Station de soudage réversible classe HI-END

Nous avions plusieurs photos du circuit imprimé principal, une vidéo de YouTube avec des formes d'onde de tension sur le drain des mosfets, un commentaire sur le forum listant les capacités des condensateurs résonnants, ainsi que plusieurs vidéos du déballage avec le tournage du processus de réchauffement de la piqûre. La vidéo était particulièrement préoccupante avec la mesure de la consommation électrique maximale pendant le chauffage. Il n'y a rien de plus triste qu'une cartouche brûlée fraîchement achetée sur Amazon d'une valeur de quatre mille roubles. Mais ... recommençons.

Introduction au cours

Afin de comprendre quel type d'appareil nous allons construire aujourd'hui, rappelons d'abord brièvement ce que les stations de soudage sont en général et comment elles diffèrent les unes des autres.

Comme vous pouvez le deviner, l'ensemble du segment de prix inférieur de ces équipements est capturé par les marques chinoises, copiant pour la plupart la construction plutôt réussie du fer à souder Hakko japonais. Le principe de fonctionnement de l'original et de nombreuses copies est très simple: un radiateur en nichrome ou à couche mince transfère la chaleur à une piqûre amovible, dont la température est contrôlée par un thermocouple ou une thermistance intégrée au radiateur. Il s'agit d'une solution simple et peu coûteuse, mais dans les copies chinoises, la qualité peut être un peu faible: le radiateur est un peu de la même taille, un peu d'économie du matériau de la pointe et, par conséquent, du papier est enroulé sur le radiateur, la piqûre japonaise d'origine est commandée à l'étranger, le connecteur passer à un plus puissant ... en général, il y a quelque chose à faire.

Quelque part au milieu de l'échelle de valeur se trouvent des stations de soudage de marque de grandes marques occidentales. ERSA allemand, Weller américain, Hakko japonais, c'est tout. Le principe de fonctionnement est essentiellement le même, mais aucune ferme collective n'est nécessaire ici, des petits pains agréables sortent de la boîte comme un câble en silicone souple qui ne fond pas au moindre toucher d'un fer à souder, et ... en fait il n'y a pas tellement de petits pains! Prix? Correspond au niveau. Des dizaines de milliers de roubles libellés bouleverseront non seulement un humble amateur de maison pour passer des soirées derrière le débogage de matériel, mais même une entité juridique de taille moyenne.

Cependant, le sujet de l'article d'aujourd'hui n'est pas à ce sujet. Je vais vous parler du vrai HI-END dans le monde des stations de soudage, à savoir les fers à souder par induction de la société américaine Metcal (OK International les produit désormais sous cette marque). En fait, il existe plusieurs fabricants de tels appareils, outre le Metcal susmentionné, je sais également que Thermaltronics, JBC et même Hakko ont un modèle similaire. Le principe de fonctionnement du chauffage par induction dans de tels appareils est très élégant:



Comme vous pouvez le voir, il n'y a pas de capteur de température du tout ici, le noyau de piqûre est en cuivre recouvert d'un matériau ferromagnétique, qui est chauffé par le champ magnétique alternatif à haute fréquence (13,56 MHz), puis à une certaine température, appelée point de Curie, il perd ses propriétés magnétiques, et En conséquence, il cesse de chauffer davantage. Lorsque vous touchez le point de soudure, l'élément ferromagnétique se refroidit un peu et la puissance de l'inductance commence immédiatement à être transmise à la pointe du fer à souder. Les pointes sont disponibles en quatre températures fixes, dont seulement deux sont essentiellement nécessaires - pour le plomb et pour le brasage sans plomb. C’est tout.

OKI / Metcal produit plusieurs variétés de stations de soudage par induction de divers coûts et avec une puissance de sortie différente, cependant, l'ordre des quantités dans la région de 60000 roubles décourage tout désir de toucher le beau, aussi beau que ce beau. Eh bien, essayons d'économiser un peu?

