Инфракрасная паяльная станция на ардуино: как создать своими руками, пошаговая инструкция

Содержание

Удаленное управление Arduino с помощью ИК сенсора

В качестве приемника мы будем использовать ИК датчик VS1838b (). Работает он на частоте 38 кГц, напряжение питания: 2.7-5.5 В, максимальный потребляемый ток 1.5 мА, угол приема сигнала 900. Заявленная дальность — до 20 метров прямой видимости.

Управлять мы будем трехцветным RGB-диодом с общим катодом. На каждую ногу повесим резистор номиналом 220 Ом, чтобы ограничить ток, протекающий через диоды. Также понадобится макетка и набор соединительных проводов. Пульт управления, я думаю, у вас найдется и не один. Ну и, конечно, сама плата Arduino.

Собираем всю конструкцию по схеме:

Каждый раз, когда мы нажимаем кнопку на пульте, передатчик будет передавать определённый сигнал. Для каждой кнопки он будет разным. Нам будет необходимо узнать соответствие нажатой кнопки и полученного сигнала. Используем такой скетч:

#include // подключаем библиотеку для работы с IR IRrecv irrecv(7); // указываем пин, к которому подключен IR приемник decode_results results; //сигналы, принимаемые от пульта void setup() { Serial.begin(9600); //запускаем последовательный интерфейс irrecv.enableIRIn(); // инициализируем инфракрасный приёмник } void loop() { if (irrecv.decode(&results)) // была нажата кнопка на пульте { Serial.println(results.value); //выводим значение в монитор порта irrecv.resume(); // ожидаем следующее нажатие } }

Загружаем скетч в плату, запускаем монитор порта, нажимаем кнопки на пульте и видим коды, приходящие в монитор порта.

Замечания по коду:

Библиотеку IRremote.h искать в интернете не надо. Необходимо её установить из меню управления библиотеками.
Код отслеживает только одиночные нажатия. Если зажать кнопку на пульте, то сперва выведется код кнопки, а после этого сразу же код повтора.

Так как нам нужно управлять 3 диодами (красным, голубым и зеленым), то для этого мы задействуем 3 кнопки на пульте: «1», «2» и «3». И еще одну большую красную кнопку, чтобы все диоды погасить.

Для каждой кнопки у меня получились вот такие коды:

«1» — 16582903

«2» — 16615543

«3» — 16599223

«Выкл» — 16580863

У вас скорее всего коды будут другие. Поэтому обязательно нужно поправить скетч, приведенный ниже:

#include // подключаем библиотеку для работы с IR IRrecv irrecv(7); // указываем пин, к которому подключен IR приемник decode_results results; //сигналы, принимаемые от пульта //задаем коды для управления каждым светодиодом, //предварительно считанные c помощью Serial Monitor #define switch_RED_LED 16582903 //Кнопка «1» #define switch_BLUE_LED 16615543 //Кнопка «2» #define switch_GREEN_LED 16599223 //Кнопка «3» #define TURN_OFF 16580863 //Кнопка выключения всех диодов #define RED_LED 2 //задаем имена для пинов, управляющих светодиодами #define BLUE_LED 3 #define GREEN_LED 4 void setup() { Serial.begin(9600); irrecv.enableIRIn(); // инициализируем инфракрасный приёмник pinMode(RED_LED, OUTPUT); //устанавливаем пины всех pinMode(BLUE_LED, OUTPUT); //используемых светодиодов как выходные pinMode(GREEN_LED, OUTPUT); //чтобы управлять ими digitalWrite(RED_LED, LOW); //гасим все светодиоды digitalWrite(BLUE_LED, LOW); digitalWrite(GREEN_LED, LOW); } void loop() { if (irrecv.decode(&results)) // была нажата кнопка на пульте { Serial.println(results.value); switch (results.value) { case switch_RED_LED: if (digitalRead(RED_LED) == LOW) { digitalWrite(RED_LED, HIGH); } else { digitalWrite(RED_LED, LOW); } break; case switch_BLUE_LED: if (digitalRead(BLUE_LED) == LOW) { digitalWrite(BLUE_LED, HIGH); } else { digitalWrite(BLUE_LED, LOW); } break; case switch_GREEN_LED: if (digitalRead(GREEN_LED) == LOW) { digitalWrite(GREEN_LED, HIGH); } else { digitalWrite(GREEN_LED, LOW); } break; case TURN_OFF: digitalWrite(RED_LED, LOW); digitalWrite(BLUE_LED, LOW); digitalWrite(GREEN_LED, LOW); break; } irrecv.resume(); // ожидаем следующее нажатие } }

