Таймер на микроконтроллере atmega8

в TECHNO BROTHER2 года назад

Решил поделиться простеньким проектом, который я запилил себе для обучения AVR C.

На плате имеется разъём под кварц, 4 тактовые кнопки, выведенные штыри GPIO, разъём SPI для программирования, разъём USART, несколько дополнительных портов питания 5в (БЕЗ предохранителя), 2 подстроечника на 10Ком, ну и конечно же «кроватка» под сам мк.

Фото ниже.

В Sprint Layout

После травления и сверления

Нанёс «шелкографию» методом ЛУТ, лаком не покрывал, забил на этот раз, посмотрю как будет держаться.

Ну и готовый вариант:

Обратную сторону не показываю, там срака, флюс не смывал, хочу феном пройтись для более ровного припоя. А может и так оставлю. Что можно было сделать лучше — сделать отключаемым подстроечник на ноге C0, сделать отключаемыми кнопки, добавить больше штук всяких… Но пока и так пойдёт.

СМД компоненты:

Резистор на 10к (1002, разм. 1206) для подтяжки reset и кнопок к VCC — 5шт.

Конденсатор 0,1мкф (разм.1206) на кнопки и по питанию — 5шт.

Остальное всё можно легко посчитать по фотке, там в основном штыри.

Если будут вопросы — пишите.

Показать полностью3

На рынке представлена недорогая продукция разных производителей (например, AIOU / YOUYUE и др.). Но у них, как правило, есть какой-то значительный дефект, либо спорный дизайн.

Предупреждаю: эта цифровая паяльная станция нужна, чтобы единственно паять, без лишних украшений типа AMOLED-дисплеев, сенсорных панелей, 50-ти режимов работы и интернет-управления.

Но все же у него будет несколько особенностей, которые вам пригодятся:

• неактивный режим (поддерживает температуру 100-150°С, когда паяльник лежит на подставке.
• таймер автоматического отключения, чтобы забывчивость не стала причиной пожара.
• УАПП для отладки (только для данной сборки).
• дополнительные разъемы на плате для подключения второго паяльника или фена.

Интерфейс достаточно прост: я сделал две кнопки, поворотный регулятор и ЖК-дисплей 16х2 (HD44780).

Для чего делать станцию самому

Причин, по которым представленные на рынке станции, не вызывают доверия, несколько: никогда нельзя знать наверняка, что вы приобрели хорошее изделие, до тех пор, пока оно не пройдет полный тест-драйв; пока вы не разберёте станцию, чтобы увидеть и оценить начинку и качество сборки; и, наконец, вы не можете пообщаться с другими владельцами этой же модели, чтобы поделиться впечатлениями и обсудить плюсы и минусы станции из-за того, что многие компании выпускают свою продукцию на рынок под новыми брендами каждые пару лет.

Пару лет назад я приобрел паяльную станцию через интернет, и, хотя работает она до сих пор хорошо, я устал работать с ней из-за дурацкого дизайна (короткий шнур питания, обдув не компрессорный и короткий неотсоединяемый шнур жала). Из-за недочетов в дизайне эту станцию даже на столе переставлять неудобно, корпус крутится вслед за жалом. Нутро было залито термоклеем, неделя ушла только на очистку компонентов и устранение мелких и крупных недостатков.

Крепление шнура подставки паяльника держалось на честном слове, изоляция постоянно сбивалась, а это и разрыв провода, и возможный пожар.

Шаг 1: Необходимые материалы

Список материалов и компонентов:

