Zelfbouw SMD Herwerkstation: Professionele PCB Herwerktool met Arduino

Onderdelen en Benodigdheden

Over dit Project

Deze controller stuurt een hot-air handvat (700 W, 230 V, K-type thermocouple, 24 V ventilator) met een PID-algoritme. De temperatuur wordt geregeld door de Triac cyclussturing toe te passen (aantal halve golven per 100 ms periode). De ventilator krijgt een hoogfrequente PWM-signaal (31,25 kHz) via de MOSFET.

Stap 1: Aansluiten

• I2C LCD: SDA→A4, SCL→A5, VCC/GND gedeeld.
• Encoder: CLK→D4, DT→D3, SW→D5, GND→GND (pull-up intern).
• Handvat (7 draden): Thermocouple (+), Reed-switch, gemeenschappelijke GND, Ventilator +/-, Verwarmingselement (2×). Controleer altijd de kleurcode van jouw handvat!

Stap 2: Schakeling

Drie hoofddelen:

1. Interface: LCD + encoder voor instelling & status.
2. Sensor: Thermocouple → MCP602 (versterking instelbaar via 200 kΩ trimmer) → A0. Reed-switch → D8 (detecteert handvat in houder).
3. Besturing: Ventilator: MOSFET (D9, FastPWM). Verwarming: 4N25 synchroniseert met netspanning, MOC3052 drijft Triac, cyclussturing (burst-fire) voor zachte regeling.

Stap 3: PCB

Gegeven de complexiteit wordt een printplaat aanbevolen. Eagle/EasyEDA-bestanden zijn beschikbaar (link in origineel). Bestellen bij JLCPCB is mogelijk.

Stap 4: Firmware & Bibliotheken

De firmware (C++, ~1000 regels) implementeert:

• PID-regelaar met iteratieve formule (Kp=50, Ki=16, Kd=50, deler=2048).
• Exponentieel gemiddelde filter op sensor (lengte 40).
• Toestandsmachine: OFF → ON (heffen handvat) → READY (piep) → COOLING (neerleggen) → COLD (piep <50 °C).
• Menu: Calibrate, Tune, Save, Cancel, Reset Config (lang indrukken encoder in OFF).
• EEPROM-opslag met checksum & wear-leveling (circulaire buffer).

Benodigde bibliotheken: CommonControls, Time, Wire, LiquidCrystal_I2C, Adafruit_GFX, Adafruit_SSD1306 (voor OLED variant).

Stap 5: Opstarten & Calibratie

1. Tune: Handvat heffen, encoder draaien voor handmatige vermogensinstelling. Bij 400 °C (externe thermometer) trimmer draaien tot interne waarde ~900.
2. Calibrate: Referentiepunt kiezen (200/300/400 °C), handvat laten opwarmen, piepton, echte temperatuur invoeren via encoder. Herhalen voor alle drie punten.
3. Save: Configuratie naar EEPROM schrijven.

⚠ Veiligheid

Nooit de controller aan het net aansluiten tijdens programmeren! De niet-geïsoleerde voeding van de ventilator kan je laptop beschadigen. Programmeer eerst, dan pas aan het net koppelen.

Video & Bronnen

Werklink: GitHub Repository (code, schema's, PCB-bestanden).