Данный код позволяет обрабатывать только одиночные нажатия. Если вы зажмете какую-либо кнопку на пульте, то сначала приемник получит код этой кнопки, а затем непрерывно будет приходить код повторения, т.е. диоды мигать как «угорелые» не будут.

Вот так просто можно подключить инфракрасное управление Ардуинкой. Это способ может быть задействован в разных проектах. К примеру, управление роботом или включение/отключение какого-либо устройства.

На этом все! Спасибо за внимание. Надеюсь, что статья была для вас полезной, а вы смогли почерпнуть для себя много нового и интересного

Прошивка для паяльной станции на arduino

Для программирования, применяемого при сборке устройства микроконтроллера, используется специальная среда разработки Arduino IDE. Совместимая со всеми операционными системами персональных компьютеров и ноутбуков она позволяет написать простую программу и при помощи установленного на плате загрузчика установить ее на микроконтроллер.

Для написания алгоритма работы процессора платы используют такие языки программирования, как C и С++.

Изготовленное самостоятельно на основе различных микроконтроллеров устройство для пайки по своей надежности, набору функций и возможностей мало чем уступает, по себестоимости и вовсе превосходит заводские дорогостоящие аналоги. Собранный своими руками такой электроинструмент позволит его создателю приобрести очень ценный опыт по сборке подобного рода устройств.

Детали для паяльной станции

Паяльная станция — принцип работы и разновидности

Паяльная станция на ардуино собирается с использованием следующих радиодеталей:

Плата с микроконтроллером модели arduino UNO R 3 на основе модуля ATmega328P;
3 энкодера для регулировки температуры жала паяльника, горячего воздуха и оборотов моторчика фена;
Импульсный блок питания на 24 Вольта с выходной силой тока 3 Ампера;
Понижающий преобразователь силы тока LM2596S;
Разъемы GX16-5 и GX16-8;
Паяльник от паяльных станций типа 852D +, 853D, 878AD, 937D;
Фен с насадками для формирования струй разогретого воздуха различной толщины;
Небольшой жидкокристаллический черно-белый или светодиодный дисплей.

Для программирования платы необходим специальный дата-кабель.

3Скетч Arduino для инфракрасного датчика препятствий

Скетч для работы с инфракрасным сенсором препятствий также предельно простой: мы будем читать показания с выхода модуля и выводить в монитор порта. А также, если ИК модуль обнаружил препятствие, будем сообщать об этом.

const int ir = A7;

void setup() {
  Serial.begin(115200);  
}

void loop() {
  int r = analogRead(ir); // r в диапазоне от 0 до 1023
  Serial.println(r);
  if (r < 100) { // т.к. используется аналоговый пин Arduino
    Serial.println("Detected!");
  }
  delay(100);
}

Напомню, в Arduino используется 10-разрядный АЦП, поэтому значение аналогового сигнала кодируется числом в диапазоне от 0 до 1023. При использовании аналогового входа Arduino предельные значения «0» или «1023» мы вряд ли получим с датчика, поэтому лучше использовать некоторый порог, например, равный 100 (поэтому в скетче r < 100). При использовании же цифрового вывода Arduino для чтения показаний инфракрасного датчика, можно можно написать (r == LOW) или (r == 0) или (r < 1).

Хорошая статья про аналоговые измерения на Arduino.