• Преобразователь 24 В 50-60Вт. У моего трансформатора есть вторичная линия 9В, которая пойдет на логические элементы, в то время как первичная линия пойдет на паяльник. Также можете использовать понижающий преобразователь 5В для элементов, и отдельно внутреннее содержимое блока питания 24В для паяльника.
• Микроконтроллер ATMega8.
• Корпус. Подойдет любая коробка из твердого материала, предпочтительно металлическая, можно взять корпус от блока питания. Можно заказать такой корпус.
• Двухсторонняя медная плата 100х150 мм.
• Поворотный регулятор от старого кассетного магнитофона. Работает отлично, нужно только заменить колпачок регулятора.
• ЖК-дисплей HD44780 16х2.
• Радиокомпоненты (резисторы, конденсаторы и т.д.).
• Стабилизатор напряжения LM7805 или аналогичный ему.
• Радиатор размером не больше корпуса TO-220.
• Сменный наконечник HAKKO 907.
• МОП-транзистор IRF540N.
• Операционный усилитель LM358N.
• Мостовой выпрямитель, две штуки.
• 5-контактное гнездо и штекер к нему.
• Выключатель.
• Штепсельная вилка на ваш выбор, я использовал разъем от старого компьютера.
• Предохранитель 5А и держатель для предохранителя.

Время на сборку – примерно 4-5 дней.

Что касается источника питания, то вы можете сделать вполне жизнеспособные версии/дополнения. Например, можно получить блок питания 24В 3А, использовав LM317 и LM7805, чтобы сбросить напряжение до. Все детали из этого списка можно заказать с китайских интернет-площадок.

Шаг 2: День первый – продумываем электрическую схему

У паяльника HAKKO 907 много клонов, еще существует две разновидности оригинальных жала (с керамическими нагревательными элементами A1321 и A1322).

Дешевые клоны – примеры ранних копий, с применением ХА-термопары и керамического нагревателя самого паршивого качества, или вовсе с нихромовой катушкой.

Клоны чуть подороже практически идентичны оригинальным HAKKO 907. Определить оригинальность можно по наличию или отсутствию маркировки на оплетке провода бренда HAKKO и номера модели на нагревательном элементе.

Можно также определить подлинность изделия, измерив сопротивление между электродами или проводами нагревательного элемента паяльника.

Оригинал или качественный клон:

• Сопротивление нагревательного элемента – 3-4 Ом
• Термистор — 50-55 Ом при комнатной температуре
• между жалом и ESD заземлением — меньше 2 Ом

Плохие клоны:

• На нагревательном элементе – 0-2 Ом для нихромовой катушки, больше 10 Ом для дешевой керамики
• на термопаре – 0-10 Ом
• между жалом и ESD заземлением – меньше 2 Ом

Если сопротивление нагревательного элемента слишком велико, скорее всего он поврежден. Лучше обменяйте его на другой (если есть возможность) или купите новый керамический элемент A1321.

1. На выходе каждой вторичной линии напряжения устанавливаем мостовой выпрямитель. Я купил несколько выпрямителей 1000 В 2 А хорошего качества. Преобразователь на 24В линии выдает максимум 2А, а паяльнику нужна мощность 50 Вт, получается общая расчетная мощность будет примерно 48 Вт.
2. К линии вывода 24В подключен сглаживающий конденсатор 2200 мкф 35 В. Кажется, что можно было взять конденсатор емкостью поменьше, но у меня в планах подключение дополнительных приборов к самодельной станции.
3. Для снижения напряжения питания контрольной панели с 9В до 5В я использовал регулятор напряжения LM7805T с несколькими конденсаторами.

Управление через ШИМ

1. На второй схеме изображено управление керамическим нагревательным элементом: сигнал с микроконтроллера ATMega идет на МОП-транзистор IRF540N через оптрон РС817.
2. Значения резисторов на схеме условные, и в окончательной сборке могут быть изменены.
3. Пины 1 и 2 соответствуют проводам нагревательного элемента.
4. Пины 4 и 5 (термистор) соединяются с разъемом, к которому подключим операционный усилитель LM358.
5. К пину 3 подключено ESD заземление паяльника.

Подключения к плате контроллера

Основа паяльной станции – микроконтроллер ATMega8. На этом микроконтроллере достаточно разъемов, чтобы не использовать сдвиговые регистры для входов/выходов и сильно упрощает дизайн устройства.

Три пина ОС для ШИМ дают достаточно каналов для будущих дополнений (например, второй паяльник), а количество каналов АЦП дает возможность контролировать температуру нагрева. На схеме видно, что я добавил дополнительный канал для ШИМ и разъемы для датчика температуры на будущее.

