Spajkalna postaja kot učni pripomoček za učenje programiranja mikrokontrolerjevROZMAN HADŽIČ, ŽAN (Avtor) Pirc, Matija (Mentor) regulatorPIDspajkalna postajaspajkalna ročicagrelecsenzortermočlenkontrola tokatemperaturarazvojna ploščaMatlabmikrokrmilnikV diplomski nalogi sta predstavljena razvoj in izdelava spajkalne postaje. Namen dela je izdelati sistem, ki opravlja funkcijo spajkalne postaje in ima dve posebnosti: je kompatibilen z različnimi tipi spajkalnih ročic in kontroliran z razvojno ploščo za učenje programiranja MISKO V2. Slednji uporabniku omogoča, da sprogramira postajo po lastnih željah, s čimer ponuja možnost za učenje programiranja mikrokrmilnikov in regulacijskih tehnik. Spajkalno postajo sestavljajo napajalni sklop, merilnik temperature spajkalne konice, sklop za merjenje in kontrolo toka grelca ter sklop za komunikacijo z uporabnikom in priključitev MISKO-ta. Jedro spajkalne postaje, ki upravlja celotni sistem, je Atmel-ov procesor na razvojni plošči. Napajalni sklop je razdeljen na dva dela. Prvi del s transformatorjem zniža omrežno napetost na 24 V, jo usmeri in zgladi. Ta napetost je uporabljena za napajanje grelca in drugega dela napajalnika. Drugi del je stikalni napajalnik, ki nestabilno enosmerno napetost 24 V zniža in stabilizira na 5 V, za napajanje ostalih sklopov. Za temperaturne senzorje večina spajkalnikov uporablja termočlene, ki informacijo o temperaturi podajo v obliki napetosti. Za branje temperature termočlenov je uporabljeno namensko integrirano vezje z vgrajeno temperaturno kompenzacijo hladnega spoja. Vezje za krmiljenje toka skozi grelec je izvedeno kot stikalni napajalnik navzdol (angl. step-down converter) z neprekinjenim tokom, ki ga krmilimo s pulzno širinsko modulacijo. Tak način krmiljenja zmanjša hitre spremembe toka in s tem motnje, ki jih generira vezje. Velikost toka grelca zaznavamo kot padec napetosti na merilnem uporu, skozi katerega teče tok. Majhno napetost na merilnem uporu z diferencialnim ojačevalnikom prilagodimo območju analogno digitalnega pretvornika. Uporabnik nadzoruje spajkalno postajo z dvema potenciometroma in inkrementalnim dajalnikom, ki so postavljeni na lastnem tiskanem vezju. Vrednosti nastavitev, temperature in toka se izpišejo na LCD zaslonu, ki je že vgrajen v razvojno ploščo MISKO V2. Merjenje temperature z uporabljeno spajkalno ročico ni natančno na celotnem delovnem območju spajkalne postaje, predvidoma zaradi proizvajalčeve cenejše izvedbe termočlena. Dodatne napake v branju temperature povzroča tok skozi grelec. Zato je narejena dvojna programska korekcija temperature, ki omogoči pravilno merjenje na celotnem temperaturnem območju, neodvisno od velikosti toka grelca. Regulacija temperature je izvedena programsko s PID regulatorjem, ki določa vrednost delovnega cikla PWM signala. S pomočjo Matlab aplikacij sta narejena identifikacija odziva grelca spajkalnika in njegov matematični model, na podlagi katerega se nastavi parametre za želeno delovanje regulatorja. Odziv in hitrost regulacije spajkalne postaje sta verificirana na 70 W spajkalni ročici. Končan sistem opravlja funkciji spajkalne postaje in platforme za učenje programiranja. Ponuja dokaj široko izbiro spajkalnih ročic, premore 80 W moči, menjava razvojne plošče pa je hitra in enostavna. Regulacija temperature je stabilna, z majhnimi prevzponi in zadovoljivo hitrostjo.20212021-01-22 20:05:01Diplomsko delo/naloga124455VisID: 51681sl