Думаю, довольно понятно, как найти применение такому модулю в ваших проектах. Необходимо периодически опрашивать состояние на выходе модуля, и как только напряжение меняется с HIGH на LOW, предпринимать необходимые действия: менять направление движения робота, включать свет в помещении и т.п.

Схема подключения

Индукционная паяльная станция

Многими мастерами широко используется проверенная надежная схема Flex Link. Она относительно простая и имеет доступные элементы, начинающие любители в состоянии собрать своими руками такую схему.

Схема подключения Ардуино к другим элементам станции

Кроме схемы Ардуино (UNO), блока питания и паяльника, в составе общей схемы понадобятся еще некоторые элементы:

Операционный усилитель LM358N для снятия показаний с датчика температуры на паяльнике. Не вдаваясь в теоретические подробности, для согласования его работы с платой Ардуино в схему включаются 2 конденсатора по 0.1 мкф, 3 сопротивления: 10; 1; 13 кОм;
Для управления включением и выключением питания на паяльнике, в зависимости от сигналов с датчика температуры, используется импульсный транзистор IRFZ44, подключенный через сопротивления 1к и 100Ом к плате Ардуино;

Включение импульсного транзистора IRFZ44

Блок питания в 24В рассчитан для нагрева паяльника, для питания схемы Ардуино и LM358N требуется +5В. Это напряжение обеспечивает стабилизатор напряжения 24/5В, подключенный к основному блоку питания

Один из вариантов стабилизатора напряжения для питания Ардуино и операционного усилителя LM358N

Есть несколько вариантов запитать Ардуино и отдельные элементы схемы, на выходе стабилизатора можно установить 5В и подать на вход Ардуино через USB.

Способы питания Ардуино

Другой вариант – установить на выходе 12В и подать через классический цилиндрический разъем. 5 вольт для схемы можно взять со встроенного в Ардуино стабилизатора.

Стабилизаторы на плате Ардуино и разъемы для их подключения

Плата Ардуидо в нашем случае используется как контроллер, кнопки управления подключаются от питания +5В через сопротивления 10кОм. Трехразрядный (в каждом разряде по 7 сегментов) светодиодный индикатор позволяет наглядно отслеживать температуру паяльника.

Важно! При подключении индикатора к плате надо обязательно разобраться с его характеристиками, производители делают разные модели. Важно, какие токи выдерживает светодиод сегмента, и какой вывод какому сегменту соответствует

От правильности понимания конструкции зависит удачная распиновка контактов.

В нашем случае сегменты подключаются через сопротивления 100Ом, распиновка контактов происходит по следующей последовательности:

Аноды

D0 – a;
D1 – b;
D2 – c;
D3 – d;
D4 – e;
D5 – f;
D6 – g;
D7 – dp.

Катоды:

D8 – cathode 3;
D9 – cathode 2;
D10 – cathode 1.

Для упрощения кнопки подключаются на аналоговый контакт А3, А2, и память и скорость процессора достаточны, чтобы отметить это в программе. На плате Ардуино UNO любителям, не имеющим достаточного практического опыта, тяжело определить цифровые пины: 14, 15, 16.

Для того чтобы нагревательный элемент не перегревался на максимально допустимой температуре, схема должна автоматически управлять процессом подогрева в режиме ШИМ модуляции. На начальном этапе включается 24В на полную мощность для скорейшего достижения установленной температуры. После достижения заданной величины температуры мощность понижается до 30-45 % при минимальном отклонении. Например, на 10 ̊С от установленной температуры – паяльник будет отключаться или включаться в зависимости больше или меньше температура от установленной, такой режим позволяет использовать 30-35 % мощности для поддержания паяльной станции в рабочем режиме, снимается инерция перегрева.