Помимо основных разъемов я добавил 4-хпиновый разъем УАПП для установочной отладки (мы подключим только пины RX, TX и GND).

ISP коннектор не вводим в схему. Для подключения микроконтроллера и его перепрограммирования в любой момент я установил DIP-28 разъем.

Шаг 3: День 2 – подготовительная работа

Корпус, который я заказал, оказался слишком мал для моего проекта, или компоненты оказались слишком велики, поэтому я заменил его на более вместительный. Минусом стало то, что и размер паяльной станции увеличился соответственно. Зато появилась возможность добавить дополнительные приборы – диодную лампу для комфортной работы, второй паяльник, разъем под жало для пайки припоем или дымоудалитель, и т.д.

Обе платы были скомпонованы в один блок.

Подготовка

Для разъема сверлим отверстие в стенке корпуса. Проверьте, входит ли разъем в отверстие, и оставьте его там. Остальные компоненты передней панели мы установим позже.

Припаяйте к разъему 5 проводков и смонтируйте 5-типиновый разъем, который пойдет на плату. Затем вырежьте отверстия под ЖК-дисплей, поворотный регулятор и 2 кнопки. Если вы хотите вывести кнопку включения на переднюю панель, под нее тоже нужно вырезать отверстие.

На последней фотографии видно, что для подключения дисплея я использовал шлейф от старого флоппи-дисковода. Это отличный вариант, также можно использовать шлейф IDE (от дисковода жёстких дисков).

Шаг 4: День 2 – Делаем печатную плату

Вы можете использовать мой чертеж для печатной платы, или сделать свой, удовлетворяющий вашим требованиям и техническим характеристикам.

Прикладываю ZIP-архив со схемой и топологией печатной платы в Eagle (окончательный вариант) и PDF-файл с верхним и нижним слоями платы.

