不到他们宣传的指标,尽量降低它的工作电压吧,不然很容易烧。

Screenshot_2024-01-16-00-15-12-25_49d2a3e79265acd.jpg


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Screenshot_2024-01-16-00-22-22-74_090d9ae461b065c.jpg


Screenshot_2024-01-16-00-22-33-19_090d9ae461b065c.jpg


控制板和支架是本论坛商城换购的,也没拿现金
T12支架.png


控制板.png

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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:00:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-21 13:34 编辑

本楼是最初版,用了一个单牛,但电压不太高,而且只加了保温。照片早照下了,当时才用上T12,比较新鲜,比较兴奋,照得不少。


烙铁头前边说不少了,不说了
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说说支架吧,得自己制作,这是汽车钟表上的插头,黄铜插针当电极不错,弹性好还耐磨
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坛友小林子做的支架,前边这个圈是纤维板,我换成铁垫片了,很结实
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电极制作的还不错
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从UPS中挖个牛
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看这电压还行
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17.2X1.414=24.32V,只可惜呀,这是虚电,一带载就不行了
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古董壳子不花钱
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洞洞板做整流部分
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开始的时候没大电容,两个1000UF的并联
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航空插,二线的,控制部分都在焊台上,所以两线最好,可以用很粗的线,我就用14号线,2平方的平行硅胶线
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测试满载功率
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有点小呀,牛的电压太低了
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怎么都达不到满功率
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先做好框架吧
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过程中控制板上的78L05烧了,网购到货换上
IMG_20220630_163756.jpg

手动开关接线
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IMG_20220703_103045.jpg

初版就这样,二合一,只有保温功能 ,电源也没短路保护
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换成两个小牛,并改造可调电源,实验中
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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:01:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-23 09:40 编辑

本楼继续改进

将牛换成两个电压高点的并联使用,加模拟温度表,加延时,加提手柄开机等。照片可能顺序不太对,但能看明白。


手动开关
IMG_20221119_182202.jpg


用插接式
IMG_20221119_182309.jpg

给模拟表开孔
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IMG_20221119_205119.jpg


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换成两个电压高点的小牛并联使用
IMG_20221121_214155.jpg

可调电源贴在背面铁壳上
IMG20231104084905.jpg

换成10000+1000=11000UF的大电容
IMG20231104090540.jpg

加延时板
IMG20231216181722.jpg

背面壳子打孔固定延时板
IMG20231216181728.jpg


模拟温度表调整小板
IMG20231216181742.jpg

模拟温度表固定在这里
IMG20231216181749.jpg

提手柄开机小板与延时小板套在一起固定
IMG20240108174609.jpg


IMG20240108174615.jpg

调压电位器换成多圈精密电位器
IMG20231216181758.jpg

两个线束与支架开关联接
IMG20240108174650.jpg


IMG20240108174956.jpg

改后成品
IMG20240117014935.jpg

最终定型
IMG20240117014947.jpg

支架开关
IMG20240108174825.jpg







背面弄一个备用烙铁收纳架
IMG20240108174719.jpg

左边是一块磁铁,右边是一截直径合适的管子,右边不透。
IMG20240108174726.jpg


IMG20240108174807.jpg




IMG20240117091214.jpg

IMG20240117015611.jpg

IMG20240117014956.jpg





IMG20231216125606.jpg

IMG20231216182028.jpg

IMG20231216182101.jpg












下边视频看一下支架开关运作情况

wx_camera_1705428126772.mp4 (1.18 MB, 下载次数: 0)

wx_camera_1705428177596.mp4 (3.08 MB, 下载次数: 0)


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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:02:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-21 14:14 编辑

本楼是可调电源部分的制作过程

开始想省事,直接用LM338T,可惜买不着真货,一下子好几个都烧了,后来又换317T加大功率管扩流,同样,大功率管也买不到真的,也是买一批烧一批,无奈之下改用LM2596模块,加了个短路保护完事。


开始用它,烧了几个
IMG_20220619_175122.jpg


IMG_20220619_175038.jpg


IMG_20220619_175626.jpg


IMG_20220620_004238.jpg


LM338T烧完之后,换这个线路制作可调电源
IMG_20220703_164203.jpg


又接连烧了好几个大功率管,假货真多啊
IMG_20220626_104116.jpg

IMG20231111113637.jpg


IMG_20220626_112424.jpg


IMG_20220626_113207.jpg


IMG_20220626_113353.jpg

电压表
IMG_20220701_011242.jpg


IMG_20221112_000517.jpg


IMG_20221112_000538.jpg


IMG_20221112_000558.jpg


短路保护.jpg

改短路.jpg



可调模块
IMG_20221119_100940.jpg


IMG_20221119_101710.jpg

选短路保护9014
IMG_20221119_114045.jpg

按板造型
IMG_20221119_135527.jpg

加绝缘
IMG_20221119_140004.jpg


焊好
IMG_20221119_134643.jpg

加散热片
IMG_20221119_233305.jpg


IMG_20221120_093838.jpg

涂硅脂
IMG_20221120_094013.jpg

因地线跟壳子相通,用尼龙螺丝固定可调电源模块
IMG_20221120_094107.jpg

固定在后面铁板上
IMG_20221120_100700.jpg

开始用这种电位器,调节的时候灵敏度太高,换
IMG20230708011939.jpg


换成下边这种

IMG20231111144933.jpg


IMG20231116012907.jpg


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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:02:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-21 14:20 编辑