Défi

Nous le formulons comme suit: en utilisant uniquement des sources ouvertes, effectuons une rétro-ingénierie virtuelle du dispositif MX-5200 d'origine, et en conséquence développons une source monocanale de tension RF sinusoïdale adaptée à la fabrication à la maison avec une puissance de sortie de pointe de 80 W, répétant autant que possible la fonctionnalité de la soudure d'origine gare.

Sur Internet, vous pouvez facilement trouver le schéma de circuit de la station Metcal MX-500 de génération précédente, soigneusement tiré de la carte. L'utilisation directe de solutions de circuits ne fonctionnera pas à partir d'ici, car la puissance de sortie de cet appareil n'est que de 40 W et, d'une manière simple, elle n'est pas évolutive. Cependant, cet ancien schéma nous aidera à comprendre les principes de fonctionnement des principaux composants.

Donc, dans le document, nous voyons:

1. Générateur RF puissant à quartz avec trois circuits résonnants en sortie;
2. Convertisseur à impulsion pour alimenter le générateur (1), avec une tension de sortie variant dans la plage de 17 à 21 V;
3. Circuit de rétroaction qui régule la tension du convertisseur abaisseur (2) en fonction de la tension à l'un des circuits résonants de sortie du générateur (1);
4. Le nœud de protection qui éteint le générateur (1) lors de la déconnexion de l'inductance;
5. Alimentation transformateur avec une tension de sortie de 53 V.

Déterminez immédiatement les solutions générales du circuit. Pour alimenter le circuit, par exemple, un transformateur toroïdal basse fréquence est parfait. Bien que ... appliquons-nous, nous sommes mieux sur un convertisseur LLC résonnant basé sur une puce HiperLCS rare fabriquée par Power Integrations: j'ai longtemps voulu travailler avec. Le convertisseur abaisseur utilisé pour régler la puissance de sortie en prendra également un plus moderne, voyez s'il est vraiment possible de serrer cinq ampères dans un boîtier de la taille d'un SO-8. Mais qu'est-ce que ce projet sans arduino, croquis et LED? Ajoutez le microcontrôleur STM32 et un petit écran pour afficher la puissance de sortie actuelle. Pour simplifier, nous mesurerons la puissance sur la ligne électrique du générateur RF, et nous tiendrons compte de l'efficacité dans le logiciel (ou non). Prenez un boîtier métallique de taille appropriée, il servira à la fois d'écran et de radiateur.



Pour le soudage direct sur Amazon, le kit de mise à niveau Metcal MX-UK1 sera acheté, qui comprend un support et un fer à souder lui-même (il s'agit essentiellement d'un stylo avec un fil), ainsi que les cartouches de soudure réelles. Historiquement, il est plus pratique pour moi de travailler avec de petites pièces avec le soi-disant «sabot» (un cône tronqué à 30 °), et pour souder des éléments massifs, il est préférable de prendre quelque chose de plus large, plus massif et plus chaud, alors voici mon choix: Metcal SMTC-0167 pour exécution fine, et Thermaltronics M7K100 pour le travail avec des éléments de grande taille. Oui, les piqûres Thermaltronics moins chères conviennent également.



Pendant que les détails sont en cours, nous allons dessiner un schéma de principe de l'appareil conçu. Le voici:



Il est très important de dire immédiatement quelques mots sur la rétroaction entre la sortie du générateur RF et l'entrée de commande du convertisseur abaisseur. Le fait est qu'après que la piqûre a atteint la température de fonctionnement, le générateur continue de générer une tension d'amplitude assez importante (environ 100 V), et cette puissance commence à se dissiper à la résistance active de la bobine d'inductance, qui, en raison de l'effet de peau, est beaucoup plus que vous ne pouvez l'imaginer multimètre conventionnel. En conséquence, la minuscule bobine est chauffée au rouge et brûle. Pour éviter que cela ne se produise, les stations d'origine utilisent une rétroaction négative, ce qui réduit la tension d'alimentation du générateur avec une augmentation du coefficient d'onde stationnaire accompagnant le changement d'impédance de l'inductance. La version 40 watts utilise la méthode assez simple de US4626767A , tandis que la version 80 watts utilise un système d'exploitation plus sophistiqué avec un transformateur de courant. Regardons cette vidéo tirée d'Internet:


Le faisceau bleu sur celui-ci montre la tension d'alimentation de l'étage de sortie du générateur RF, et, comme nous le voyons ici, nous devons nous assurer que la tension d'alimentation change au moins deux fois (la puissance de sortie dans ce cas change proportionnellement au carré de la tension, c'est-à-dire quatre fois). Dans la version OS modélisée simple simulée dans LTSpice, je ne pouvais pas atteindre un tel niveau de régulation, donc nous tirons simplement la chaîne de rétroaction de la photo de la carte de circuit imprimé.