Особенности выбора паяльника

Паяльная станция своими руками

Для собираемой своими руками паяльной станции на основе микроконтроллеров ардуино необходим паяльник, отвечающий следующим требованиям:

Наличие качественного несгораемого покрытия жала;
Наличие в комплекте поставки паяльника 5 сменных наконечников для различных паечных работ;
Конусовидная форма основного жала;
Гибкий и надежный кабель с разъемом для подключения паяльника к корпусу;
Удобная ручка с накладкой из несгораемого и не проскальзывающего в руке материала.

Еще одним немаловажным критерием выбора паяльника для такого самодельного устройства является наличие внутри качественной и надежной термопары, отвечающей за предоставление информации о температуре нагрева жала управляющей плате самодельного электроинструмента.

Устройство и принцип действия

Самодельная паяльная станция на базе микроконтроллера Arduino

Индукционная паяльная станция

Основными составными частями такого самодельного электроинструмента для пайки радиодеталей являются следующие:

Корпус;
Рабочие органы электроинструмента – фен для бесконтактной пайки и паяльник;
Плата с микроконтроллером;
Светодиодный или жидкокристаллический дисплей;
Разъемы для подключения рабочих органов к управляющей плате;
Блок питания на 24 Вольта;
Энкодеры для регулировки температурного режима рабочих органов электроинструмента;
Сетевой кабель с вилкой.

Для удобства работы с таким устройством на корпусе должны быть специальные держатели рабочих органов.

Принцип работы такой паяльной станции следующий:

После подключения к сети и нажатия кнопки, включающей прибор, блок питания подает ток с небольшим напряжением на плату с микроконтроллером;
При помощи энкодеров устанавливается необходимое значение температуры;
Заранее запрограммированная («прошитая») плата на основе регулировок энкодера производит нагрев жала путем подачи на него напряжения в течение определенного времени;
Отключение нагрева производится по сигналу от установленной в паяльнике термопары.

Инфракрасная

Инфракрасную станцию также вполне реально изготовить самостоятельно. Для этой цели понадобится:

паяльник;
блок питания от ПК;
автомобильный прикуриватель.

Блок питания можно использовать старый. Понадобится только одна рабочая линия с напряжением в 12 вольт. Особой мощности не требуется. От паяльника понадобится только деревянная ручка. Ее можно использовать и от любого другого прибора или изготовить самостоятельно. Первым делом необходимо разобрать прикуриватель, чтобы добраться до нагревательного элемента, который находится внутри. На фото показано, как он выглядит.

Закрепить всю конструкцию на рукоятке можно с помощью дополнительной металлической пластины. Когда все готов провода подключаются к блоку питания на вывод в 12 вольт. Готовый вариант мини-станции показан ниже на фото.

Станция получается компактной, поэтому ее легко транспортировать и можно запитать от любого источника, который способен выдать 12 вольт постоянного тока. Это может быть даже аккумулятор, поэтому станция получилась полностью автономной. Если собрать небольшой блок из литий-ионных аккумуляторов 18650 с преобразователем на 12 вольт и установить контроллер зарядки, то цены такой станции не будет.

Нагрев мини-станции происходит практически моментально, а максимальная температура может превышать 400 градусов. Выпайке поддаются небольшие элементы, например, конденсаторы и транзисторы, как видно на фото ниже.

Расстояние до платы при пайке должно быть не меньше 10 мм. Кроме миниатюрных SMD элементов, станция с легкостью справляется и с микросхемами в корпусах SOEC. На фото ниже видно прямое тому доказательство.

Также без особых сложностей можно выпаять и более крупные компоненты. Станцию можно немного доработать, чтобы получился удобный вариант для работы. Одним из модулей, который легко использовать дополнительно является диммер, как видно на фото ниже.

Минусом такой паяльной стации можно считать отсутствие контакта с элементом, который подвергается пайке. Из-за этого нет возможности убрать излишек припоя, а также невозможно поправить деталь, если она была спозициоинрована со смещением, а припой еще не остыл. Желательно предусмотреть отдельную кнопку включения на рукоятке, которая предотвратит перегревание прикуривателя.