本楼是模拟温度表的制作与调试


制作模拟表的时候,费了一番功夫,一是水平有限,一直没弄清小数点的问题,二是电压表质量不太好,工作电压稍高就烧了,弄坏了好几个0.28吋的电压表

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为了弄清小数点问题,拆数码管,把板子过孔都弄坏了
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终于弄清小数点问题了,专门买了空针,用于断开数码管小数点管脚
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双层板,实在是不好断开管脚 ,用截下的空针套在电钻上,总算是把小数点管脚给断开了
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成功了。最终得出结论:表要用11个管脚数码管的表,小数点管脚就是5个脚那个边中间那个脚 。现在有新型表用的数码管只有6个脚,这样的表无法把小数点去掉。但也不是没有办法,可以用遮挡法把小数点给遮住,只是那样用,在完美主义者那里会很难受。
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下边是显示温度与实际温度对比

显示198度
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实际198度
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测试方法
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199度 差距很小
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显示234度
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实际237度,稍高一点
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显示300度
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实际301度,差距不大
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显示388度
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实际384度,稍低,可接受
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跟仿真值基本吻合
曲线.png

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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:03:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-26 20:52 编辑

本楼是提手柄开机及零功耗待机电路


制作提手柄开机小板
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要跟支架开关结合使用
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支架开关
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值班电池,用于提手柄开机
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测试提起手柄后电池充电情况,
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电压越低充电电流越大
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做插头连接小板与支架开关
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做好插头
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小板已制作完成
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细看一遍
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给高压部分做绝缘,用电池的衣服,剪成两截
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套成双层
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装在延时小板上
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开始设计的电路有弊端,电池有可能耗尽 ,弃之不用了
抬起开机.png


动画可以看得很明白左边发光管是5V延时和保温指示用,右边是发光管是光耦的初级
提手柄开机.gif


最终确定用这个电路,不怕电池耗尽
提手柄开机及零功耗待机.png

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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:03:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-26 21:02 编辑

本楼制作延时关机小板


开轻触开机按钮孔
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开机按钮
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后来发现不能立即关机,再加个快速释放关机按钮
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开始的时候准备用555延时模块,动画原理图,抬起烙铁,开关闭合,延时清零,放下烙铁,开关打开,延时开始计时
555抬起闭合.gif


555延时保护.png

改造模块,加大电容量
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5脚加二极管增加延时时间
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把可调电位器取下
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换成一个大电阻,延时时间大约20分钟。后来觉得它体积有点大,延时时间受环境影响太大,增加其他功能也不太方便 ,放弃了。
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重新自行设计延时小板,使用24V继电器
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喜欢使用洞洞板,方便灵活电路设计,不限封装规格
IMG20231105185124.jpg

这次使用成品延时小芯片,精度比较高,受环境影响小
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只是这个小芯片很娇贵,稍不注意就烧,实验过程中烧了好几个。
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延时芯片接线图
tb_image_share_1705799674142.jpg.png

延时芯片电气参数及延时参数
tb_image_share_1705799758776.jpg.png



支架开关也要重新设计
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延时小板装在这里
IMG20231116235123.jpg



IMG20240108173716.jpg


开关机.gif


延时.png

我设计的是延时20分钟自动关机,时间太长,不好模拟动画了。上边只模拟了开机和快速关机。

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 楼主| 发表于 2024-1-21 03:04:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 kkdkj 于 2024-1-22 11:19 编辑

本楼介绍支架开关的制作


前边有帖子连接,燃气阀,早有打算做成T12烙铁支架
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材质非常了得,锯了半天,不太容易
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这是个抽屉拉手,做防烫挡头
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楼宇对讲机里边的叉簧开关,双刀双掷
IMG_20220708_100551.jpg

背面
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截去无用部分
IMG_20220708_100739.jpg

角铁做支架
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看看样子
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侧面比较直观
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这是初版时的样子
IMG_20220712_135921.jpg


IMG_20220717_225914.jpg

初版时只有保温功能
IMG_20220717_225927.jpg


这是初版时候的
Video_1705795879303.mp4 (2.12 MB, 下载次数: 0)

下边两个是最终确定的
wx_camera_1705428177596.mp4 (3.08 MB, 下载次数: 0)


wx_camera_1705428126772.mp4 (1.18 MB, 下载次数: 0)


全贴完,谢谢关注!







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发表于 2024-1-21 04:16:48 | 显示全部楼层
T12又被玩出新花样

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发表于 2024-1-21 06:07:05 | 显示全部楼层
经常外出的原因,一直热衷于工具便携轻量化

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kkdkj + 6 以后有机会再弄便携式的

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发表于 2024-1-21 07:05:16 | 显示全部楼层

T12又被玩出新花样

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发表于 2024-1-21 08:08:03 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
赶快去申精,睦版对纯资料纯技术是支持的

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发表于 2024-1-21 08:10:27 | 显示全部楼层
网络太慢了,图片多了,打开太慢了.

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kkdkj + 6 只看一楼就行啊

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发表于 2024-1-21 08:22:37 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
老厉害了哈哈

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发表于 2024-1-21 08:51:04 | 显示全部楼层
太厉害了,不但东西做的漂亮,连教程都是通俗易懂,既授人以鱼,又授人以渔!!

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发表于 2024-1-21 09:10:53 | 显示全部楼层
下重本了,精密多圈线绕电位器都用上了,这是奔着设精去的!

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kkdkj + 6 不贵,1.5元拿下了。

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发表于 2024-1-21 09:15:30 | 显示全部楼层
这就是传说中的工业废土风吗

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kkdkj + 6 不太懂那个呀

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发表于 2024-1-21 09:31:36 | 显示全部楼层
看的眼花缭乱,能再模块化一点,就更好了。

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kkdkj + 6 一共5个模块,再模块还能怎样呢?.

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