Générateur haute fréquence

Nous commençons la conception de la partie haute fréquence avec les circuits résonants de sortie. Jetons un coup d'œil à cette photo haute résolution:



Ici, nous voyons trois bobines enroulées autour de noyaux toroïdaux jaunes, le nombre de tours est de 4, 6 et 7, en comptant de gauche à droite. Selon la classification d'Amidon, la couleur jaune indique un noyau en fer atomisé avec une perméabilité magnétique de 8,5 (matériau n ° 6). Nous estimons la taille des anneaux en mesurant la taille de l'anneau avec une règle sur l'écran et la taille d'un élément connu, par exemple, un transistor de sortie dans le boîtier TO-247. Apparemment, des noyaux magnétiques T130-6 sont utilisés ici; à mon avis, c'est une sorte de surpuissance - de tels grands anneaux sont conçus pour une puissance considérablement plus élevée. Mais je n'ai pas beaucoup envie d'être intelligent ici: je n'utiliserai certainement pas les bagues américaines originales, au lieu de cela je commande des copies chinoises bon marché sur AliExpress et vois comment elles fonctionnent (spoiler: tout va bien avec elles). Les inductances calculées étaient d'environ 180, 400 et 540 nH, respectivement.

Dans les circuits résonants, les condensateurs dépendent également d'inductances. Il n'est pas possible de déterminer leurs capacités à partir de la photographie, cependant, il existe facilement un poste dans lequel le micro électrique pédant (auteur de la vidéo précédente) partage ses observations (surlignées en jaune):



Si nous substituons ces valeurs dans le modèle d'épices, nous pouvons voir que les fréquences de résonance des circuits sont légèrement décalées de 13,56 MHz. Le fait est que plus la fréquence est proche de la résonance, moins la tension d'alimentation du générateur RF est nécessaire et plus il consomme de courant. Dans l'original, un convertisseur abaisseur avec un courant maximum de 3A a été utilisé pour alimenter l'étage de sortie, de sorte que les développeurs ont un peu bouleversé les circuits de sortie afin qu'il soit possible d'augmenter la tension d'alimentation et de réduire la consommation de courant. Nous prévoyons d'utiliser un microcircuit de cinq ampères, cependant, ce courant n'était pas non plus suffisant pour fonctionner en résonance, nous allons donc légèrement perturber le circuit de la même manière. Nous sélectionnerons expérimentalement les valeurs exactes de capacité, en nous concentrant sur la tension d'alimentation maximale de l'étage de sortie 22 V et la consommation de courant maximale de 4 A.

Je note qu'une puissance assez importante circule à l'intérieur des circuits résonnants, qui s'efforce d'être libérée dans l'environnement sous forme de chaleur. Par conséquent, afin d'augmenter le facteur de qualité des bobines, nous utilisons un fil émaillé plus épais - 1,25 mm, et nous mettons plusieurs condensateurs en parallèle.

Le choix du transistor de sortie est également un sujet difficile. Lors du remplacement ou de la déconnexion de la piqûre, la surtension peut atteindre des valeurs assez importantes (300-350 V), mais dans l'original, le développeur n'a pas beaucoup travaillé avec les protections et a mis dans l'étage de sortie un transistor RF IXYS IXFH12N50F RF assez rare, rapide et cher avec une tension de drain maximale 500 V. Nous, bien sûr, ne pouvons pas nous permettre un tel luxe. Prenez un transistor à effet de champ ordinaire de 200 volts STP19NF20 d'une valeur de 34 roubles, et en parallèle, nous connectons un suppresseur de 150 V. Idéal! Le limiteur coupe légèrement le haut des émissions résonantes, empêchant les circuits de trop se balancer, et environ 10 millisecondes après la perte de charge, la protection arrêtera le générateur.



En raison de la grande capacité d'entrée et de la haute fréquence, cela ne fonctionnera pas pour contrôler l'obturateur du transistor de sortie directement à l'aide d'un pilote conventionnel. Sur la photo de la carte d'origine entre les deux transistors de puissance, une inductance sans cadre est visible. C'est une petite astuce largement utilisée: l'inductance avec la capacité de grille forme un circuit résonnant, qui fournit une recirculation de puissance dans le circuit de grille, à la suite de quoi l'efficacité du préamplificateur augmente fortement. Le même circuit impose également une limitation non évidente au modèle du transistor de sortie: la résistance de sa grille doit être minimale pour que le facteur de qualité du circuit reste acceptable. Sans entrer dans trop de détails, répétons la solution utilisée par le constructeur. Nous sélectionnons la valeur d'inductance à l'efficacité maximale du circuit réel en compressant / étirant les spires de la bobine.

Eh bien, les circuits deviennent plus triviaux. Le préamplificateur réalisé sur un transistor à faible capacité d'entrée IRF510 sera secoué par le double driver MAX17602 , ses caractéristiques de vitesse sont assez bonnes. Les MAX17600 ou MAX17601 sont encore meilleurs, leurs sorties pourraient être connectées en parallèle, mais je n'avais pas de telles options, nous allons donc travailler avec ce que nous avons.

La fréquence de génération souhaitée est fixée par un résonateur à quartz. Malheureusement, je n'ai pas non plus trouvé de quartz à 13,56 MHz pour l'oscillateur maître. Mais cela n'a pas d'importance. Prenez le résonateur 27,12 MHz le plus courant et divisez la fréquence en deux. Ici, le microcontrôleur est juste utile, à savoir l'un de ses temporisateurs programmés en conséquence. Je tiens également à noter que pour la connexion directe au MCU, seuls les résonateurs à quartz fonctionnant au premier harmonique conviennent. Les résonateurs russes très répandus à 27120 kHz fonctionnant au troisième harmonique ne peuvent être connectés qu'à une béquille sous la forme d'un circuit résonant supplémentaire.

La nutrition

Après de longues et infructueuses expériences avec des produits chinois, l'étage de sortie RF a été décidé d'être alimenté par un convertisseur abaisseur sur une puce TI TPS54560 . La fréquence du générateur interne pour empêcher l'apparition de battements entendus par l'oreille est réglée à environ 450 kHz, loin de la plage de fréquences du convertisseur LLC. Il existe également une option pour faire le contraire, synchroniser le convertisseur abaisseur avec le générateur de convertisseur LLC, mais la paresse a déjà commencé à se faire sentir. Nous ne le ferons pas.

Le convertisseur TPS54560 lui-même, malgré sa taille miniature, a un courant de sortie assez important, et il peut parfois sembler que ce soit une sorte de miracle jusqu'à présent dans la lutte pour l'efficacité énergétique ... Mais non - la puce a vraiment besoin d'un bon refroidissement. La carte de démonstration basée au Texas contient deux grands polygones «en terre» d'une épaisseur de 2 oz des deux côtés, et pour le transfert de chaleur entre les couches, six vias sont utilisés situés directement sous le sommet du microcircuit (là, il a un contact de dissipateur de chaleur). Cet arrangement rend quelque peu difficile la fabrication d'une carte de circuit imprimé à la maison, donc vous devrez apparemment commander la production en Chine. Eh.

Pour alimenter le pilote et le préamplificateur, nous prenons une tension 12V non stabilisée du deuxième enroulement du convertisseur LLC. Les courants consommés des parties restantes du circuit seront très faibles, par conséquent, pour le contrôleur cinq volts et le rétroéclairage LCD, dans le cadre de la substitution d'importation, nous installerons un stabilisateur linéaire KP142EN5A, conçu spécifiquement pour une utilisation dans l'économie nationale, et la gouge LD2985 fournira une ligne 3,3 V pour le MCU.

Le convertisseur LLC sur la puce LCS708HG réduira la tension du secteur aux 30 et 12 volts requis.



Je suis sûr que de nombreux lecteurs ne savent pas que cette bête est un convertisseur LLC en général, donc je m'attarderai sur le principe de son fonctionnement plus en détail. LLC n'est pas une abréviation, ces lettres signifient "inductance-inductance-capacité" et, en bref, décrivent les circuits de connexion de l'enroulement primaire du transformateur. Le fait est qu'une partie des lignes du champ magnétique de l'enroulement primaire ne "s'accrochent" pas aux tours du secondaire, à la suite de quoi la soi-disant inductance de diffusion est formée - une inductance parasite qui n'est pas capable de transférer l'énergie stockée en elle-même vers les circuits secondaires. Dans les convertisseurs flyback conventionnels, cette énergie doit être dissipée sur les suppresseurs ou les résistances d'amortissement, de sorte que les transformateurs (ou, plus précisément, les selfs à double enroulement) sont généralement conçus de manière à réduire l'induction de fuite à la valeur la plus basse possible. Mais tout change lorsque vous concevez une LLC.

Dans un convertisseur résonant, l'inductance de fuite, avec un condensateur connecté en série à l'enroulement primaire, forme un circuit oscillant qui remplit deux tâches importantes. Premièrement, il permet la commutation des transistors haute tension de sortie du convertisseur à une tension proche de zéro (le mode de commutation à tension nulle), ce qui réduit considérablement les pertes de commutation. Et deuxièmement, l'énergie accumulée dans une inductance non connectée retourne au circuit: maintenant les amortisseurs ne sont plus nécessaires, et il n'y a pas non plus de pertes d'énergie. Le document AN-55 sur les intégrations de puissance explique comment concevoir un transformateur de manière à augmenter l'inductance de fuite (cela est nécessaire pour créer la bonne caractéristique de commande). Par exemple, j'ai enroulé les enroulements primaire et secondaire l'un de l'autre, dans deux sections différentes:



Dans le cas général, le résultat de ces raffinements de circuits est la réalisation d'une efficacité très décente, en particulier, le microcircuit LCS708HG installé sans radiateur, avec ses très petites dimensions, fournit une puissance de sortie de l'ordre de 200W! C'est un résultat vraiment exceptionnel, mais il ne peut être atteint qu'en travaillant précisément à la fréquence de résonance du circuit de sortie. Et nous attendons ici une embuscade.

Le fait est que la régulation de la tension de sortie s'effectue ici en changeant la fréquence, et non le rapport cyclique des impulsions, et cette régulation est limitée par une plage de tension très étroite - environ ± 15%. De plus, lorsque la tension d'entrée s'écarte de la valeur nominale, la fréquence de conversion s'éloigne de la résonance, et la commutation des transistors à l'intérieur du microcircuit devient «dure», avec la perte de ZVS, qui s'accompagne d'un échauffement important. En fait, on peut dire que le convertisseur à l'entrée a besoin d'une tension déjà stabilisée!

Dans les produits fabriqués industriellement, un correcteur de puissance active (APFC) est inclus devant l'entrée du convertisseur, qui, en plus de la correction de puissance elle-même, maintient également une tension de sortie d'environ 380-390 volts. Cependant, notre développement est encore amateur, donc nous pouvons en toute sécurité fermer les yeux sur un petit joint sous la forme d'une sensibilité à la qualité de l'alimentation secteur. Les calculs montrent que, compte tenu des ondulations de la capacité du tampon, la plage de tension d'entrée est d'environ 230 V ± 10%, donc si les paramètres du réseau ne dépassent pas le GOST, alors tout fonctionnera. Laissons-le comme ça pour l'instant.

Copiez le reste de la conception du circuit du convertisseur à partir de la fiche technique. Peut-être que seul un condensateur résonnant devait faire l'objet d'une attention particulière - un élément apparemment très simple. Et si vous vous êtes déjà demandé comment les condensateurs en polypropylène et en polyéthylène téréphtalate (polyester) diffèrent l'un de l'autre, alors vous connaîtrez la réponse dès maintenant: les premiers ont une perte tangente dix fois inférieure. C'est pourquoi une tentative d'utiliser un polyester K73-17 moins cher et plus compact au lieu d'un K78-2 de grande taille (oui, voici également la substitution des importations) s'accompagne d'effets spéciaux intéressants: le condenseur chauffe beaucoup et commence à craquer de manière suspecte. Intéressant.

La série de puces HiperLCS nécessite une alimentation séparée de 12 volts. Afin de ne pas jouer avec les chaînes de bobinage, de redressement et de démarrage supplémentaires, empruntons le chemin le plus canonique. Nous prenons la tension nécessaire à partir d'un convertisseur miniature séparé sur la puce LNK304 . Sa caractéristique principale est la conception sans transformateur; seule une inductance de penny fabriquée en usine sera requise des éléments inductifs. Le courant de sortie maximal n'est pas très important, de l'ordre de centaines de milliampères, mais le minimum de détails et la simplicité de la conception sont captivants (et le nombre de convertisseurs par décimètre carré de surface commence à ne pas fonctionner. Plus de convertisseurs au Dieu des convertisseurs!)

Cerveaux

Eh bien, il en reste un peu. La station d'origine a un écran LCD, qui pour tout l'argent payé montre quelque chose comme une puissance de sortie. Faisons une chose similaire: prenez le contrôleur STM32F030 dans la configuration la plus minimale (dans le boîtier TSSOP-20), accrochez une ligne ADC pour mesurer la tension d'alimentation de l'étage de sortie du générateur RF et une autre ligne pour mesurer le courant. Afin de ne pas rompre le circuit "masse", nous placerons le capteur de courant résistif sur le fil positif, et pour la conversion de niveau nous utiliserons la puce INA138 , spécialement conçue pour de tels casqui à son meilleur a été développé par Burr-Brown. Pour afficher les informations, nous utilisons un écran OLED texte 16x2 fabriqué par WinStar. Eh bien, c'est tout. Eh bien, une jambe de processeur est restée inactive. Eh bien, laissez la LED clignoter. Ne demandez pas pourquoi.

Le micrologiciel du contrôleur est écrit dans le langage "C" en utilisant STM32CubeMX et la version gratuite de IAR Embedded Workbench. Le code du programme est très trivial. Le cycle principal d'interruption du temporisateur du système toutes les 300 millisecondes lit les données de deux canaux ADC, les multiplie et les affiche sous forme de chiffres de puissance. En dessous de cette même puissance est visualisée par une bande dessinée par des polices personnalisées. Lorsque la pointe est désactivée, le gestionnaire d'interruption de la sortie du détecteur de charge arrête le temporisateur principal du générateur RF. En cas de blocage ou de blocage du MCU, des gestionnaires d'erreurs matérielles et des chiens de garde ont été ajoutés; CSS est également impliqué dans la technologie du firmware (Clock Security System), qui permet, en cas d'amortissement des oscillations du cristal de quartz principal, de basculer sur le générateur RC interne et de redémarrer le microcontrôleur. La quantité totale de firmware est de 10 Ko.Le code source du firmware, ainsi que tous les autres fichiers du projet, j'ai posté surGitHub , les plus curieux peuvent se familiariser (mais ne vous attendez pas à quelque chose de très intéressant là-bas).

Constructif

Toutes les données calculées de tous les éléments du convertisseur LLC, y compris l'inductance des enroulements du transformateur, sont données dans le fichier de conception joint au projet, qui peut être ouvert à l'aide de l'application PIXls Designer. Aussi, juste au cas où, j'ai ajouté au projet toute la documentation utilisée pour le développement des composants électroniques utilisés dans le développement, téléchargé des modèles LTspice de certaines parties du circuit, et bien sûr les photos, maintenant sans eux.

Le résultat du développement ci-dessus a été le schéma électrique suivant:



Le circuit et la disposition de la carte de circuit imprimé sont dessinés dans le paquet DipTrace; pour l'envoi à l'usine, les dessins de la carte de circuit ont été convertis au format Gerber. La carte est câblée exactement à la taille du boîtier utilisé, pour protéger les circuits délicats à faible courant, une couche est entièrement donnée sous le sol. Ce câblage simplifie considérablement la fabrication de la carte de circuit imprimé à la maison, car il n'y a pas besoin d'alignement précis des masques photo ici: presque tout le côté arrière de la carte de circuit imprimé peut être rempli d'un polygone solide, puis biseauté avec un foret épais aux ouvertures des bornes qui ne nécessitent pas de connexion à la terre.





Le générateur HF de la conception siffle décemment dans l'air, les éléments de puissance sont très chauds, donc le choix du matériau du boîtier est évident: bien sûr, ce sera l'aluminium. Nous sélectionnons dans le catalogue Gainta un boîtier prêt à l'emploi G0476 de taille approximativement appropriée. Nous allons découper la fenêtre de l'écran OLED dans le boîtier à l'aide d'un dremel, le boîtier lui-même sera connecté directement au fil de «terre» du cordon d'alimentation avec le blindage du fil de fer à souder et à la «masse» de la carte de circuit imprimé.

Malheureusement, l'idée de connecter un OLED plus contrasté au lieu d'un LCD m'est venue à l'esprit après l'envoi de la commande des cartes à l'usine. Les niveaux CMOS d'entrée de l'écran OLED WEH001602AGPP5N00001 fabriqués par WinStar diffèrent des niveaux TTL standard de l'écran LCD, de sorte que la feinte avec les oreilles lorsque + 5V est fournie au contrôleur d'affichage et à son rétro-éclairage, et que les signaux logiques sont extraits du microprocesseur alimenté par + 3,3V, ici ne roule pas. Par conséquent, l'alimentation de l'écran devait être câblée à partir d'une ligne de 3,3 V.

Pour réduire le niveau d'interférence, une boucle de bruit d'une valeur nominale de 390 Ohms a été ajoutée au "câble" reliant la carte et l'écran, et le microcontrôleur est recouvert d'un écran en feuille de cuivre. Pendant le fonctionnement normal, une partie correspondante est placée sur le connecteur de programmation, qui attire les fils de débogage directement à la terre, et NRST - à travers le condensateur.

Au final, l'appareil développé a pris une apparence complète:



Maintenant, le chauffage du fer à souder est le suivant:

Banquet

Maintenant, estimons à peu près ce que ce divertissement nous a coûté:

Composants radio - environ 3000 roubles (les éléments les plus chers ici sont la puce HiperLCS pour 1000 roubles et l'écran OLED - encore 600 roubles);
Production de circuits imprimés, coût pour 10 pièces - 2700 roubles;
Affaire - 500 roubles.

Le coût total de l'alimentation haute fréquence elle-même était d'environ 6 200 roubles. Ils ont également payé de l'argent supplémentaire pour un fer à souder avec un support (11 000 roubles) et pour deux cartouches (6 000 roubles).

Bien sûr, ces montants peuvent être un peu optimisés, par exemple, sur eBay, un large assortiment de composants Metcal utilisés est présenté, auquel cas nous pouvons parler de quelques dizaines de dollars, mais c'est probablement une question de préférence personnelle.

Errata

1. Le circuit des condensateurs de charge du résonateur à quartz est mal câblé et recueille toutes les interférences. C'est juste de faire comme ça . Merci à Alexander Chulkin pour ses précieuses précisions;
   
2. La déconnexion du fil de fer à souder sur un poste de travail n'est pas prise en charge, ce qui entraîne parfois un redémarrage du microcontrôleur. Nous devons penser à un blindage supplémentaire de la partie RF (mais ce n'est pas précis).
   

Conclusions

Eh bien, maintenant, la chose la plus importante pour laquelle il s'agissait était: le plaisir de travailler avec l'appareil. On a l'impression de travailler avec un fer à souder très puissant et très chaud, tout en tenant un petit outil léger. Vaut-il l'argent et l'effort? C'est difficile à dire. Je vais laisser cette question ouverte.