Дополнительно для успешной пайки мелких элементов понадобится набор пинцетов. Их губки обязательно должны быть острыми, чтобы было легче захватывать миниатюрные компоненты. Кроме того, не обойтись без устройства, которое называется «третья рука». Есть множество его вариаций, но основное предназначение везде одинаковое.

Оно заключается в удержании припаиваемых проводов или целых микросхем. Чтобы было легче рассмотреть мелкие компоненты, необходимо хорошее увеличительное стекло или микроскоп. Неотъемлемой частью инструментария мастера является хорошее освещение. Желательно, если оно будет основано на светодиодах, которые не имеют мерцания при работе.

Сборка пошагово на Arduino c ATmega

Паяльная станция на atmega8 не обязательно включает данную модель этого микроконтроллера, это могут быть его разные версии (ATmega328p, 168). Описываемая МК — это база для Arduino UNO — чрезвычайно популярного инструмента программирования электронной начинки паяльных станций, роботов, радиоуправляемых машинок, подобных самоделок, сигнализаций, световой индикации и пр.

Потребуется дисплей на протоколе (интерфейс) I²С и несколько шт. энкодеров:

Вкл./выкл. осуществляется энкодером, после выкл. в памяти МК хранится последнее значение t° паяльника и фена, оборотов кулера. После выкл. на дисплее первого отображается температура, вплоть до остывания до +50° С. Если деактивирован фен, то крыльчатка охлаждает его до +50° C в бесшумном режиме на оборотах в 10 %.

Следующий элемент — БП на 24 В и 2–3 А выходного тока и преобразователь. Их можно сделать самому, если есть опыт и желание паять микросхемы, подбирать элементы, но также можно купить недорого на том же Алиэкспресс. Это изделие именно для подобных сборок, без корпуса — сама основная функциональная начинка. Цена более чем приемлемая. То же относится и к преобразователю DC-DC на LM2596S — его подключаем к БП и настраиваем подстроечным резистором 5 В.

Паяльник и фен продаются как комплектующие

Важно покупать изделия именно на термопаре, а не на резисторе, иначе схему и прошивку придется дорабатывать. В нашем примере оснащение может комплектоваться паяльниками от модельной линейки установок 852D +, 853D, 878AD… и фенами — от 858, 878D, 858D…

Для подключения их к корпусу — разъемы GX16-5 и GX16-8. Приобретен также комплект из 5 жал.

Корпус из металла может создавать помехи, желательно использовать пластиковые коробы. Для данной части можно применять распаячную коробку средних размеров.

Схема и платы

В нашем примере схема и печатная плата контроллера ATMEGA 168, которую мы взяли из популярного примера в сети, доработана (представлена ниже). Отличия от оригинала: подключение дисплея, заменены переменные резисторы и кнопки вкл./выкл. на энкодеры, а также убран стабилизатор на 12 В (фен у нас на 24 В) и на 5 В (заменен на DC-DC преобразователь).

Плата создана стандартным способом — ЛУТом (сплав розе в лимонной кислоте). Симистор на компактном радиаторе. Силовые мосфеты без него, так как нагрев там слабый, переменные резисторы многооборотные. Микроконтроллер подключен классически.

Ниже оригинальная схема, там же список элементов, которые используем и в нашем примере, учитывая сделанные модификации:

Прошивку микроконтроллера делали через Arduino UNO:

Финишный этап: собираем все в единый модуль, настраиваем t° паяльника и фена, для определения значений можно использовать термопару мультиметра. Контрастность дисплея выставляем переменным резистором на переходнике его платы.

1Описание и принцип действия ИК датчика препятствий

Инфракрасное (ИК) или infrared (IR) излучение – это невидимое человеческим глазом электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 0,7 до 2000 мкм. Вокруг нас существуют огромное количество объектов, которые излучают в данном диапазоне. Его иногда называют «тепловое излучение», т.к. все тёплые предметы генерируют ИК излучение.