ФайлыVarikapЭлектроникаДобавлено 6 комментариев Хочу предложить мастерам Самоделкина для рассмотрения и возможного повторения, очень простую схему, очень хорошего таймера. С удобной навигацией по меню, с жидкокристаллическом LCD дисплеем , с часами реального времени, с минимально возможным количеством деталей и при всем этом можно запрограммировать целых сто временных отрезков в течении суток.Компактные размерыВидео проверки таймераСердцем данного таймера является очень популярный и уже не дорогой микроконтроллер Atmega8. Вы можете сказать, что для прошивки нам потребуется программатор которого нет, но это не так, для прошивки Atmega достаточно всего пять коротких 10-15 см. проводков подключенных через резисторы 150-200 Ом. напрямую к LPT порту по этой схеме. Вот по этой причине, эти микроконтроллеры стали самыми популярными у радиолюбителей.На этом рисунке Вы видите: Схему распиновки ножек МК для подключения и прошивки.Пункт 1. Подготовим все необходимое для изготовления таймера.Самые обязательные радиодетали схемы, остальное обычно можно подобрать у себя дома, самая маленькая микросхема, это часы DS1307.Нам потребуются такие радиоэлементы:•Микроконтроллер Atmega8•Интегральные часы DS1307•LCD жидкокристаллический индикатор•Стабилизатор 7805•Конденсатор 500-1000 Мф — 16 вольт.•Реле или электронный ключ (в зависимости от нагрузки которая планируется подключаться).•Резисторы сопротивлением 5,1ком — 3 шт., резистор переменный (по мануалу LCD дисплея).•Кварц часовой 32768 Гц.•Кнопки без фиксации — 4 шт.•Батарейка таблетка на 3 вольта.•Текстолит для платы.•Небольшой трансформатор ~220в. -> ~6-12в.•Коробка распаечная для корпуса.+ Для программатора: резисторы 150-200 Ом. — 4 шт., разъем LPT порта (для удобства, не обязателен).Обязательные инструменты каждого радиолюбителя:•Паяльник для пайки микросхем, паяльник для пайки пассивных радиодеталей и проводов.•Тестер для прозвонки дорожек и проверки радиодеталей.•Олово, канифоль.+ Принтер лазерный (для изготовления платы или другой способ).Пункт 2. Приступим к изготовлению.Таймер будем делать по этой главной схеме.Как видите на ней отсутствует схема блока питания и выходного исполнительного устройства, это потому, что возможно вы решите использовать выносной стабилизированный БП, а также не известно какую нагрузку вы планируете подключать, поэтому, каждый должен сам выбрать исполнительное устройство под свои технические требования.Лично я своем таймере применил вот такую схему БП и исполнительное устройство на транзисторе и реле.Но вы можете захотеть в качестве исполнительного устройства применить триаки, тиристоры и симисторы, варианты таких схемных показаны ниже.Они более компактные (без радиатора), но менее мощные, чем простое реле.В соответствии с главной принципиальной схемой + БП + ИУ и анализом монтажных габаритов вашей коробки для корпуса, а также размеров подобранных радио элементов, проектируем форму, размер и рисунок дорожек на плате. Для этого удобно пользоваться программой Sprint Layout. Для моего устройства получилась вот такая простая плата.Полученный рисунок переносим с помощью специального маркера или по технологией ЛУТ (с помощью лазерного принтера и утюга) на медный слой текстолита. Если у вас принтер лазерный Brother (как у меня), то идею с ЛУТ лучше сразу забросить, по причине используемого в нем тугоплавкого тонера ~400C вместо обычных~200С, я кстати когда-то по глупости купил этот принтер именно для ЛУТ :(., поэтому в результате моя плата рисована маркером. Нанесенный на медь рисунок вытравливаем в ванночке с хлорным железом или любым другим специальным раствором.На готовую плату припаиваем детали согласно схеме, особое внимание обращаем при монтаже и пайке микросхемы часов и кварцевого элемента. Длина дорожек между ними должна быть минимальной, а лучше использовать микро кварц из наручных часов и припаять его непосредственно к ножкам МС часов. Все свободное пространство рядом с МС часов и кварца заполняем площадками корпуса (GND). Батарея необходима для поддержания часов в рабочем состоянии во время отключения от сети. Если по какой-то причине вы не стали устанавливать эту батарейку, то посадите плюсовой провод на корпус, иначе часы просто не пойдут.Микроконтроллер прошиваем программатором или с помощью 5 проводков.*Прошивка*Автор прошивки специально для удобства (за что ему спасибо) и не стал изменять заводские фьюзы, что очень сильно облегчает, без заморочки, прошивку для начинающего радиолюбителя. Если МК еще не использовался, новый из магазина, то просто заливаете прошивку и все, но если уже есть изменения в фьюзах, то надо выставить их так CKSEL=0001. Все остальное просто и не нуждается в пояснении.Пункт 3. Сборка.Для корпуса очень удобно использовать распаечные коробки из пластмассы, они бывают разных размеров и форм.В прорезанную ножом крышку, при помощи термоклея из пистолета, закрепляем LCD экран., прорезаем отверстия под кнопки управления и кнопку питания.Подрезаем выступающий клей.Размещаем все узлы внутри корпуса, постоянно проверяя как закрывается крышка, при необходимости переносим или подгибаем мешающие. Все закрепляется на термоклее.На собранную схему подаем питание, должно появиться такое изображение, часы стартуют с нулей.Управление меню осуществляется четырьмя кнопками.Меню состоит из трех пунктов, СLOCK -установка часов, TIMЕ — установка таймеров и RESET -сброс всех установленных таймеров.Сначала заходим (*) в меню часов и выставляем точное время. Подсказка по управляющим кнопкам в нижней строке дисплея, в каждом меню разное, поэтому описывать кнопки нет необходимости.Теперь все готово чтобы корректно задавать временные записи таймера, после нажатия решетки, программа записывается в постоянную память МК.На видео в начале статьи можно посмотреть подробнее о меню.Я применяю этот таймер для полива гидропоники. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Используемые источники:

• https://pikabu.ru/tag/atmega8/hot
• https://masterclub.online/topic/15381-payalnaya-stantsiya
• https://usamodelkina.ru/4455-taymer-na-mikrokontrollere-atmega8.html