Длины волн разных типов электромагнитного излучения

Модули на основе ИК излучения используются, в основном, как детекторы препятствий для различного рода электронных устройств, начиная от роботов и заканчивая «умным домом». Они позволяют обнаруживать препятствия на расстоянии от нескольких сантиметров до десятков сантиметров. Расстояние до препятствия при этом определить с помощью ИК-сенсора невозможно.

Если оснастить, для примера, своего робота несколькими такими ИК модулями, можно определять направление приближения препятствия и менять траекторию движения робота в нужном направлении.

Модуль сенсора обычно имеет излучатель (светодиод) и детектор (фотодиод) в инфракрасном диапазоне. Инфракрасный светодиод излучает в пространство ИК излучение. Приёмник улавливает отражённое от препятствий излучение и при определённой интенсивности отражённого излучения происходит срабатывание. Чтобы защититься от видимого излучения, фотодиод имеет светофильтр (он выглядит почти чёрным), который пропускает только волны в инфракрасном диапазоне. Разные поверхности по-разному отражают ИК излучение, из-за чего дистанция срабатывания для разных препятствий будет отличаться. Выглядеть ИК модуль может, например, вот так:

Модуль с ИК излучателем и ИК приёмником

Когда перед сенсором нет препятствия, на выходе OUT модуля напряжение логической единицы. Когда сенсор детектирует отражённое от препятствия ИК излучение, на выходе модуля напряжение становится равным нулю, и загорается зелёный светодиод модуля.

Помимо инфракрасного свето- и фотодиода важная часть модуля – это компаратор LM393 (скачать техническое описание на LM393 можно в конце статьи). С помощью компаратора сенсор сравнивает интенсивность отражённого излучения с некоторым заданным порогом и устанавливает «1» или «0» на выходе. Потенциометр позволяет задать порог срабатывания ИК датчика (и, соответственно, дистанцию до препятствия).

Особенности выбора паяльника

Паяльная станция своими руками

Наличие качественного несгораемого покрытия жала;
Наличие в комплекте поставки паяльника 5 сменных наконечников для различных паечных работ;
Конусовидная форма основного жала;
Гибкий и надежный кабель с разъемом для подключения паяльника к корпусу;
Удобная ручка с накладкой из несгораемого и не проскальзывающего в руке материала.

Схема подключения

Индукционная паяльная станция

Схема подключения Ардуино к другим элементам станции

Кроме схемы Ардуино (UNO), блока питания и паяльника, в составе общей схемы понадобятся еще некоторые элементы:

Операционный усилитель LM358N для снятия показаний с датчика температуры на паяльнике. Не вдаваясь в теоретические подробности, для согласования его работы с платой Ардуино в схему включаются 2 конденсатора по 0.1 мкф, 3 сопротивления: 10; 1; 13 кОм;
Для управления включением и выключением питания на паяльнике, в зависимости от сигналов с датчика температуры, используется импульсный транзистор IRFZ44, подключенный через сопротивления 1к и 100Ом к плате Ардуино;

Включение импульсного транзистора IRFZ44

Один из вариантов стабилизатора напряжения для питания Ардуино и операционного усилителя LM358N

Способы питания Ардуино

Стабилизаторы на плате Ардуино и разъемы для их подключения

От правильности понимания конструкции зависит удачная распиновка контактов.

Аноды

D0 – a;
D1 – b;
D2 – c;
D3 – d;
D4 – e;
D5 – f;
D6 – g;
D7 – dp.

Катоды:

D8 – cathode 3;
D9 – cathode 2;
D10 – cathode 1.

Инфракрасная паяльная станция с мк-управлением. строим!

Удаленное управление Arduino с помощью ИК сенсора

Прошивка для паяльной станции на arduino

Детали для паяльной станции

3Скетч Arduino для инфракрасного датчика препятствий

Схема подключения

Особенности выбора паяльника

Устройство и принцип действия

Инфракрасная

Сборка пошагово на Arduino c ATmega

Схема и платы

1Описание и принцип действия ИК датчика препятствий

Особенности выбора паяльника

Схема подключения

Похожие записи: